液压千斤顶内插误差的测量不确定度评定

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1 概述

1.1测量方法：依据JJG621-2005《液压千斤顶》检定规程进行测量。

1.2环境条件：检定在（5～35）℃温度下进行。

1.3测量标准：标准测力仪测量范围为（5～5000）kN，精度等级为0.3级。

1.4被测对象：液压千斤顶，最大额定负荷为5000kN，用于桩基工程检测的内插误差为±3%；用于结构工程检测的内插误差为±2%。

1.5测量过程：在规定的测量条件下，驱动千斤顶对标准测量仪主动加力至选取的测量点，并分别读取与标准力值F对应的千斤顶指示器（压力表）示值P。测量点一般按额定负荷的20%、40%、60%、80%、100%选取。在相同的测量条件下，对每个测量点重复进行3次测量。由测量获得的数据通过数理统计方法求得该液压千斤顶的校准方程：Pc=cF+b

1.6评定方法的使用：在符合上述条件下所进行的测量，一般可采用本测量不确定度的评定方法。

2 数学模型

内插误差

将代入上式，得

式中：I─ 由校准方程求得的拟合值的内插误差，%；

P ─ 千斤顶指示器3次示值的算术平均值，MPa；

Pc─ 由校准方程求得，与负荷F对应的指示器拟合值，MPa；

F─ 标准测力仪上的标准力值，kN；

c─ 校准方程的斜率，MPa/kN（不同液压千斤顶其值不懂，由实验所得校准方程获得）；

b─ 压力修正值，MPa（对特定千斤顶，b一般为定值）。

3 输入量的标准不确定度的评定

3.1输入量P的标准不确定度分量u（P）

3.1.1千斤顶测力装置的重复性引入的标准不确定度分量u1（P）

包括千斤顶指示器轻敲变动量和估读误差等引入的不确定度分量。可以通过连续测量列，采用A类方法评定。如对一台额定负荷为5000kN的液压千斤顶测力装置，选择4000kN测量点进行分析评定，试验结果如表1所示。

表1 试验结果

由计算结果得：s（xi）=0.063（MPa），u1（P）= s（xi）/=0.037（MPa）

3.1.2液压千斤顶指示器（压力表）准确度引入的标准不确定度分量u2（P）

所配用的压力表量程为60MPa，准确度为0.4级，属均匀分布，k=，则

u2（P）=60×0.4%/=0.139（MPa）

3.2输入量F的标准不确定度分量u（F）

输入量F的不确定度主要来源于标准测力仪。标准测力仪的精度等级为0.3级，属均匀分布，k=，则在4000kN测量点，标准不确定度

u（F）=4000×0.3%/=6.9（kN）

4 合成标准不确定度的评定

4.1灵敏系数

由数学模型，求得灵敏系数

在此F=4000kN、P=55.15MPa。又由试验数据求得该液压千斤顶的校准方程：P=0.0137F+0.06，

即c=0.0137（MPa/kN），b=0.06（MPa）。将有关数据代入，得：

（kN-1）

（MPa-1）

4.2标准不确定度分量一览表（见表2）

表2 标准不确定度分量一览表

4.3合成标准不确定度uc

上述各分量相互独立，根据，则

=0.0031=0.31%

5 扩展不确定度

U=k·uc=2×0.31%=0.62% （取k=2）

6 测量不确定度报告

由上述分析计算可知，按照JJG621-2005规定的条件，对液压千斤顶进行检定，当试验力F=4000kN时，由该千斤顶校准方程求得拟合值Pc的内插误差扩展不确定度为U=0.62% （k=2）。

其余测量点或其它规格的压力表式液压千斤顶的内插误差测量不确定度，可参照测方法进行评定。