試析不確定度在力學計量中的應用

摘要:工程質量檢測工作中力學計量中的測量不確定度起到了重要的作用,是關鍵的引數指,也是測量工作中的重要資料內容。文章探究了不確定度在力學計量中的應用,對於測量不確定度在力學計量校準中的重要作用進行了深入探討,透過材料試驗機、千斤頂和混凝土回彈儀三項實驗對測量不確定度在力學計量中的應用進行總結分析。

關鍵詞: 力學計量 材料試驗機 測量不確定度 混凝土回彈儀

在工業技術和工程技術的飛速發展過程中,力學和力學中測量不確定度等知識點皆得到廣泛運用。該些知識點的運用使測量工作所得出的資料更加準確的同時,讓相關工作更加便捷。文章透過關於測量不確定度的三項實驗,總結測量不確定度在力學計量中的應用和重要性,希望能為工程檢測工作者提供有效幫助。

1、測量不確定度在力學計量校準中的重要性

測量不確定度是指在測量檢測結束之後,對其結果的穩定性、可靠性進行綜合判斷,測量不確定度是表述測定結果的關鍵引數,其與檢測和測量工作的後期研究環節具有重要影響。但由於測量不充分或測量工作存在缺陷等原因,使所獲得的測量值較為分散,出現每次測量結束之後,其測量結果卻皆不一樣,將各項測量值實施分類,間接反映出許多值以一定機率的方式分散在某一項數值區域之中。為確保對測量不確定度的分散性、關聯性等對應引數,能夠給予更為確切的描述和研究,皆會利用一些標準偏差對其給予表達,進行形成標準不確定度、相對標準不確定度、合成標準不確定度和擴散不確定度四種。該四種不確定度皆對應著相應的標準程度,關係到物件數值的分佈面積以及檢測和測量結果的穩定性、可靠性。

2、測量不確定度在力學計量中的應用

2。1 設計測量不確定度的流程

在對測量不確定度在力學計量中的應用進行研究時,為確保其結論更為直觀和簡潔明瞭,文章以實驗的形式,敘述測量不確定度在力學計量中的應用。先對設計測量不確定度的流程實施介紹,主要分為數學建模、分析不確定度來源、A類評定方法和B類評定方法四項內容:

第一,建立數學模型。在對不確定度實施分析時,建立起一個相應的數學模型很有必要的,與不確定度相關的作用因素皆包含在數學模型之內,既可以對整體測量給予準確把控,而且還不能將相應的重要參與和內容遺忘,避免單個數據、引數多次出現的情況發生。

第二,分析不確定度來源。結合前文中所敘述的數學模型,計算出研究物件多帶來的多個關鍵影響的分量,針對該些分量保證其既不會出現遺漏,也不會發生多次重複出現的情況。在此情況中假設出現遺漏問題,那麼相應的不確定度範圍會很大,不利於後期的驗證。

第三,設計測量不確定度的A類評定方法。結合整體觀測分析資料對測量不確定度進行評定的方法即為該領域的A類方法,其中所包含的不確定度就是透過全部觀測數值而形成的標準差。被測量物件,在重複場合中開展多次不受影響的檢測工作,其數值並未將整體誤差包含在內。第四,設計測量不確定度的B類評定方法。當整體觀測分析資料無法或者是不需要進行多次檢測工作時,該不確定度只能利用非統計運算的方式得以驗證,這就是測量不確定度的B類評定方法,該方式不需要測量數值的統計研究,只能透過經驗或者另外資訊對其實施驗證。

2。2 材料試驗機示值誤差測量結果的不確定度評定

利用材料試驗機對示值測量結果的不確定度進行評定,運用材料試驗機在不同場合、環境中對金屬、非金屬或零部件裝置等物件的功能、內部問題和投入運用後狀態的精確實施檢測。材料試驗機常用於對金屬和非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、剪下、剝離、撕裂、保載等專案動靜力學效能實施研究。材料試驗機的測量方案主要有三個方面,首先測量準備階段,選用專業試驗機裝置用作實驗目標,其相關環境引數為:溫度10-35℃,溼度80%以內,環境溫差變化不超過2℃。其次測量機制,對實驗目標和測力裝置施加外部載入力,當外部載入力達到相應標準後,即可讀出實驗資料。最後測量手段和具體程式,對實驗裝置檢測空間的對應量程實施調整,從20%逐漸增加,一直達到該裝置的極限值即可[1]。

2。3 千斤頂的不確定度評定

千斤頂是人們日常生產中較為常用的一項工具,其在測量不確定度中具有著重要的價值和作用,藉助液體傳遞,形成不同部分的差別化壓力,進而實現力量的轉變效果,同時千斤頂還可以根據不同的位置保持不同的壓強,起到四兩撥千斤的作用。在千斤頂的實驗測量方案中,主要包含三個階段。首先實驗準備,選取相應規格引數的千斤頂做為本次實驗的實驗目標,標記千斤頂各項效能引數,以便後期與實驗結果相比對,確保實驗結果的合理性和可靠性。其次總結實驗原理,在油泵對相應裝置供油的作用下,千斤頂產生出相應的作用力,利用千斤頂保持該種連線的指示器裝置等,便可以得知本次實驗中,對千斤頂所產生的外部施加力的資料資訊。最後測量手段和具體程式,先對千斤頂的油管、壓力錶等相關部件給予連線處理,再將千斤頂裝置設定在整體實驗結構的最中間位置,使其與標準器連線成起來,之後開啟油泵開關,釋放出外部作用力[2]。

2。4 混凝土回彈儀率定值測量結果的不確定度評定

混凝土回彈儀是建築施工專案中較為常用的一種裝置,在使用過程中,混凝土回彈儀可以準確的測量出被測物體的抗壓能力,而且混凝體回彈儀的回彈值問題對於建築行業也十分重要,因此使用混凝土回彈儀進行測量不確定度實驗,可以被視為一項專業性的檢測,其檢測結果在建築構件、橋樑等場合的強度檢測中被廣泛使用。在針對混凝土回彈儀率定值測量結果的不確定度評定,所使用的混凝土回彈儀屬於多項技術指標的力學計量器具,其校準環境溫度需控制在20℃左右。根據混凝土回彈儀的檢測標準,並結合鋼鑽的硬度引數,其允許最大誤差值設定為正負2以內。在特定的實驗環境中,藉助回彈儀所產生的實驗能量為2。207,同時該數值也是回彈儀的率數值,本次實驗的混凝土回彈儀的測量工作通常需要4個方向同時進行,杆裝置的旋轉角度為90度,根據不同的方向,選出相應的3次數值,並以此實施統計,共計12此選數[3]。

2。5 測量不確定度在工程力學應用中相關問題的研究

第一,有關測量不確定度評定中資料的有效數字。在數字中有各種各樣的近似數,同樣也可以將其理解為迴圈小數或不迴圈小數。在測量不確定度時,顯示裝置的分辨的概念為讀取和儲存的數值應該是顯示裝置的資料的整數倍。在這種條件下,數值的計算才算合理,進一步對其進行分析,假設一次實驗後其結果為不確定度,則需要透過對不確定範圍進行逐個分析,才能總結出大致的結論範圍。

第二,資料的修約規則。對一個準備修約的數字而言,按照保留位數的實際需求,對其其餘的其他數位開始進行計算,對其取捨的必要性實施驗證,選定相應的修約數來代替擬修約數,該環節即為數值修約。

第三,近似數的運算。一方面,可用加減法對其進行運算,前提條件為該資料不大於10個,而且該方式最為簡單。另一方面,可用乘除法對其實施運算,在開展近似數運算時,可將數字更少的近似數做為本次運算的參考依據,其他數字的有效位可多留出一位。

3、結語

綜上所述,先對測量不確定度在力學計量校準中的重要性進行分析,再透過材料試驗機、千斤頂和混凝土回彈儀三項實驗總結出測量不確定度在力學計量中的應用,最後在對測量不確定度在工程力學應用中的相關問題實施研究,從各個角度剖析測量不確定度在力學計量中的作用,以此為工程檢測工作者提供幫助。