恒定加力速度建筑材料试验机示值误差测量结果不确定度评定

　　恒定加力速度建筑材料试验机 (以下简称 “试验机”)是建筑、建材、交通行业检测水泥、混凝土强度等力学性能的计量仪器。是以恒定的加力速度把试验力施加到试样上，通过传感器，经信号放大和模拟转换器传输到计算机，根据需要，由计算机控制和显示试验力值、加力速度、时间和力值曲线等参数。 试验机示值的准确、可靠与否直接影响到检测样品的质量， 所以必须进行检定。 下面具体分析试验机示值误差测量结果的不确定度。

　　一、概述

　　1.测量依据

　　JJG1025-2007 《恒定加力速度建筑材料试验机》检定规程。

　　2.环境条件

　　温度为10℃～35℃，温度波动不大于2℃/h。

　　3.测量标准

　　0.3级标准测力仪，年稳定度为±0.3%。

　　4.被测对象

　　恒定加力速度建筑材料试验机，准确度等级为1级。

　　5.测量方法

　　依据JJG1025-2007用比较法进行，在规定环境条件下，使用试验机对标准测力仪施加负荷至测量点，可得到与标准力值相对应的试验机负荷示值。该过程连续进行3次， 将3次示值的算术平均值与标准力值进行比较，即得该测量点试验机的示值误差。

　　二、建立数学模型

　　1.数学模型

　　式中：δ———试验机的示值误差;F———试验机同一检定点3次读数的算术平均值，kN;F———标准测力仪指示力值，kN。

　　2.传播率公式及灵敏系数

　　根据误差理论的不确定度传播率公式：

　　式 中 ：u1、u2———输 入 量 F、F 的 标 准 不 确 定 度 ;c1、c2———灵敏系数。

　　三、输入量的标准不确定度评定

　　1.输入量F的标准不确定度分析

　　输入量F的标准不确定度主要来自试验机示值的重复性标准不确定度分量。 选一台300kN试验机，在满量程20%的60kN测量点上连续测量10次， 结果分别为 (单位：kN)：60.2、60.0、60.4、59.9、60.5、60.1、60.1、60.5、60.4、60.3。

　　用贝塞尔公式计算单次实验标准差：

　　分别在满量程的 40%(120kN)、60%(180kN)、80%(240kN)、100%(300kN)负荷点进行测试，每点在重复性条件下连续测量 10 次，再得到 4 组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验偏差，如表 1 所示。

　　自由度为ν1=m(n-1)=5×(10-1)=45

　　实际检定时， 在重复条件下连续测量3次取平均示值作为检定结果。试验机示值的重复性标准不确定度为

　　2.输入量F的标准不确定度分析

　　(1)标准测力仪示值引起的不确定度分量