郭贵勇　马兴

【摘 要】介绍了水泥胶砂及混凝土耐磨性试验机的工作原理和用途，建立了水泥胶砂及混凝土耐磨性试验机校准结果的测量模型，分析了各不确定度分量主要来源，结合测量实例具体数據，对其合成不确定度进行分析评定，对各不确定度分量进行计算并得出合成不确定度和扩展不确定度，最终可得出该项目的校准测量能力，为交通部门提供的技术支撑。

【关键词】水泥胶砂及混凝土耐磨性试验机;校准方法;测量;性能影响;不确定度评定

中图分类号： TH871 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）36-0129-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.058

The Calibration Method Of Rubber Cement Sand Abrasion Testing And Its Results Analysis and Research

GUO Gui-yong1，2 MA Xing1，2

（1.Fujian Metrology Institute，Fuzhou Fujian 350003，China;

2.Fujian Provincial Key Laboratory of Force Measurement， Fuzhou Fujian 350003，China）

【Abstract】This paper introduces the working principle and application of rubber cement sand abrasion testing machine，establishes the measurement model of the calibration results of rubber cement sand abrasion testing machine， analyzes the main sources of each uncertainty component，analyzes and evaluates the synthetic uncertainty combined with the concrete data of the measurement example，calculates each uncertainty component，obtains the synthetic uncertainty and extended uncertainty.Finally，the calibration and measurement ability of the project can be obtained.Overall，this paper can provide strong technical support for transport department.

【Key words】Rubber cement sand abrasion testing machine;Calibration method;Measurement;Performance impact; Evaluation of uncertainty

0 引言

水泥胶砂及混凝土耐磨性试验机是主要用于水泥胶砂耐磨性试验，也可用于混凝土、石料等建材的耐磨性试验。可预置试验转数自动控制数字显示。变换负荷方便，装有吸尘机构和自动停车报警装置。是检测道路水泥耐磨性质量指标的必要仪器。

1 水泥胶砂及混凝土耐磨性试验机的校准

水泥胶砂及混凝土耐磨性试验机的校准是将标准负荷测量仪放在水平转盘上，装上磨头，然后分别通过主轴将200N、300N、400N的负荷加载在标准负荷测量仪上，分别测量三次，取其平均值作为三个档位负荷的校准值; 将反光纸分别贴在水平转盘和主轴的转动构件上，启动试验机，利用高精度标准智能测速频率仪分别测量出水平转盘转速、主轴转速以及水平转盘转数，重复测量三次，取各自平均值作为测量结果。

2 水泥胶砂及混凝土耐磨性试验机（以下简称试验机）上各档负荷的测量结果的不确定度评定

2.1 测量模型：F=■

式中：F——试验机上各档负荷力值

■——试验机上各档负荷力值三次测量值的平均值

2.2 标准不确定度分量的评定

2.2.1 输入量■的标准不确定度u（■）的评定：其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度u1（■），可以A类方法评定u1（■）;标准负荷测量仪准确度引入的不确定度u2（■），可以B类方法评定u2（■）。

1）选取试验机上200N负荷档位，用标准负荷测量仪连续测量三次，得到的测量值如表1所示。

表1 测量列一览表

其所求的平均值：■=■■F■=200.40（N）

单次实验标准偏差：极差法计算（系数C=1.69）：s=0.2/1.69=0.12（N）实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其算术平均值为测量结果。

则u■（■）=■0.07（N）即u■=（■）=0.07/200×100%=0.04%

2）标准测力仪为0.2等级，估计为均匀分布，取三次测量的平均值为标准值，其引入的标准不确定度为：

■，即u■（■）=0.23/200×100%=0.12%

3）把ur1（■）与ur2（■）两项合成，则ucr（■）=■=0.13%

2.3 合成标准不确定度的评定

2.3.1 灵敏系数：由F=■得

■

2.3.2 标准不确定度汇总表，见表2

表2 标准不确定度分量一览表

2.3.3 合成标准不确定度的计算：

ucr（F）=ucr（■）=0.13%

2.4 扩展不确定度的评定：取包含因子k=2，则U=k·ucr=0.3%

2.5 扩展不确定度的报告与表示

试验机上200N负荷档位测量结果相对扩展不确定度为U=0.3%，它是由相對合成标准不确定度ucr=0.13%和包含因子k=2之乘积得到。

3 试验机的转速测量结果的不确定度评定

3.1 测量模型：n=■

式中：n——试验机转速

■——试验机转速三次测量值的平均值。

3.2 标准不确定度分量的评定

3.2.1 输入量■的标准不确定度u（■）的评定：其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度

u1（■），可以A类方法评定u1（■）;高精度标准智能测速频率仪准确度引入的不确定度u2（■），可以B类方法评定u2（■）;

1）选取一试验机，用高精度标准智能测速频率仪对其水平转盘的转速进行三次测量，得到测量值如表3所示。

表3 测量列一览表

其所求的平均值：■=■■n■=17.3（r/min）

单次实验标准偏差：极差法计算（系数C=1.69）：s=0.1/1.69=0.06（r/min）

实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其值为测量结果。

则u■（■）=■=■0.035（r/min）

2）高精度标准智能测速频率转速部分准确度等级为0.01级，估计为均匀分布，取三次测量的平均值为标准值，其引入的标准不确定度为：

u■（■）=■=■=0.003（r/min）

3）把u■（■）与u■（■）两项合成，则u（■）=■=0.04（r/min）

3.3 合成标准不确定度的评定

3.3.1 灵敏系数：由：n=■得

■

3.3.2 标准不确定度汇总表，见表4

表4 标准不确定度分量一览表

3.3.3 合成标准不确定度的计算

uc（n）=uc（■）=0.04（r/min）

3.4 扩展不确定度的评定：取包含因子k=2，则U=k·uc=0.1（r/min）

3.5 扩展不确定度的报告与表示

试验机的水平转盘转速测量结果扩展不确定度为U=0.1r/min，它是由合成标准不确定度uc=0.04r/min和包含因子k=2之乘积得到。

4 结语

保证试验机的准确性，通过校准等方法实现量值的溯源性，在交通部门的质量控制中起到重要作用;本文介绍我院对试验机进行校准方法和不确定度评定方法。

【参考文献】

[1]中华人民共和国交通运输部.JJG（交通）097-2009，《水泥胶砂及混凝土耐磨性试验机》[S].北京：人民交通出版社，2009.

[2]傅智，刘清泉，牛开民，喻波，梁军林，徐加绛，杨泽涛.《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）编制介绍[J].公路，2003（07）.

[3]牛开民.论我国水泥混凝土路面发展方向[J].公路交通科技，1994（01）.