力学计量中测量不确定度的应用与研究

胡凯 王海洋

中检（河南）计量检测有限公司 河南郑州 450000

1 测量不确定度的简述

此测定过程是对已经给出的结果的二次分析，首先要在已经确定好对象数值后测定其可信状态，说明结果的质量，并利用相应的描述方式予以说明。此过程中的重要步骤是精准定位对象数值，其要满足被测量的需要，在全面性和精准性的要求下落实结果描述，深度考量不确定度，并将合成标准、相对标准和标准不确定度予以整合，进而满足测量结果描述的要求。整合过程中要将每种不确定度的涵义和作用解析清楚，例如：合成不确定度说明了实际测量与预测结果间的差异，其使用UC符号描述此种差异。为保证不确定度的差异程度被描述十分完全和精准，通常要将方差的概念融入，才能展示出结果参数的分散性特征，利用合成的办法确定出最终得以使用的系数，并用CI符号予以表征[1]。

2 力学测量中测量不确定度的应用

2.1 基本流程

2.1.1 构建模型

模型构建过程是测量不确定度的初始阶段，其为后续的分析和设计评定方法奠定基础，在此过程中要基于工作环境的真实状况，充分反映出测定环境的特点，进而表示出关系量在测定对象上的展现。构建模型一般将测定对象设置为Y，关系量设定为Xi，建立了函数关系式：Y=f(X1、X2、X3...XN)用以描述二者间的必然联系。分析此数学模型的过程中要将不确定度置于首要位置，考量其影响因素和作用因素，从而提升测量整体流程的精确程度，实现精准测定。在收集整合完相应的数值后，说明测定对象的相对理想数值，以此实现对关系量的把控，全方位反映出不确定度，但在实际建模中要深入研究对iX的不确定度问题[2]。

2.1.2 分析来源

实际分析过程要紧密联系不确定度来源，根据所构建的模型情况，分析测量对象，使得得出的多个分量能够达到整合的要求，以此提升分量的精准程度。实际分析中可能会存在着来源遗漏的情况，此种情况下要求及时处理，并查看Y的不确定度是否充分，若不足要对原有的数据加以修正，以此规避在分析不确定度来源中所产生的问题，进而实现整合分析，保证数据的精准性。

2.1.3 设计评定方法

一般要分A、B两类进行讨论：首先就A类评定方法来讲，其具备整体性的特点，换言之此种评定方法所体现的是整体的观察分析结果，由此说明不确定度。主要流程是：用µ、σ表示标准差和不确定度，二者之间的关系是以不确定度的数值来保证标准差的形成科学化水平，为达到相应的精度需求，要准确测定出对象的预估数据信息，将测定的次数和每次得到的数值都详细记录，并用表示，其中x−为平均数值，借助公式完成计算测定数值的作业任务。按照以上的操作形式，将会初步得出不确定度，用表示，并借助公式实现精确计算。因实际情况间存在着一定的差异，要根据实际状况选定标准差运算分析的办法，从而降低误差；其次，B类评定方式主要应用非统计运算的办法，利用经验实现，设测定对象为X，精准预测其数值，设置为x。结合信息源头层面的评定方式而言，其具备着多样化的特征，包含生产单位指南、设备性能和确定度数据等，同样要引入方差，用u=(xi)表示预测方差。

2.2 应用实际案例

2.2.1 材料试验机示值误差测量

首先，应当对测定的计划加以研究，说明其所包含的程序，一般为测量准备工作、运行办法和应用模式。就准备工作而言，要将专业试验机设备准备完全，确定实验目标，考量外部环境参数值，并将外界环境的温差、实时温度和湿度指标考虑在内，一般设定为湿度、温度、温差分别是80%、（10°-35°）、2°C /h 。就运行模式而言，要事先将将测力装置准备好，运用调整活塞阀门的方式，使其能够发挥出高效的运行优势，以此对测力装置和实验装置的工作情况予以观察。一般来讲，测力装置的外部加载力来源是实验设备。就应用模式而言，其直接反映出在应用不确定度测量中具体程序和手段，本着均匀布设测定位置的原则，外力要与检测位置相统一，进而保障精准性数据和结果的产出。分别计算出多次示值的算数平均数−F以及环境温度t、定度温度0t、温度修正系数K、标准力值F，从而运用公式说明试验机的示值误差。再分别求出所对应的不确定度，其中算数平均数的不确定度评定方法为A类，其余为B类。

2.2.2 混凝土回弹仪率定值测量

混凝土回弹仪率定值测量结果的不确定度分析要按照基本流程开展，其要使用专业回弹仪，试验出相应回弹仪率数值，并从多个角度完成对实际操作的要求，一般为四个方向，旋转杆装置，一般为直角关系，在确认后选定好相应的数值，准确记录完全后，整合率定值、测量示值。其中率定值包括数字回弹仪iL和标准钢钻L，借助公式0LLLi−=∆ 求出系统的灵敏程度，进而得到弹击锤弹回的程度。对于回弹仪率的研究要分析运算出不确定度，以此说明分析运算的结果。

2.2.3 千斤顶不确定度评定

在对千斤顶加以评定的环节中，同样要立足于测定方案选取、数学模型架设和评定不确定度，从全局观考量所给出的方案的精准性，切实保证各项工作开展的深度和效果。选取科学方案的阶段，要从测量手段、实验展开机理和准备活动三个方面予以深入，从而制定出具体的程序。要事先准备好液压装置，细化各类误差，一般包括结构项目和桩基项目两大类，将误差分别管控在，并控制外部环境的运行温度。依据压力表与千斤顶油管之间的连接和作用方式来实现标准器间的连接作业。而过程中要时刻关注连接所产生的外部荷载，将油泵启动，查看参数信息，就所显示的信息数据予以校准，提升精准性。给出模型内所包含的压力修正值a、标准方程斜率b、标准力值F，利用公式计算出千斤顶的不确定度。

3 结语

综上所述，上文介绍了千斤顶、混凝土回弹仪率、材料试验机示值误差的测定中如何利用不确定度来完成，说明此种测量不确定度在力学测量中的运用范围较广，相关人员在对其他应用情况分析时，要从模型建构、来源分析和评定方法选择的流程出发，以此确保所评定的不确定度具备精准特点。