王博宇

摘 要：传统对检测结果的误差评定仅仅注重误差的质量，往往忽视了测试条件会受到很多影响。本文介绍了钢筋抗拉强度检测的误差及不确定度的概念，对钢筋抗拉强度检测评定进行研究。

关键词：钢筋;抗拉强度;检测

引言

随着生产水平的提高，生产技术日益精密化，误差评定已经远远不够，研究人员开始注意到测试条件对于测试结果产生的影响，并对测试环境进行一定评定。但是在实际工作中，我们得出的测量值往往会偏离正态分布，所以基于正态分布的参考误差已经不能适用。

一、钢筋抗拉强度检测中的误差分析

（一）系统误差

这种类型的误差具体是指对某一个相同的物理量进行2次或以上的同等精度的测量时，误差始终保持恒定不变的状态，或是以特定的规律发生变化，具体而言，系统误差有着某种确定性，但是在实际测量中却无法有效消除，也就是说，此类误差会伴随着测量过程一直存在。

（二）随机误差

随机误差具体是指在对某一个相同的物理量进行2次或以上的测量过程中，所产生出来的误差的大小不一致，并且没有任何变化规律，有着显著的随机性特点，所以必须通过尽可能多的测量次数来使误差减小到最低程度。

（三）过失误差

这类误差相对于前两类误差更容易理解一些，具体是指在对某个物理量进行测量时，由于测量人员采用的方法不合理、操作有误、测量仪器准确性不够、测试条件发生改变而引起的，此类误差虽然经常会伴随着测量过程出现，但却可以通过各种措施予以消除。

二、不确定度及其与误差之间的关系

（一）不确定度

由上文分析可知，对某个物理量进行测量时，会伴随产生各种类型的误差，因测量过程中误差的存在，使得对被测物理量的值不能准确确定，不能准确确定的程度就是不确定度。对于测量结果而言，其质量如何，直接体现在不确定度上，即不确定度小，测量的结果与真实值越接近，说明测量质量较高，结果具有较高的使用价值;不确定度大，测量结果会偏离真实值，说明测量质量低，结果的使用价值也会随之降低。因此，物理量检测中，需要在所得的结果中，给出相应的不确定度，这样不仅可以让测量结果的使用者对该结果的可用价值进行评定，而且还能使测量结果间的可比性有所增强。在此需要着重阐明的一点是，目前对于测量仪器的不确定度并没有具体的定义，所以尽可能不要采用这种说法，而是应当将之理解为在使用测量仪器对被检测对象进行测量的过程中，仪器提供的标准量值的不确定度。具体而言，不确定度本身是一个参数，其不是任何一种测量仪器上所固有的特性，一般只会用示值误差来表征仪器的性能，这个误差仅与测量结果的不确定度有关。

（二）不确定度与误差的关系

虽然不确定度与误差是两种截然不同的概念，但在测量领域当中，两者之间有着极为密切的联系，它们的关系具体体现在如下几个方面：①误差的大小能够说明被测量值的准确程度，而不确定度的大小则可以说明被测量值的可信程度;②误差实质上是测量结果与参考量值之间的偏离程度，而不确定度所体现的是测量值的分散性;③误差作为一个量值，既有正误差，也有负误差，这主要取决于测得值与参考量值之间差的正与负，而不确定度是一个参数，可以用标准差来表示，其为非负的参数，且与真值无关;④当误差以真值作为参考量值时，它是一个未知数，而不确定度则是按照各种相关信息对测量结果的评定。

三、钢筋抗拉强度检测中不确定度的评定方法

为了便于本文进一步的分析，下面选取工程中较为常用的HRB400钢筋作为研究对象，对其抗拉强度检测中不确定度的评定方法进行论述。

（一）检测方法

本次检测中，选用的检测设备为万能型材料试验机，该设备最大允许示值误差为±0.5%，并依据GB/T228.1-2010中给出的检测方法对HRB400钢筋进行检测，具体做法如下：在适宜的检测环境中，以20MPa/s的速率对钢筋施加荷载，然后再用万能型试验机进行屈服，屈服过程以40mm/min对钢筋施加拉力，直至试样拉伸至断裂为止，对该试样进行拉伸的过程中使用的最大力所对应的强度就是钢筋的抗拉强度。

（二）检测中不确定度的来源分析

在钢筋抗拉强度检测中，其不确定度的来源主要有以下几个方面：①拉伸力的值及测量横截面积的测量误差;②由于试样在检测过程中，会受到应力速率控制参数的影响，从而使其拉伸性能发生一定程度的变化，由此所产生的误差累加是不确定度的主要来源;③万能型试验机测力系统的示值误差会产生相对標准的不确定度。

（三）不确定度的具体评定过程

（1）建模

在对不确定度进行评定前，需要先建立如下数学模型：Rm=Fm/（0.25πd2）;在该模型中，Rm代表钢筋的抗拉强度（单位：MPa）; Fm代表钢筋被拉伸至断裂时的最大拉力值（单位：N）;d为钢筋的内径（单位：mm）。

（2）评定过程

选取一根公称直径d=16mm的钢筋，然后以等长的方式对其进行截割，长度为600mm，并从其中选取10段进行检测，其结果如表1所示。

根据上文分析，万能型试验机的测力系统示值误差是检测结果不确定度的主要来源，所以需要对其进行评定，可用unel（F1）来表示试验机测力系统示值误差的不确定度，经过计算unel（F1）=0.308%。

经过计算后（限于篇幅，计算过程省略），分别得出试样原始横截面积及拉伸速率影响带来的相对标准不确定度，前者为0.578%，后者为0.44%;对检测结果进行数据修约所引起的不确定度为0.055%。试样抗拉强度的相对扩展不确定度unel（Rm）可用下式进行计算：

取包含因子k=2，unel（Rm）=2×0.8766≈1.753，抗拉强度测量不确定度为1.753%×525=9.2MPa。由此可得出HRB400钢筋的抗拉强度检测结果的不确定度为（525±9.2）MPa。

四、结束语

不确定度在原则上是可以被评定的，但是误差往往不能计算。不确定性的评定能够弥补误差的影响，对于钢筋抗拉强度检测具有重要意义。

参考文献：

[1]曾立英.金属材料抗拉强度检测中的误差与测量不确定度评定[J].科技创新与应用，2014（24）：22-23.

[2]田彬亢.建筑用热轧光圆钢筋抗拉强度不确定度评定[J].重庆建筑，2011，10（06）：33-35.