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硬度測量范文第1篇

陜西省產品質量監督檢驗研究院陜西西安710048

摘要 在物理量測量結果中，通常會出現不確定度，所謂不確定度是指由于存在測量誤差，不能準確確定被測量值的程度，也就是說，不確定度代表著測量結果的可信賴程度。在報告物理量測量結果時，給出不確定度的作用主要表現為便于使用它的人評定可靠性，同時增強測量結果的可比性。本文從洛氏硬度測量的角度進行闡述，同時對金屬材料洛氏硬度不確定度評定方法進行分析，為評定金屬材料落實硬度的不確定度提供參考。

關鍵詞 不確定度；標準偏差；硬度測量

1 概述

測量對象：選擇材質為45 鋼的鋼板；

檢測設備：TH300 自動數顯洛氏硬度計；

檢測環境：室溫為23.5益，相對濕度為55%；

檢測過程：按照GB/T 230.1 - 2009《金屬材料洛氏硬度試驗試驗方法》的相關要求，先用硬度水平為48.2HRC 的標準硬度塊檢測硬度計，在硬度塊上選擇5 點測定其洛氏硬度值，當硬度計正常運行后，再測定試樣的洛氏硬度，測定5 點硬度值。

2 數學模型和不確定度分項的評定

2.1 測量標準物質時硬度試驗機的不確定度

2.1.1 在整個試驗面上，使用標準硬度塊均勻分布地壓出5 個相應的壓痕，分別測定其硬度值，試驗結果如下表所示：

2.1.2 單次試驗標準偏差

評定選擇A 類方法

在評定過程中，按照JJF1059—2012 推薦的極差法進行計算，相應的計算公式如下所示：

其中：

R 為測量結果中的最大值與最小值之差；

C 為極差系數（當n=5 時極差系數C=2.33）。

將R=48.2-47.9=0.3HRC、C=2.33 代入上述公式，

2.1.3 測量標準物質時硬度試驗機的不確定度

對標準物質進行測量時，硬度實驗機的不確定度選擇5 次測量值的平均值，為

2.2 試樣測量重復性的標準不確定度ux

2.2.2 測量試樣的標準偏差

在測量試樣的過程中，采用極差法對測量結果的標準偏差進行處理，當n=5 時，極差系數C=為2.33，將R=0.40HRC 帶入下列公式為

2.2.3 評定試樣測量重復性標準不確定度對單次測量標準的不確定度進行評定：

2.3 評定標準硬度塊的標準不確定度uCRM根據GB/T 230.3-2012 規定，將rrel 定為1.0%、HCMR=48.2HRC帶入下列公式：

整理uCRM=0.1703。

2.4 評定標準不確定度uE

在硬度計誤差允許的情況下，按照GB/ 230.2-2012 的相關要求，洛氏硬度的允許誤差Erel 為1.5HRC

2.5 評定壓痕測量分辨力的標準不確定度ums

在測量過程中，測量裝置的測壓痕分辨率為啄ms=0.1HRC。

3 評定合成標準不確定度

3.1 靈敏系數

通過上述分析，匯總各標準不確定度分項，如下表所示：

3.2 計算合成標準不確定度uc

在計算合成標準不確定度時，將輸入量看成彼此相互獨立的，同時按照下式對標準不確定度進行合成處理：

4 評定擴展不確定度

置信概率P、包含因子k 分別取95豫和2，那么擴展不確定度U95為

5 測量結果

參考文獻

[1]GB/T8170-2008,數值修約規則與極限數值的表示和判定[S].

[2]GB/T230.1-2009,金屬材料洛氏硬度試驗第1 部分：試驗方法[S].

硬度測量范文第2篇

資料與方法

一、研究對象

1. 正視組：收集2004年5月至2004年11月在本中心門診檢查的正常志愿者 121 例199 眼，年齡（18～69）歲，平均（35.74± 11.75）歲，屈光度+0.5D～-0.5D。

2. 近視組：收集2004年3月至2004年6月在本中心門診與準分子激光治療部診治的近視患者81例159眼，年齡13歲～63歲，平均（26.12±6.98）歲，屈光度-1.00～-22.00D,平均屈光度為（-5.93± 3.74）D。

3. 入選標準：所有入選正視組者裸眼視力均≥1.0，所有入選近視組者矯正視力均≥0.8。所有入選者均無眼部刺激癥狀、無外傷史、眼球手術史、干眼癥、角膜接觸鏡配戴史及糖尿病史；裂隙燈檢查眼前段無異常；散瞳后用70D 前置鏡檢查眼底無異常。

二、OCT 中央角膜厚度測量

采用美國 Carl Zeiss 公司生產的Zeiss-Hu-mphrey 光學相干斷層掃描儀（OCT3）進行中央角膜厚度檢查。OCT3 的軸向分辨率≤ 10μm，橫向分辨率為 20μm，每幅斷層圖像軸向掃描組數為 128，每組軸向掃描有1024個數據點，所以每幅圖像的掃描像素為 131072（128×1024）。進行角膜厚度測量時，掃描線長度設置為3mm，行水平及垂直掃描；掃描方向為水平掃描從左至右，垂直掃描從上至下。受檢查在正常瞳孔狀態下進行檢查。取坐位，下頜置于下頜托上，調整眼部位置，采用內注視的方法，即讓患者注視鏡頭內的注視點。在紅色背景光下，患者可看到瞄準光的掃描方向，檢查者也可通過監視屏了解患者的注視情況以及掃描情況。掃描時，將水平或垂直掃描線的中點經過瞳孔中央，以確保掃描部位位于角膜中央。OCT顯示器在1.9s內顯示掃描圖像，將水平及垂直掃描成像質量好的圖像各3 張儲存于計算機。采用 OCT3自帶分析程序Scan Profile分析圖像。選擇掃描線經中央角膜的圖像進行角膜厚度測量。

三、Goldmann 壓平眼壓計眼壓測量：采用瑞士 Haag-Streit 公司生產的 T900 型 Goldmann 壓平眼壓計測量眼壓。

四、統計學方法

采用 SPSS11.5 統計軟件。正視組和近視組的CCT 值及眼壓值的比較采用獨立樣本 T 檢驗；采用相關與回歸分析近視組的眼壓與屈光度的關系，以及正視組、近視組的CCT 與眼壓關系。

結果

一、正視組和近視組中央角膜厚度值、眼壓值的比較

正視組 121 例 199 眼的 CCT 平均值為（525.05± 32.83）μm,95% 置信區間為（520.46,529.64）μm;Goldmann 壓平眼壓的均值為（12.91 ± 2.26）mmHg，95% 置信區間為（12.59,13.23）mmHg。近視組81例159眼的CCT平均值為（524.85± 29.76）μm,95% 置信區間為（520.19,529.51）μm；Goldmann 壓平眼壓的均值為（14.23 ± 2.54）mmHg，95% 置信區間為（13.84,14.63）mmHg。進一步將近視組按屈光度（等效球鏡）分為低度近視組（-0.50～-3.00D）、中度近視組（-3.25～-6.00D）、高度近視組（>-6.00D）三組.各組分別的 CCT 值和 Goldmann 壓平眼壓測量值與正視組進行比較(表1),結果表明,高度近視組的角膜較薄,隨著屈光度的加深,眼壓呈升高的趨勢。

二、屈光度與眼壓關系

對近視組的屈光度與 Goldmann 壓平眼壓進行相關分析，結果為r=-0.296，P<0.001；控制年齡、性別、中央角膜厚度等因素后，對屈光度與眼壓進行相關分析，r=-0.394，P<0.001。上述結果表明，眼壓與屈光度呈負相關。即近視度數越大，眼壓越高。對近視組年齡、性別、屈光度、CCT 與眼壓進行多因素逐步回歸分析，屈光度、CCT 進入回歸方程，回歸方程為：IOPG=-0.247 ×屈光度 +0.035 × CCT-5.387回歸方程的 F=25.707，P<0.001，即回歸方程有意義；屈光度在回歸方程中的斜率 K=-0.247，t=-5.229，P<0.001。根據回歸方程可知：屈光度數每增加 -4.05D，眼內升高 1mmHg。

三、中央角膜厚度與眼壓的關系

1. 正視組 CCT 與眼壓的關系：對正視組的眼壓與 CCT 進行相關分析，r=0.317，P<0.001;對兩者進行回歸分析，F=21.991,P<0.001,回歸方程為：IOPG=0.022 × CCT+1.437回歸方程的斜率 K=0.022,t=4.689,P<0.001。回歸方程表述為 C C T 每偏離正常值 4 5 . 4 5 μm ，Goldmann 眼壓測量值偏差1mmHg。由此獲得的眼壓校正公式為：IOP（校正）=IOPG+（525-CCT）/34.48(mmHg)

2. 近視組 CCT 與眼壓的關系：對近視組的眼壓與 CCT 進行相關分析，r=0.341，p＜ 0.001；對兩者進行回歸分析，F=21.617，P ＜ 0.001，得回歸方程：IOPG=0.029 × CCT-1.024回歸方程的斜率K=0.029，t=4.541，p＜0.001。回歸方程表述為 CCT 每偏離正常值 34.48/μm，Goldmann 眼壓測量值偏差 1mmHg。眼壓校正公式為：IOP（校正）=IOPG+（525-CCT）/34.48（m m H g ）

討論

一、中央角膜厚度與屈光度的關系

屈光度與CCT的關系，存在一定的爭議。李鏡海[4]的研究認為隨著屈光度的增加，CCT逐漸變薄。楊斌等[5]發現近視屈光度每加 -1.0D，顳下象限角膜變薄 0.935μm。陸建國的研究則表明[6]，CCT 的改變與近視的類型有關，屈光性近視的CCT隨屈光度的增加而變薄，軸性近視則無此傾向；Chang[7]認為軸性近視的角膜隨屈光度的增加而變薄。在本研究中，低、中度近視者CCT與正視者無顯著性差異，而高度近視眼的CCT較薄。回歸分析提示屈光度每增加 -1.0D,CCT 變薄 1.40μm。

二、眼壓與屈光度的關系

許多研究表明，近視患者的眼壓較正常人高。David等[8]的研究發現，眼壓隨屈光度的增加而逐漸升高。在Nomura[9]的研究中，遠視組、正視組、低度近視組、中度近視組的眼壓分別為12.6mmHg、12.9mmHg、13.1mmHg、14.0mmHg,隨著近視屈光度的加重，眼壓也升高。Edwards等[10]對兒童的一項前瞻性研究發現，當兒童發生近視時，眼壓出現突然升高的現象，而正視兒童的眼壓則無此改變。本研究近視組的眼壓較正常人高，眼壓與屈光度相關，屈光度每增加 -4.05D，眼內壓隨之增加 1mmHg。傳統的觀念認為高度近視眼的鞏膜薄弱、硬度低，可能存在測量眼壓低估的現象。Goldmann 壓平眼壓計受鞏膜的硬度影響極小，但最近有研究認為，隨年齡的增加角膜的機械抵抗性發生改變，并可能影響眼壓的測量[11]。近視眼的角膜機械抵抗性是否與正常人不一致；屈光度對眼壓的影響是測量上的誤差造成的，抑或隨著近視的加深確有眼內壓升高？均有待于進一步的研究。

三、CCT 對眼壓測量值的影響

硬度測量范文第3篇

【關鍵詞】 長度測量 計量 準確度 影響因素

引言

長度測量過程，因為各個特性與參數的不同，會出現不同的測量結果，有些接近真值，而有些則相差大些。但根據不同的工程需要，這些不同程度的測量值均滿足了人們長度測量的需求，并可認為所測量的結果是正確的。而為了更好的表現物體的長度物理特性，提高其長度測量準確度，這樣可有效提高工程應用水平，使得實驗計算更加接近理論值。知其然，而不追求知其所以然，則很難找到影響長度測量準確度的因素。因此，從事長度計量核對工作的同仁們，有必要的結合自己的工作內容，有針對性的總結影響長度準確度的主要因素，可為我國的長度計量工作進一步添磚加瓦，為工程的應用提供的有力的后勤保障。

通過學習和工作經驗總結得知，影響長度測量準確度的主要因素主要有測量誤差、計量儀器的選用、測量方法、被測對象的結構特性、以及計量定位方式、測量的環境條件等[1]。本文就這幾點分別闡述其影響的特征，以及提高長度測量準確度的方法建議，供從事相類似工作的同行們一定的技術參考。

1. 測量誤差對測量結果的影響

測量時，造成長度測量誤差的主要因素：誤讀、誤算、視差、刻度誤差、磨耗誤差、接觸力誤差、撓曲誤差、余弦誤差、阿貝 （Abbe） 誤差、熱變形誤差等。這些誤差一般屬于系統誤差，在測量過程是不變的，有些是可以預測和修正或調整減少的。其中誤讀常發生在游標尺、分厘卡等量具。游標尺刻度易造成誤讀一個最小讀數，如在10.00 mm處常誤讀成10.02 mm或9.98 mm。分厘卡刻度易造成誤讀一個螺距的大小，如在10.20 mm常誤讀成10.70 mm或9.70 mm。誤算常在計算錯誤或輸入錯誤數據時所發生。視差常在讀取測量值的方向不同或刻度面不在同一平面時所發生，兩刻度面相差約在0.3～0.4 mm之間，若讀取尺寸在非垂直于刻度面時，即會產生誤差量。將游尺的刻劃設計成與本尺的刻劃等高或接近等高，（游尺刻劃有圓弧形形成與本尺刻劃幾近等高，游尺為凹V形且本尺為凸V形，形成兩刻劃等高等方法，可在一定程度上有效減少此類誤差，并在一定程度上提高了長度測量的準確度[2]。

2. 計量儀器的選用與測量處理方法對測量結果的影響

2.1計量儀器的選擇原則

對于計量檢定或校準，在檢定規程或規范中對所采用的計量標準器具的名稱、規格和準確度等級有明確規定。對于長度測量，計量器具的選擇按以下原則：

2.1.1準確度原則。所選計量器具的準確度和測量范圍，必須滿足被測對象的要求。

2.1.2經濟原則。在保證測量不確定度的前提下，應考慮計量器具的經濟性，包括計量器具的價值及使用壽命、操作方便性、設備的維護保養、使用的環境條件和計量人員的技術水平等。

2.1.3被測對象特征。根據被測對象的大小選擇合適測量范圍的計量器具。根據被測件材質、形狀、表面粗糙度等進行合理的選擇。如對于很粗糙的表面不宜用高精度計量器具測量。對于簿壁或材質較軟的被測對象，用光學法、電磁法等無測力或測力很小的方法測量。

2.1.4被測件數量。批量大的用氣動量儀、電子量規等專用量具；少量或單件選用通用計量器具。

2.2計量儀器準確度等級的選擇標準

選擇計量器具準確度等級時，取決于計量器具在測量方法中對測量結果不確定度U的貢獻。一般情況下，U≤1/3T。T為測量對象的公差值（最大允許誤差）。在分析計量儀器對測量結果不確定度U的影響時，首先要看采用什么測量方法，在該方法中計量儀器示值誤差測量結果的不確定度所起的作用。

例如，采用100 mm 4等量塊以比較法測量某一精密工件的尺寸時，如測量結果加上量塊的修正量，量塊引起的標準不確定度u=U量塊/k=0.4/2.6=0.15二器=0.15μm。式中U量塊是100mm 4等量塊尺寸測量結果的擴展不確定度（其數值0.4μm從量塊檢定規程中查出）；k是擴展因子（從量塊證書中得到）。同樣方法測量，但測量結果不加上量塊修正量，量塊引起的標準不確定度u=te/k=0.6/1=0.6μm。式中的te是1級（4等量塊應符合1、2級量塊的要求）量塊標稱長度的極限偏差（0.6μm從量塊檢定規程或標準中查出）；k是擴展因子，其概率分布視為兩點分布k=1。由此可知，即使選擇相同的計量器具，采用相同的測量方法，計算處理的方法不一樣，計量器具對測量結果不確定度的影響是不一樣的。

在分析測量結果的不確定度時，一般情況下，如直接測量，測量結果加上計量器具示值檢定或校準結果的修正量的（如量塊的實際尺寸），由計量器具引起的測量結果的標準不確定度u可引用該計量器具檢定或校準證書上給出的U和k值，則u=U/k。在長度測量中大部分計量器具的示值是無法修正的（如千分尺測量工件的尺寸），由計量器具引起的測量結果的標準不確定度可引用該計量器具最大允許示值誤差（即MPE，該值可從檢定規程或標準中查到），按式u=MPE/k。對于量儀（如千分尺、千分表、工具顯微鏡等）一般取k=1.732（其概率分布視作均勻分布）；對于單值量具（如按級使用的量塊、直角尺等）一般取k=1（其概率分布視作兩點分布）。

3. 被測對象特征與測量環境對測量結果的影響

3.1被測對象特性因素

長度測量的被測對象主要指在技術測量中的幾何量，包括長度、角度、表面粗糙度及形位公差等。由于幾何量的種類繁多、形狀樣式多種，其表現出的物理特點都相差不齊，對長度測量的影響均有所不同。因此，有必要對被測對象的結構特性、參數的定義以及標桿等加以研究和熟悉，才能有效提高長度測量準確度。

3.2測量環境條件因素

測量時受環境或場地之不同，可能造成的誤差有熱變形誤差和隨機誤差為最顯著。熱變形誤差通常發生于因室溫、人體接觸及加工后工件溫度等情形下，因此必須在溫濕度控制下，不可用手接觸工件及量具、工件加工后待冷卻后才測量。但為了縮短加工時在加工中需實時測量，因此必須考慮各種材料之熱脹系數作為補償，以因應溫度材料的熱膨脹系數不同所造成的誤差。

3.3減少環境溫度產生誤差的方法

3.3.1盡量在溫度接近標準溫度20℃時進行測量。在實際工作中，量具的檢定和工件的精密測量最好在具備標準溫度的計量檢定室中進行。為了使被檢量具和被測工件盡快地達到室內溫度，將它們放在鑄鐵平板上。

3.3.2為使工件與量具溫度相等，測量前應將工件和量具在一起放一段時間。盡量保持1小時以上。

3.3.3避免人手溫度對工件和量具的影響。這種影響所產生的誤差是無法預測的，只有通過正確地使用量具和在工作中加以注意來避免和減小。例如使用和檢定量具時，必須戴手套或握住絕熱板[3]。

結束語

長度測量的結果，不同程度影響著被測量的有效性。而影響長度測量準確度的主要因素有測量誤差、計量儀器的選用、測量方法、被測對象的結構特性、以及計量定位方式、測量的環境條件等。總結影響測量準確度因素的特性，可在實際測量過程，有目的的避免以導致精力物力損失的不必要的測量失誤，更好的保證了國家現階段工程的建設質量。

參考文獻：

[1] 羅剛.影響長度測量準確度的主要因素[J]. 計量與測試技術，2008，（05）：33-34.

硬度測量范文第4篇

關鍵詞：不確定度評定應用

Abstract: this paper briefly introduces the measurement uncertainty of development, the uncertainty of measurement main characteristics, uncertainty and error relations, and through the for example, for your reference.

Key words: the uncertainty applications

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：

一、測量結果是一個區域

測量的目的是為了確定被測量的量值。測量結果的品質是量度測量結果可信程度的最重要的依據。測量不確定度就是對測量結果質量的定量表征，測量結果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小。所以，測量結果表述必須同時包含賦予被測量的值及與該值相關的測量不確定度，才是完整并有意義的。

表征合理地賦予被測量之值的分散性、與測量結果相聯系的參數，稱為測量不確定度。字典中不確定度（uncertainty）的定義為“變化、不可靠、不確知、不確定”。因此，廣義上說，測量不確定度意味著對測量結果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度。實際上，由于測量不完善和人們認識的不足，所得的被測量值具有分散性，即每次測得的結果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個區域內的多個值。雖然客觀存在的系統誤差是一個相對確定的值，但由于我們無法完全認知或掌握它，而只能認為它是以某種概率分布于某區域內的，且這種概率分布本身也具有分散性。測量不確定度正是一個說明被測量之值分散性的參數，測量結果的不確定度反映了人們在對被測量值準確認識方面的不足。即使經過對已確定的系統誤差的修正后，測量結果仍只是被測量值的一個估計值，這是因為，不僅測量中存在的隨機效應將產生不確定度，而且，不完全的系統效應修正也同樣存在不確定度。

二、不確定度與誤差

概率論、線性代數和積分變換是誤差理論的數學基礎，經過幾十年的發展，誤差理論已自成體系。實驗標準差是分析誤差的基本手段，也是不確定度理論的基礎。因此從本質上說不確定度理論是在誤差理論基礎上發展起來的，其基本分析和計算方法是共同的。但在概念上存在比較大的差異。

測量不確定度表明賦予被測量之值的分散性，是通過對測量過程的分析和評定得出的一個區間。測量誤差則是表明測量結果偏離真值的差值。經過修正的測量結果可能非常接近于真值（即誤差很小），但由于認識不足，人們賦予它的值卻落在一個較大區間內（即測量不確定度較大）。測量不確定度與測量誤差在概念上有許多差異，列表說明如下：

測量誤差 測量不確定度

有正號或負號的量值，其值為測量結果減去被測量的真值 無符號的參數，用標準差或標準差的倍數或置信區間的半寬表示

表明測量結果偏離真值 表明被測量值的分散性

客觀存在，不以人的認知程度而改變 與人們對被測量、影響量及測量過程的認知有關

由于真值未知，往往不能準確得到，當用約定真值代替真值時，可以得到其估計值 可以由人們根據實驗、資料、經驗等信息進行評定，從而可以定量確定。

按性質可分為隨機誤差和系統誤差兩類 按評定方法分為A，B兩類

已知系統誤差的估計值時可以對測量結果進行修正，得到已修正的測量結果 不能用不確定度對測量結果進行修正，在已修正測量結果的不確定度中應考慮修正不完善而引入的不確定度

三、不確定度的A類評定與B類評定

用對觀測列進行統計分析的方法，來評定標準不確定度稱為A類標準不確定度，用不同于對觀測列進行統計分析的方法，來評定標準不確定度稱為B類標準不確定度。將不確定度分為“A”類與“B”類，僅為討論方便，并不意味著兩類評定之間存在本質上的區別，A類不確定度是由一組觀測得到的頻率分布導出的概率密度函數得出：B類不確定度則是基于對一個事件發生的信任程度。它們都基于概率分布，并都用方差或標準差表征。兩類不確定度不存在那一類較為可靠的問題。一般來說，A類比B類較為客觀，并具有統計學上的嚴格性。測量的獨立性、是否處于統計控制狀態和測量次數決定A類不確定度的可靠性。

“A”、“B”兩類不確定度與“隨機誤差”與“系統誤差”的分類之間不存在簡單的對應關系。“隨機”與“系統”表示誤差的兩種不同的性質，“A”類與“B”類表示不確定度的兩種不同的評定方法。隨機誤差與系統誤差的合成是沒有確定的原則可遵循的，造成對實驗結果處理時的差異和混亂。而A類不確定度與B類不確定度在合成時均采用標準不確定度，這也是不確定度理論的進步之一。

四、分布

在工程檢測領域常見的分布有正態分布和均勻分布等。

1. 正態分布

正態分布是人們考察自然科學和工程技術中得到的一種連續分布，是大量實踐經驗抽象的結果，在計量領域極其重要。由概率論可以證明，若xi（i=1，2，...，n）為獨立分布的隨機變量，則其和的分布近似于正態分布，而不管個別變量的分布如何。隨著n的增大，這種近似程度也增加。通常若xi同分布，且每一xi的分布與正態分布相差不大時，則即使n≥4，也能保證相當好的近似正態分布。這個結論具有重要的實際意義。

如給出了xi在置信概率為p時的置信區間的半寬Up，除非另有說明，一般按正態分布考慮評定其標準不確定度u（xi）。即

――單次測量標準偏差；

――平均值標準偏差；

――合并樣本標準偏差；

工程檢測中，一般取 p=95%。此時kp =1.645。

2. 均勻分布

當缺乏任何其他信息的情況下，一般假設為服從均勻分布。 。

五、合成和擴展不確定度的表述

在工程檢測中，常使用合成和擴展不確定度的概念，在JJF1059中具體步驟為：1）找輸入量與輸出量的函數關系或影響被測量的不確定度來源 ；2）寫出數學模型 求靈敏系數 ；3）確定求標準不確定度的方法，條件；4）求輸入量 的標準不確定度(A類或B類)；5）計算各輸入量的標準不確定度分量，若輸入量之間不相關，則計算各分量的方差 ; 若輸入量之間相關，還需求協方差項（協方差項為 ；6）計算合成標準不確定度 ；7）求擴展不確定度，若簡易法取 ；標準法取。

六、舉例說明

用鋼帶尺測一長度L，n=6，得到6個測量值10.0006，10.0004，10.0008，10.0002，10.0005，10.0003（單位：m）；鋼帶尺的最大允許誤差Δ=±1mm。用6次測量的平均值作測量結果，求測量不確定度U95。

6.1 數學模型L=x+δLs L(測量結果)；x(測量值)；

δLs(帶尺刻度誤差的影響)。

6.2 不確定度傳播律

6.3 求標準不確定度（分量） mm

6.4求標準不確定度（分量）

Δ=±1mm，按均勻分布考慮，取

mm

6.5求合成標準不確定度

mm

6.6 求擴展不確定度U

由于矩形分布的分量占優勢，故L接近矩形分布。取置性概率p=95%

6.7 測量不確定度報告L=（10.00047±0.00096）m；

6.8 結果分析

由上述評定可見，鋼帶尺刻度誤差的影響對總不確定度的貢獻很大（占98.8%），要想減少總不確定度，必須減少鋼帶尺刻度誤差。辦法是更換高準確度的鋼帶尺或用先進的儀器或對鋼帶尺進行校準。

七、結論

硬度測量范文第5篇

關鍵詞：低濃度；粉塵測量儀；不確定度；評定

中圖分類號：TH83 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0071-02

隨著采礦業不斷發展，工業規模的不斷擴大和科學技術的迅速發展，粉塵帶來的危害也逐漸加大。越來越多的人患上呼吸道疾病，嚴重患上塵肺病。此外，粉塵還容易引起燃燒和爆炸。現如今，生產工藝的加工精度要求不斷提高，生產工藝對無塵或微塵的要求越來越高，因此，對粉塵濃度監測的準確性要求越來越高。近年來，全國各地的霧霾情況越來越頻繁和加劇，PM2.5嚴重超標，準確監測這些粉塵顆粒和煙塵濃度，可以為環保部門控制空氣污染提供依據。

為了確保低濃度粉塵測量儀計量的準確性，我們引進了低濃度粉塵測量儀檢定裝置。

1 低濃度粉塵測量儀檢定方法

低濃度粉塵測量儀檢定裝置主要分為4個部分：發塵裝置部分、擴散腔、檢測腔和除塵裝置部分，如圖1所示。

發塵裝置采用Wright原理，裝置的頂部有一個旋轉的刷子，刷子勻速轉動，塵柱被刷子磨蝕后，形成大量的顆粒物，顆粒物分散開來，被高壓氣流帶入稀釋腔，再經過2米長的擴散腔，最后到達檢測腔。在稀釋腔里，有一管路為清潔空氣，可以根據需要對粉塵進行再次稀釋。擴散腔比較高，可以讓粉塵更好的沉降和稀釋，使粉塵更均勻混合，減少測量誤差。在檢測腔里的底部，裝有橫豎排列的鐵架，鐵架上可以放置若干臺被測粉塵測量儀和濾膜采樣裝置。由于檢測腔面積很大，濾膜的截面積與它比起來，微乎其微，可以忽略不計，我們可以近似的認為檢測腔內的粉塵沒受到有影響，還是均勻的。在裝置的底部安裝一個風機，風機會產生負壓，一方面為過濾過的潔凈空氣進入稀釋腔提供動力，一方面將穿過檢測器的粉塵氣溶膠吸走。

待粉塵均勻穩定后，啟動標準采樣裝置，裝置內放置一片已經稱量過其質量的濾膜，質量記為m1，設定標準采樣裝置的采樣時間和采樣流量，分別為t和qv，在啟動標準采樣裝置的同時，放入被檢粉塵測量儀。待采樣完畢，讀取被檢粉塵測量儀的示值，記為c1，同時，將標準采樣裝置的濾膜取下并稱量其質量，記為m2。

裝置的粉塵濃度用公式（1-1）計算。

（1-1）

式中：c0――標準粉塵的質量濃度，mg/m3；

m1――采樣前濾膜的質量，mg；

m2――采樣后濾膜的質量，mg；

qv――標準裝置的采恿髁浚L/min；

t――采樣時間，min。

粉塵濃度測量儀的示值誤差用公式（1-2）表示。

（1-2）

式中：――示值誤差

c1――被檢粉塵測量儀的示值

c0――標準粉塵的質量濃度

2 低濃度粉塵測量儀不確定度評定

（1）測量依據，JJG846-2015《粉塵濃度測量儀檢定規程》。

（2）環境條件，溫度：（15～30）℃，濕度≤85%。

（3）測量設備。低濃度粉塵發生裝置、標準采樣裝置（用粉塵采樣器代替）、電子天平（精確到0.1mg）、電子秒表（精確到0.01s）。

（4）測量對象，低濃度粉塵測量儀。

（5）測量過程，利用稱重法，測定粉塵測量儀的顯示值。

（6）測量模型

A類不確定度評定。

選取5mg/m3左右點來評定。由于發塵裝置有若干個檔位，測量的時候選用固定的檔位連續發塵。記錄低濃度粉塵測量儀的數據，分別為：（單位mg/m3）

5.304；5.493；5.538；5.621；5.396；5.452；5.228；5.406；5.352；5.540

平均值：

根據貝塞爾公式，得到s=0.110mg/m3

重復測量10次，測量結果的不確定度為：

B類不確定度評定。

對整個低濃度粉塵測量儀檢定裝置來說，響應其不確定的因素主要有以下幾個方面：

（1）儀器的最小分辨力引入的不確定度分量。低濃度粉塵測量儀顯示值的最小分度值d=0.001mg/m3，則區間半寬度a=d/2=0.0005 mg/m3， 假定是按均勻分布，則有儀器分辨力引入的不確定分量：

（2）發塵的不均勻性引入的不確定度。在檢測腔的中間位置安裝一個標準采樣裝置，記為1號采樣裝置。在相同的橫截面上，距離1號相鄰和四周（按前后左右均勻放置）處安裝另一個采樣裝置，記為2號采樣裝置。發塵濃度保持在5 mg/m3。這兩個采樣設備的采樣率設置為20L/min，采樣時間設定在20min，以2號采樣裝置和1號采樣裝置之差的最大值來評定裝置的不確定度，檢測結果如表1所示。

由上表可以看出，2號采樣裝置和1號采樣裝置差值的最大值，按均勻分布，則有

（3）塵箱的不穩定性引入的不確定度。我們用一臺可以連續采樣并能儲存數據的低濃度粉塵測量儀，平均2分鐘采樣一次，一共采樣20分鐘。選取5mg/m3點左右發塵，發塵穩定后，放入被檢粉塵儀。數據記錄如下（單位mg/m3）。

5.341；5.353；5.482；5.444；5.565；5.203；5.625；5.701；5.448；5.242

實驗標準偏差：

單次測量的的標準差，也就是塵箱的不穩定性引入的不確定度為

（4）電子天平引入的不確定度。電子天平經計量機構檢定，其誤差為0.2mg。天平在檢測過程中用到兩次，兩次的影響不互相關，因此，天平引入的不確定度為

在測量中，標準采樣裝置，采樣流量設定為20L/min，采樣時間設置為20min，根據公式

即：

天平相對于裝置的靈敏度系數為：

，

天平引入的不確定度分量為：

（5）粉塵采樣器引入的不確定分量。標準采樣裝置經江蘇省計量院檢定，最大允許誤差為±0.2L/min，假設標準采樣裝置均勻分布，，則有，

標準采樣裝置相對于整個裝置的不確定度分量：

，

經過稱量，m1=142.2mg；m2=144.2mg，=2mg

在測量的時候將粉塵采樣器的采樣流量設為20L/min，采樣時間設定為20min。

將數據代入公式，得到

（6）標準采樣器的采樣時間引入的不確定分量。標準采樣裝置的采樣時間的不確定度分量對裝置的貢獻很小，可以忽略不計。

3 不確定度的合成

（1）靈敏系數。

測量模型：

靈敏度系數：

（2）標準不確定度一覽表（表2）。

（3）不確定度的合成。

以上不確定度分量是互不相關的，對此進行合成：

（4）擴展不確定度。

取置信因子k=2，則示值誤差的擴展不確定度為：

因此，對于低濃度粉塵測量儀檢定裝置，在5.430mg/m3點測量結果的不確定度是U=0.8 mg/m3（k=2）。

參考文獻

[1]JJG846-2015粉塵濃度測量儀檢定規程[S].