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混凝土配料秤是商業(yè)混凝土配料中最常見的計(jì)量設(shè)備,其準(zhǔn)確性關(guān)系到配合而成的混凝土的強(qiáng)度,是混凝土攪拌站進(jìn)行計(jì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在JJG(川)107-2010《混凝土配料秤檢定規(guī)程》中,對(duì)混凝土配料秤的靜態(tài)測(cè)量與物料(動(dòng)態(tài))測(cè)量均提出了檢定要求,靜態(tài)檢定要求類似數(shù)字指示秤,本文不做贅述,在這里僅就混凝土配料秤的物料試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定。
1測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)述
1.1測(cè)量依據(jù)
JJG(川)107-2010(混凝土配料秤檢定規(guī)程》。
1.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)
分離法控制衡器:電子地上衡:=2000kge=200g
1.3被測(cè)對(duì)象
裝料質(zhì)量(定量值)范圍為:(0~3000)kg,靜態(tài)準(zhǔn)確度等級(jí)Ref(0.5),準(zhǔn)確度等級(jí)X(1)的混凝土配料秤。
2測(cè)量方法和數(shù)學(xué)模型
2.1測(cè)量方法
物料試驗(yàn)可以采用分離檢定法和集成檢定法兩種方法,分離檢定法是把已稱量好的物料放到與裝料衡器相分離的控制衡器的承載器上進(jìn)行稱量確定物料的約定真值;集成檢定法是把裝料衡器作為控制衡器,即把已稱量好的物料直接使用裝料衡器確定物料的約定真值。在確定物料約定真值時(shí),可利用“閃變點(diǎn)”法或者衡器內(nèi)分辨率法確定物料的化整前示值,若無(wú)法利用這兩種方法也可采用直接讀數(shù)法。
2.2數(shù)學(xué)模型
根據(jù)規(guī)程要求和數(shù)學(xué)分析物料試驗(yàn)示值誤差的數(shù)學(xué)模型可以寫成以下模式:
E=I-L=P-L
式中:E一示值誤差;I一被測(cè)衡器示值碼或載荷的實(shí)際值;F—化整之前的示值P=I+1/2d-△L
因在物料試驗(yàn)中,Z所表示的值為配料秤的設(shè)定值,為理論數(shù)據(jù),不引入不確定度分量,故E的不確定度來(lái)源主要為測(cè)量值/或P引入。
3測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
3.1影響配料秤的物料試驗(yàn)測(cè)量值不確定度的因素有
a.標(biāo)準(zhǔn)器(控制衡器)的示值誤差;
b.控制衡器數(shù)字示值的分辨率;
c.相同條件下裝料衡器自身的重復(fù)性(不穩(wěn)定性);
d.測(cè)量方法與規(guī)定的測(cè)量方法和程序的不一致性;
e.人員誤差的存在;
f.環(huán)境(如振動(dòng)、干擾)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
在參考條件下環(huán)境是相對(duì)穩(wěn)定的,可不必考慮上述不確定度來(lái)源中影響較小的d、e、f條,只考慮控制衡器的示值誤差、控制衡器數(shù)字示值的分辨率和相同條件下裝料衡器的重復(fù)性的影響。
3.2分離檢定法測(cè)量值不確定度的評(píng)定
(1) 評(píng)定點(diǎn)與評(píng)定原則
按定量值(裝料質(zhì)量)m=1000kg為例進(jìn)行評(píng)定。
評(píng)定原則:測(cè)量值的擴(kuò)展不確定度小于被測(cè)配料秤該定量值最大允許偏差的1/3(即U/允差<1/3)。
(2) 用分離檢定法對(duì)定量值(裝料質(zhì)量)m=1000kg的X(1)級(jí)配料秤進(jìn)行物料試驗(yàn),X(1)級(jí)配料秤物料試驗(yàn)的最大允許偏差MPD=0.7%x1000kg=7000g,可直接采用B類方法進(jìn)行評(píng)定,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定如下。
a.控制衡器為Max=2000kg,e=200g的電子地上衡,若電子地上衡在檢定有效期內(nèi)且試驗(yàn)前沒(méi)有對(duì)其重新進(jìn)行檢定(誤差按使用中檢驗(yàn)處理),那么此時(shí)電子地上衡1000kg稱量處的允差為±3.0e。
允差分布作均勻分布處理。
b.若未采用“閃變點(diǎn)”法或內(nèi)分辨率法,控制衡器的數(shù)字示值分辨率為1.0e
c.配料秤進(jìn)行一組物料試驗(yàn),測(cè)得以下10個(gè)誤差數(shù)據(jù):
1200g,800g,-800g,1600g,800g,-800g,1200g,800g,-800g,1200g
上述誤差值的平均值為x=520g
單次測(cè)量的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為944g
按檢定規(guī)程測(cè)10組數(shù)據(jù),則平均值的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為299g
則由裝料衡器自身重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u分3=299g
自由度f(wàn)=10-1=90
d.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:
各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表1。
e.擴(kuò)展不確定度:
若按置信概率p=95%計(jì)算0=2),擴(kuò)展不確定度有效數(shù)字取兩位。
擴(kuò)展不確定度:U95=2x483g=966g
判定:U95/允差=966/3500=0.276<1/3,則在m=1000kg點(diǎn)處使用分離檢定法擴(kuò)展不確定度符合要求。
3集成檢定法測(cè)量值不確定度的評(píng)定
3.1試驗(yàn)方法
首先用Ml等級(jí)瑟碼對(duì)配料秤進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn),在配料秤的承載器上加載2000kg的硃碼,采用“閃變點(diǎn)”法或內(nèi)分辨率法確定配料秤靜態(tài)化整前的示值和化整前的誤差厶。不確定度分量與等級(jí)砥碼質(zhì)量值不準(zhǔn)不確定分量的合成(標(biāo)準(zhǔn)不確定度均方和),作為控制衡器的示值不準(zhǔn)造成的不確定度。若重復(fù)性計(jì)算采用貝塞爾法應(yīng)重復(fù)測(cè)量十次;若采用極差法至少要重復(fù)測(cè)量三次。然后再利用配料秤的指示裝置顯示裝料質(zhì)量的示值,然后再采用“閃變點(diǎn)”法或內(nèi)分辨率法測(cè)定裝料質(zhì)量的約定真值。
3.2評(píng)定點(diǎn)與評(píng)定原則
按定量值(裝料質(zhì)量)m=2000kg為例進(jìn)行評(píng)定。
評(píng)定原則:測(cè)量值的擴(kuò)展不確定度小于被測(cè)配料秤該定量值最大允許偏差的1/3(即U/允差<1/3)。
3.3用集成檢定法對(duì)定量值(裝料質(zhì)量)m=2000kg的X(1)級(jí)配料秤進(jìn)行物料試驗(yàn)。
m=2000kg時(shí),X(1)級(jí)裝料衡器物料試驗(yàn)的允差=0.7%x2000kg=14kg
在不考慮測(cè)量方法、人員和環(huán)境條件影響較小因素的情況下,影響配料秤的物料試驗(yàn)測(cè)量不確定度來(lái)源有:
a.砥碼質(zhì)量值不準(zhǔn)導(dǎo)致的測(cè)量不確定度分量u新
2000kg®碼通常由100個(gè)20kg的祛碼組成,100個(gè)20kg的瑟碼可能相關(guān),20kg的M,等級(jí)瑟碼允差為1g,則
u集1=57.7go
b.以R礦(0.5)級(jí)的配料秤作為控制衡器進(jìn)行集成檢定法,在2000kg秤量處的靜態(tài)允差為:0.25x1%x2000kgx0.5=2500g,由配料秤示值誤差△造成的不確定度為:u集2=1443g
c.配料秤的分度值e=1kg,采用內(nèi)分辨率法(d=0.2e)后數(shù)字示值的分辨率為0.2e
d.配料秤進(jìn)行一組物料試驗(yàn),測(cè)得以下10個(gè)誤差數(shù)據(jù):
1600g,1200g,-600g,1600g,800g,-lOOOg,1400g,1000g,-600g,1200g
上述誤差值的平均值為=660g
單次測(cè)量的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為998g
按檢定規(guī)程測(cè)10組數(shù)據(jù),則
則由裝料衡器自身重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量
U集4=315.6g
自由度v=10-1=9
e.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:
各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表2。
f.擴(kuò)展不確定度:
若按置信概率p=95%計(jì)算k=2),擴(kuò)展不確定度有效數(shù)字取兩位。
擴(kuò)展不確定度:U95=KU集=2 x 1479g=2958g,K=2
判定:U95/允差=2.958/14=0.21<1/3,則在m =2000kg點(diǎn)處使用集成檢定法擴(kuò)展不確定度符合要求。
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