不精密度

不精密度（精选7篇）

不精密度 篇1

摘要：依据JJG42-2011《工作玻璃浮计》国家计量检定规程, 精密酒精计是采用直接比较法进行检定的。其不确定度的来源主要有标准浮计示值、修正值, 两次检定结果之差, 液面不在分度线中心, 被检浮计示值, 检定液表面污染, 垂直偏差。

关键词：酒精计,检定液,不确定度

引言

酒精水溶液广泛用于酒厂、饮料厂、医药卫生、科学研究等领域。

1 测量方法

依据JJG42-2011《工作玻璃浮计》国家计量检定规程规定, 精密酒精计是采用直接比较法检定的。

2 数学模型

检定规程给出酒精计修正值的计算公式:

ρ1:标准浮计示值;ρ2:被检浮计示值;△ρ1:标准浮计修正值。

由于检定是在检定液中进行, 检定中液体表面污染, 表面张力变化引入误差。检定液与室温不同引入误差, 标准器与被检器均存在垂直偏差。因此:

ρt:检定液与室温不同引入的误差;△ρL:标准器与被检器均存在垂直偏差引入的误差;△ρf:检定过程中液体表面污染引入的误差。

3 方差和传播系数

u (ρ1) :一等标准酒精计示值的不确定度;u (△ρ) :一等标准酒精计修正值的不确定度;u (ρ2) :精密酒精计示值的不确定度u (△ρL) :标准器与被检器均存在垂直偏差的不确定度u (△ρt) :检定液与室温不同引入的不确定度u (△ρf) :检定中液体表面污染的不确定度

4计算分量标准不确定度

4.1标准浮计示值引入的不确定度

4.1.1规程要求估读不足1/10构成误差, 最大误差为0.1个分度。一等标准酒精计的分度值为0.1%。属均匀分布,

4.1.2两次检定结果之差最大为0.2分度, 属正态分布, k=2.58, u12=0.02/2.58=0.008%

4.1.3液面处在分度线, 但不在中心时, 最大有0.1分度读数误差, 属正态分布, k=2.58, u13=0.01/2.58=0.004%

4.2 标准浮计修正值的不确定度

根据传递系统表和一等标准酒精计检定规程, 其不确定度为0.04%, 属正态分布, k=2.58, u2=0.04/2.58=0.016%

4.3 被检浮计示值的不确定度

4.3.1 规程要求估读不足1/10构成误差, 最大误差为0.1个分度。精密酒精计的分度值为0.1%, 属均匀分布,

4.3.2 两次检定结果之差最大可为0.2分度, 属正态分布, k=2.58, u32=0.02/2.58=0.008%

4.3.3 液面处在分度线, 但不在中心时, 最大有0.2分度读数误差, 属正态分布, k=2.58, u33=0.02/2.58=0.008%

4.4 液体表面污染引入的不确定度

液面污染, 表面张力变化引入的最大误差为0.2分度, 属均匀分布,

4.5垂直偏差引入的不确定度

规程规定垂直偏差最大为0.1分度, 属均匀分布,

5 合成标准不确定度

6 扩展不确定度

7 结束语

综上所述, 精密酒精计的扩展不确定度为0.06% (k=2) 。

参考文献

[1]JJG42-2011.工作玻璃浮计[S].

[2]JJF1059.1-2012.测量不确定度评定与表示[S].

不精密度 篇2

关键词：PVC,烟密度,不确定度

0前言

建筑材料烟密度是指在燃烧和分解条件下建筑材料可能释放烟的程度, 其测试的原理是通过测量材料燃烧产生的烟气中固体尘埃对光的反射而造成光通量的损失, 以此来评价烟密度大小[1]。PVC材料广泛应用于人们生产和生活当中, 作为电气装修的一个重要组成, 其阻燃性能直接影响到工程质量和人民的生命财产安全。在火灾中如果出现过浓的烟雾, 会导致人们窒息或者无法辨别路径, 逃生失败。因此, 在火灾的预防工作中, 准确测试烟密度是至关重要的。

PVC烟密度测试过程中的影响因素有以下几个:环境温/湿度、仪器的示值误差、通风情况、供氧量、检测重复性等等。

1 试验基本情况介绍

(1) 试验仪器:烟密度测试仪, 型号SCY-1, 南京上元分析仪器有限公司。

(2) 测试标准:GB/T 8627-2007《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》。

(3) 试样:PVC片, 尺寸为 (25.4×25.4×1.8) mm。

2 PVC烟密度测试过程的影响因素分析

(1) 环境温/湿度:由于试验过程按照标准要求的环境温湿度进行, 因此该影响因素忽略不计;

(2) 通风情况:由于试验烟箱4个侧面下方均有敞开设计, 在试验过程中, 一旦仪器附近出现强制性空气流动, 会影响烟雾的活动状态, 对烟密度的测量会产生影响, 因此在试验过程中, 应保证附近无强制性的空气流动;

(3) 供氧量:与通风情况的影响相类似, 烟密度测试过程中, 仪器烟箱和仪器底座如果有腐蚀形成的小孔, 会加大氧气的供应量, 影响烟密度测试结果[2], 因此应保证烟箱和底座的完整性;

(4) PVC材料属于热塑性材料, PVC受热容易产生变形, 如果样品的摆放位置不在火焰的正上方, 燃烧过程中, 试样收缩后容易偏移火焰, 对烟密度测试结果有较大的影响。

(5) 仪器感光部件 (光电池) 的示值误差关系到试验结果的精准程度, 光电池一旦发生老化, 必须及时更换, 老化了的光电池测出的数值低, 波动性大, 不能真实反应烟密度的数值[3], 因此日常应定期进行核查, 确保光电池处在最佳工作状态。

3 不确定度的评定方法

本文通过检测重复性和仪器示值误差, 确定烟密度测试的不确定度。根据标准, 每组试验样品数量为3块, 当这组试样的平均烟密度与3次试验中任意1次试样的烟密度之差的绝对值小于5, 则取3块试样烟密度值的平均值为试验结果。根据重复性试验得出试验结果, 确定检测的标准方差, 根据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》标准, 该次检测的标准差可视为A类不确定度。仪器透光率的示值误差是由仪器的校准证书中得到, 属B类不确定度。

(1) 3个试样的测量结果详见表1, 通过计算测量结果的平均值, 进而得出残差和残差的平方值。

测量值的实验方差为

测量结果的标准不确定度为

(2) 烟密度仪器光通量示值误差的不确定度计算。

根据检测仪器2013年的计量检定证书, U=0.5, k=2。

设仪器的示值误差的不确定度为u2, 则

(3) 本次检测的合成不确定度为:

(4) 本次检测的扩展不确定度为:

(5) 本次检测的结果为:SDR=65.5±0.7, k=2。

4 结语

综上所述, 影响PVC烟密度准确度及稳定性的因素有很多, 试验准备过程中, 影响因素有试验环境的温湿度、仪器周边的空气流动、仪器本身性能和完整性、样品尺寸精确度等, 在样品试验过程中, 需要严格按照标准执行, 确保样品摆放位置正确, 保证试验结果的准确度。通过对PVC烟密度的测量不确定度的评估, 分析各种不确定度的来源, 并对其测量不确定度进行了评定。由于试验结果是通过3次试验而得出, 重复次数少, 其不确定度大小主要取决于3次试验结果的差别大小和仪器透光率的示值误差。为了提高检测结果的准确性, 在试验前必须严格保证样品尺寸的精确度;在实际试验操作过程中, 应注意保持测试环境温度、空气湿度的稳定, 避免仪器附近有强制的空气流动;应熟悉仪器操作, 熟悉样品支架上样品摆放的位置。PVC材料广泛应用于公共场所和家居装修工程中, 准确测试PVC材料的烟密度, 使检测结果更加具有可信度和权威性, 对公共场所装修监督检测工作, 保证人民的生命财产安全有着重要的意义。

参考文献

[1]赵成刚, 刘松林, 曾绪斌等.GB/T 8627-2007, 建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法[S].北京:中国标准出版社, 2007.

[2]蔡伟, 杨明睿, 林运鑫.电缆燃烧产烟影响因素的试验研究[J].安全环境与工程, 2009, 16 (3) :109-112.

不精密度 篇3

1 概述

1) 测量依据:J J G52—1999《弹簧式一般压力表、压力真空表及真空表》检定规程

2) 测量的环境条件:环境温度为20±5℃, 相对湿度不大于85%RH。

3) 测量标准:0.4级量程为 (0～2.5) MPa精密压力表。

4) 被测对象:1.6级量程为 (0～2.5) MPa一般压力表。

5) 测量过程:测量时, 检定员在规程规定的测量环境条件下, 将我所作为期间核查用的编号为1002的一般压力表和编号为0154精密压力表分别安装在压力表校验器的接口上, 经过平稳的升压和降压, 从而判断被检表是否合格, 被检表的示值误差是与精密压力表示值相比较而得的。

2 数学模型

被检表的示值误差根据测量过程可知, 写成以下模式:

式中:δ——被检表的示值误差;

P1——被检表在某一检定点的示值;

P0——精密压力表对应某一检定点的标准压力值。

其中, P0是用二等活塞式压力计根据JJG49-1999《弹簧管式精密压力表和真空表》检定规程所测量出的标准压力值, 该二等活塞式压力计准确度等级为0.05级;P1是被检表在某一检定点的示值, 其中包含了一定环境条件下影响的各种误差, 主要有受示值重复性误差、环境温度、检定员读数时对示值诂读不准确、轻敲被检表后指针变动及数据修约对被检表示值的影响。

由此可将数学模式 (1) 展开:

式中k—被检表受环境温度影响系数 (取0.04%/℃) ,

该系数查国家标准GB/T1226-2010《一般压力表》而得;

p—被检表的量程;

Δt—检定时环境温度与标准温度的偏差 (标准温度取20℃) ;

pg—检定员读数时对示值估读不准确而引起的误差;

pb—轻敲被检表后指针变动引起的误差;

px—数据修约而引起的误差。

3 方差和传播系数

依据对式 (2) 求方差及用偏导求传播系数:

4 不确定度分量的来源

1) 被检表在某一检定点的示值重复性u1 (A类评定) ;

2) 检定温度和20℃标准温度的偏差u2 (B类评定) ;

3) 检定员读数时对示值估读不准确而引起的误差u3 (B类评定) ;

4) 轻敲被检表后指针变动引起的误差u4 (B类评定) ;

5) 数据修约取舍误差u5 (B类评定) ;

6) 标准器不确定度的影响量u6 (B类评定) 。

5 不确定度分量的评定分析

5.1 被检表在某一检定点的示值重复性u1

这个分量是从重复性实验中而得到的, 属于A类不确定度分量。检定人员对被检表作全量程检定时, 发现该被检表在1.5MPa检定点上变化较大, 因此决定以该检定点作为代表, 分析该被检表的示值重复性, 经过5次升压与降压, 得出以下数据 (单位:MPa) :

共重复5次正返行程, n=10, 得到:

用贝塞尔公式算得单次值实验标准差S (P) 及平均值S (P軍) :

其自由度为:v1=n-1=10-1=9

5.2 检定温度和20℃标准温度的偏差u2

温度影响误差的概率分布遵从均匀分布, 取温度影响系数0.04%/℃, 得出:

该分量估算值可靠, 所以自由度取:v2=∞

5.3 检定员读数时对示值估读不准确而引起的误差u3

根据检定规程的要求, 示值应估读至分度值的, 但由于检定员与被检表之间有一定的距离, 读数时视线有可能与指针没有水平而产生偏角, 造成读数不准确, 所以估读不准确所引起的误差以分度值估计, 该分量概率遵从均匀分布, 为B类不确定度 (以引用误差来表示) , 所以:

5.4 轻敲被检表后指针变动量u4

根据检定规程规定, 轻敲被检表指针变动量的允许误差为示值误差的1/2, 该被检表示值误差为±0.04MPa, 其误差概率分布属于均匀分布, 得出:

5.5 数据修约取舍误差u5

检定结果数据修约至被检表估读值的, 而该分量概率遵从均匀分布, 得出:

5.6 标准器不确定度的影响分量u6

该分量是由二等活塞式压力计本身的误差所引起的, 我们所使用的二等活塞式压力计的准确度等级为0.05级, 即误差为±0.05%, 该误差遵从正态分布, 得出:

其估算值可靠, 故自由度取:v6=∞

6 标准不确定度一览表

7 合成标准不确定度

8 扩展不确定度U的评定

取覆盖因子, k=2

9 测量不确定度报告与表示

该0.4级精密压力表测量不确定度为:

摘要：在计量测试单位的计量检定工作中, 精密压力表标准装置广泛地被用于检定一般压力表, 以更有效地提高压力表的准确度及使用价值。本文依据JJG52—1999《弹簧式一般压力表、压力真空表及真空表》检定规程和JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的要求, 对精密压力表测量不确定度评定进行了详细的分析说明。

关键词：精密压力表,不确定度评定

参考文献

[1]JJF1059-1999测量不确定度评定和表示.

不精密度 篇4

1 测量概述

(1) 环境条件:室温 (20±5) ℃。

(2) 测量标准:二等活塞压力计, 不确定度:二等。

(3) 依据《弹簧管式精密压力表和真空压力表》JJG49-1999规程。

(4) 被测对象:精密压力表, 测量范围 (1~60) MPa。

(5) 测量原理及其组成:二等活塞式压力计是根据流体静力平衡原理设计制造的。其工作原理就是基于活塞本身重量和加在活塞上的专用砝码重量, 与作用在活塞面积上所产生的压力相平衡。

2 数学模型

根据弹簧管式精密压力表和真空压力表的检定方法, 可建立如下数学模型:

式中:δ—被检压力表示值误差;p1—被检压力表示值;p2—标准压力值。

3 不确定度的评定

由数学模型可知, 用二等活塞压力计检定精密压力表, 其误差来源有二等活塞压力计本身的误差和被检定精密压力表的误差。

3.1 输入量标准测量不确定度的评定

3.1.1 测量方法

依据国家计量检定规程JJG49-l999《弹簧管式精密压力表和真空压力表》要求, 弹簧管式精密压力表和真空压力表的示值误差通常用二等活塞压力计进行测量, 检定时压力从零位开始, 平稳地升压或降压, 对各检定点 (不少于8点) 进行示值检定, 当示值达到测量上限后, 切断压力源 (或真空源) , 耐压3min, 然后按原检定点平稳地升压或降压回检。检定点各次的读数与该点标称值的最大偏差为被检定点的示值误差。

3.1.2 标准不确定度分量的分析与计算

为了便于定量分析和评定, 以检定一支0.4级, 分度值为0.2MPa, 量程为0~25MPa的压力表为例进行计算评定, 其它各类表方法与其一样。其中Pn为被检压力表的量程。

(1) 输入量P的标准不确定度u1的评定。

标准不确定度U来源主要由以下几个分项构成:

测量重复性引起的不确定度分项u1a;读数误差引起的不确定度分项u1b;数据修约误差引起的不确定度分项u1c。

第一, u1a的评定:在相同条件下, 对被检压力表全量程重复检定10次, 发现20MPa点的变化最大, 所以就用该组数据进行计算, 这样所合成的扩展不确定度较大, 结论更安全、可靠。由于是观测列, 故采用A类评定。该点的测量列为:20.02MPa、20.00MPa、20.04MPa、20.00MPa、20.04MPa、20.02MPa、20.04MPa、20.02MPa、20.00MPa、20.02MPa。

用贝塞尔公式计算单次测量结果的实验标准差:

实际工作中, 各检定点升压、降压各测量三次, 于是有:

其标准不确定度为:

自由度:v1a=n-1=9。

第二, u1b的评定:被检压力表读数时应估读到分度值的1/10, 该误差分布服从均匀分布k=3, 采用B类评定, 则其估算值可信度一般, 估计, 则

其估算值可信度一般, 估计△u (xi) /u (xi) =0.25, 则v1b=8。

第三, u1c的评定:最大修约误差为分度值1/10的一半, 且服从均匀分布, k=3, 采用B类评定,

其估算值可信度一般, 估计△u (xi) /u (xi) =0.25, 则v1c=8。

(2) 输入量P2的标准不确定度u2的评定。由于检定时测量温度与标准温度20℃非常接近, 且被检压力表指针中心轴与活塞下端面基本处于同一水平面, 所以这里不考虑温度和液柱差带来的不确定度。因此, 输入量P2的标准不确定度u2主要由以下几个分项构成:

标准器二等活塞式压力计检定时标准器自身带来的不确定度u2a;专用砝码配重误差带来的不确定度分量u2b。

第一, u2a的评定:由于二等标准活塞压力计的基本误差为0.05%, 包含因子k=3, 采用B类评定, u2a= (0.05%/3) ×100%=0.017%, u2a的估算为标准正态, 很可靠, 则自由度为v2a=∞。

第二, u2b的评定:由于专用砝码的精度为±0.02%, 该项误差概率服从均匀分布, k=3, 采用B类评定, 则, 其估算值很可靠, 则自由度为v2b=∞。

第三, u2的计算:由于两个分项互不相关, 所以

3.2 合成标准不确定度的评定

3.2.1 不确定度总结

(1) 灵敏系数。

由数学模型δ=p1—p2求导得:

p1的灵敏系数的灵敏系数

(2) 标准不确定度汇总表。

将得到各项不确定度分量和相关信息记录在表格, 表格从略。

3.2.2 合成标准不确定度的计算

(1) 合成标准不确定度u (△F) 。

由于各项不确定度分量彼此独立, 互不相关, 所以合成标准不确定度可按下式得到:

(2) 合成标准不确定度的有效自由度。

按韦尔奇—萨特思韦特公式, 则自由度为:

为方便使用, 可近似取20, 这样在同样置信概率下查表所得包含因子k值较大而比较安全。

3.3 扩展不确定度的评定

取置信概率P=95%, 按有效自由度Veff=20, 由t分布表kp=t95 (20) =2.09;扩展不确定度U95=kp×uc=0.13%。故, 0.4级精密压力表测量结果的扩展不确定度为:U95=0.13%, Veff=20, k=2.09。

结语

总之, 压力表出具报告的准确性尤为重要, 必须正确地全面地分析并评定精密压力表标准装置测量不确定度, 保证其量值准确可靠。另外, 应依据检定规程与技术文件上规定允差的要求, 合理地选择精密压力表来检定一般压力表, 以保证检定精度, 满足测量技术要求及延长压力表的使用期限。

摘要：弹簧管式精密压力表使用方便又经济耐用, 被很多的实验室作为压力测量和标准表使用。本文根据对《测量不确定度评定与表示》的理解, 对0.4级精密压力表示值误差测量结果的不确定度评定进行了分析。

关键词：压力表,测量示值,误差

参考文献

[1]于春明, 于梅.浅谈弹簧式精密压力表的误差调整[J].质量天地, 2002 (06) .

不精密度 篇5

关键词：击实,最大干密度,测量不确定度

1 前言

测量不确定度从词意上理解, 意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度, 是定量说明测量结果的质量的一个参数, 是评定测量水平的指标也是判定测量结果的依据。按照国家质量监督检验检疫总局的第86号文件《实验室和检查机构资质认定管理办法》的第三十一条要求, “实验室和检查机构应当建立并实施评估测量不确定度的程序, 并按照相关技术规范或者标准要求评估和报告测量、校准结果的不确定度。”, 《实验室资质认定评审准则》条款5.8.3 (c) 也要求“当不确定度与检测和/或校准结果的有效性或应用有关, 或客户有要求, 或不确定度影响到对结果符合性的判定时, 报告中还需要包括不确定度的信息。”, 可见测量不确定评定对实验室的重要性。击实试验作为土工试验的常规项目, 对施工现场密实度的质量验收具有决定性的影响, 所以击实试验的测量不确定度评定对密实度结果的判断具有重要的意义。本文将结合JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》对JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中击实试验的最大干密度的测量不确定度进行评定。

2 测量原理和方法

无机结合料稳定材料击实试验是在规定的试筒内, 采用4.5㎏的击锤从450㎜的高度自由垂直落下, 按规定的次数均匀地对规定层数的不同含水量的无机结合料稳定材料进行锤击密实, 测定湿重量和含水量, 绘制含水量—干密度关系曲线, 从而确定最佳含水量和最大干密度。

3 数学模型和不确定度来源分析

3.1 稳定材料的湿密度

式中:

ρw———湿密度 (g/cm3)

m1———试筒与湿试样的合质量 (g)

m2———试筒的质量 (g)

V———试筒的体积 (cm3)

式中:

d———击实筒的直径 (cm)

h———击实筒的深度 (cm)

3.2 稳定材料的干密度

式中:

ρd———干密度 (g/cm3)

w———含水量 (%)

式中:

m1, ———铝盒或方盘的质量 (g)

m2, ———铝盒或方盘与湿稳定材料的合质量 (g)

m3, ———铝盒或方盘与干稳定材料的合质量 (g)

3.3 合并 (式1) 、 (式3) 公式得

式中:

ms———湿稳定材料的质量 (g)

由合并公式分析测量不确定度的来源主要有:重量、体积、含水量, 而含水量的主要来源是重量、体积主要来源是长度;

4 不确定度分量评定

4.1 重量方面分量

测量不确定的成分包括:

⑴uLP———称量的不确定度即天平的精确度, 从天平校准证书可查到;

⑵urep———每个操作员在某个时间间隔重复进行测量时的不确定度, 最坏的情况用于评估;

⑶uread———如果天平读数显示不稳定, 天平的可读性应计算在内。

对于m1、m2的测量不确定度按下式进行计算:

而ms=m1-m2, m1、m2, 的灵敏系数为1, 所以ms的测量不确定度为:

计算过程:

本实验室采用的显示分度值为1g的天平, 查该天平的校准证书可知, 检定的分度值 (精确度) 为10g:

对试验中的m1、m2由2个操作员分别各重复测量10次, 分别计算其标准差SD, 取最大值0.632g:

天平读数显示不稳定, 读数分度值为1g, 其服从均匀分布:

在某一击实试验最大干密度中的数据:

按 (公式7) 、 (公式8) 、 (公式9) 计算可得:

4.2 体积方面分量

测量不确定的成分包括:

⑴) ud———用于测量击实筒直径的游标卡尺的校准证书中的标准不确定度;

⑵udrep———每个操作员在某个时间间隔重复进行测量直径时的不确定度, 最坏的情况用于评估;

⑶uh———用于测量击实筒高度的卡尺的校准证书中的标准不确定度;

⑷uhtrp———每个操作员在某个时间间隔重复进行测量高度时的不确定度, 最坏的情况用于评估;

对于h、d的测量不确定度按下式进行计算:

而对于分别对其偏导求灵敏系数:

分别与h、d的测量不确定度合成V的测量不确定度, 如下式:

计算过程:

本实验室采用UPM游标卡尺测量直径, 从校准证书中可知:

在20℃的情况下, 由2名检测人员每隔1分钟重复对同一位置直径各测量10个数据, 分别计算其标准差SD, 取最大值0.16㎜:

本实验室采用上海的深度游标卡尺测量深度, 从校准证书可知:

在20℃的情况下, 由2名检测人员每隔1分钟重复对同一位置的深度各测量10个数据, 分别计算其标准差SD, 取最大值0.14mm:

在击实筒内部校准记录中可知:

按 (公式10) 、 (公式11) 、 (公式12) 计算可得:

4.3 含水量方面分量

测量不确定的成分与1) 重量方面的相同。所以m, 1、m, 2、m3, 的测量不确定度为:

根据含水量的计算公式:

可知m, w、m, s的测量不确定度

分别对其偏导求灵敏系数:

分别与m, w、m, s的测量不确定度合成w的测量不确定度, 如下式:

计算过程:

本实验室采用的显示分度值为0.01g的天平, 查该天平的校准证书可知, 检定的分度值 (精确度) 为0.1g:

对试验中的m, 1、m, 2、m3, 由2个操作员分别各重复测量10次, 分别计算其标准差SD, 取最大值0.02g:

天平读数显示不稳定, 读数分度值为0.01g, 其服从均匀分配:

在某一击实试验最大干密度中的含水量数据:

按 (公式14) 至 (公式17) 计算可得:

5 合成测量不确定度

根据干密度公式5, 分别对ms、V、w偏导求灵敏系数:

分别与ms、v、w的测量不确定度合成ρd的测量不测度, 如下式:

分别将某一击实试验的最大干密度的ms、V、ums、uv、uw代入计算可得:

相同含水量下平行试验, 即重复1次击实试验, 重新评定uρd, 取最大值:

6 扩展不确定度及结果表达

某一击实试验的最大干密度结果为2.04g/cm3, , 取扩展因子为2, 置信概率为95%, 所以最大干密度的扩展不确定度为:

结果表达为:2.04±0.03g/cm3 (k=2) 。

参考文献

[1]JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》[S]

[2]JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》[S]

[3]《实验室和检查机构资质认定管理办法》

不精密度 篇6

依据GB/T1033.1-2008《塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分:浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》中浸渍法测定非泡沫塑料密度。试样从硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材上截取, 采用电动切割机制备试样, 试样光滑无凹陷。试样在空气中的质量ms.A用电子天平测量, 试样在浸渍液中的质量ms.IL用电光分析天平测量, 用直径为0.27mm的铜丝悬挂试样。浸渍液使用新鲜去离子水 (二级水和三级水) 。环境温度23℃±2℃, 浸渍液 (去离子水) 温度23℃±2℃。

2 不确定度来源

2.1 空气中质量ms.A测量引入的不确定分量为u (ms.A) , u (ms.A) 由电子天平的示值误差u1 (ms.A) 、分辨力u2 (ms.A) 和环境温度u3 (ms.A) 引入。

2.2 浸渍液 (去离子水) 中质量ms.IL测量引入的不确定分量为u (ms.I L) , u (ms.I L) 由电光分析天平的示值误差u1 (ms.I L) 、分辨力u2 (ms.I L) 及浸渍液温度和不同的去离子水u3 (ms.I L) 引入。

2.3 取样代表性引入的不确定分量为u (δp)

3 数学模型

GB/T1033.1-2008中A法:浸渍法中规定23℃或27℃时试样密度计算公式为:

式中:ρS-23℃或27℃时试样的密度, 单位为克每立方厘米 (g/cm3) ;ms.A-试样在空气中的质量, 单位为克 (g) ;ms.IL-试样在浸渍液中的表观质量, 单位为克 (g) ;ρIL-23℃或27℃时浸渍液的密度, 单位为克每立方厘米 (g/cm3) 。

由于 (5) 式仅包含了输入量的积和商, 被测量的合成方差为:

4 标准不确定度分量的评估和计算:

4.1 空气中质量ms.A测量, u (ms.A)

ms.A测量的不确定度由三部分组成:测量仪器电子天平的示值误差、分辨力引入的不确定度和环境温度引入的不确定度。

4.1.1 电子天平的示值误差引入的不确定度, u1 (ms.A)

若电子天平的最大允许误差为:±0.5mg (10mg≤m≤50g) 以均匀分布估计, 则

4.1.2 电子天平的分辨力引入的不确定度, u2 (ms.A)

若电子天平的分辨力为0.1mg以均匀分布估计,

4.1.3 环境温度变化引入的不确定度, u3 (ms.A)

用A类评定获得:从同一样品制备10组质量不同的试样, 每一个试样分别在环境温度21℃和25℃时用电子天平称取质量ms.A两次, 10组试样的实验标准差采用合并样本方差计算。测量和计算过程见表1。

三者合成后, 得空气中质量ms.A测量的标准不确定度为

若以相对不确定度表示, 则为

4.2 浸渍液 (去离子水) 中质量ms.IL测量, u (ms.I L)

ms.IL测量的不确定度由四部分组成:测量仪器电光分析天平的示值误差、分辨力引入的不确定度和浸渍液温度、不同的去离子水引入的不确定度。

4.2.1 电光分析天平的示值误差引入的不确定度, u1 (ms.I L)

若电光分析天平的最大允许误差为:±0.2mg以均匀分布估计, 则

4.2.2 电子天平的分辨力引入的不确定度, u2 (ms.I L)

若电子天平的分辨力为0.1mg以均匀分布估计,

4.2.3 浸渍液 (去离子水) 温度变化及不同浸渍液引入的不确定度, u3 (ms.I L)

用A类评定获得:从同一样品制备10组质量不同的试样, 在相同的环境温度23℃, 每一个试样分别用去离子三级水和二级水, 在浸渍液温度21℃和25℃时用电光分析天平称取质量ms.I L四次, 10组试样的实验标准差采用合并样本方差计算。测量和计算过程见表2。

三者合成后, 得浸渍液 (去离子水) 中质量ms.IL测量的标准不确定度为

若以相对不确定度表示, 则为

由 (4) 式可得:

4.3 取样代表性引入的不确定度, u (δp)

用A类评定获得:从不同的样品上制备10组样品, 每组样品3个试样。在相同的环境温度23℃、相同的浸渍液 (去离子水) 及相同的浸渍液 (去离子水) 温度23℃测定ms.A和ms.I L, 用公式 (1) 计算出ρs, 10组样品的实验标准差采用合并样本方差计算。测量和计算过程见表3。

u (δp) 以相对不确定度表示, 则为

5 不确定度分量汇总:

各测量不确定度分量的汇总见表4。

6 合成标准不确定度ucrel (ρs) 的计算:

7 扩展不确定度:

取包含因子k=2, 于是

Urel (ρs) =kucrel (ρs) =2×0.38%=0.76%取Urel (ρs) =0.8%

摘要：本文采用GB/T1033.1-2008《塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分:浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》中浸渍法测定硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材的密度, 根据CNAS-GL05:2011《测量不确定度要求的实施指南》对试验结果的不确定度进行评估和计算。

关键词：硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材,塑料密度,去离子水

参考文献

[1]CNAS-GL05:2011, 测量不确定度要求的实施指南[S].[1]CNAS-GL05:2011, 测量不确定度要求的实施指南[S].

[2]倪育才.实用测量不确定度评定[M].第3版.北京:中国计量出版社, 2010:55-131.[2]倪育才.实用测量不确定度评定[M].第3版.北京:中国计量出版社, 2010:55-131.

[3]JJF1059-1999, 测量不确定度评定和表示[S].北京:中国计量出版社, 1999.[3]JJF1059-1999, 测量不确定度评定和表示[S].北京:中国计量出版社, 1999.

不精密度 篇7

关键词：不稳定斜坡,视电阻率异常,地形校正,沉积岩

0 引言

汶川8.0级大地震,震动了半个中国。地壳剧烈的运动诱发多处滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害。如某地区产生滑坡(见图1),地震使地层中软弱带或软弱面内的物质更加软化,物理力学性质降低,导致此次滑坡的发生。而且此次地震产生为数众多的不稳定斜坡。频繁的余震、降雨、河流等地表水体对斜坡坡脚长时间的冲刷、浸泡,不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库(泄)水、矿山开采等,还有如暴风、冻融等作用下,这种不稳定斜坡很容易变成类似的滑坡[1~4]。

针对此类存在极大隐患的工程地质问题勘探,仅仅靠钻探的方法是不够的,钻探设备笨重,搬运困难,加之勘探费用较高,致使钻孔数量有限,所取得的地质资料信息也相对较少。整个不稳定斜坡区用几个钻孔查明不稳定斜坡体的规模、纵横向发育及展布的情况、不稳定斜坡体的空间形态特征、滑动面的埋深等问题是很困难的。为了使不稳定斜坡工程勘察工作更加快速、经济、全面,根据不稳定斜坡体在不同位置的物性差异,许多物探方法在实际工作中得到广泛应用,高密度电法就是主要的一种方法。该方法可以获得不稳定斜坡体的纵、横向发育及展布的情况,查明不稳定斜坡体空间形态特征、滑动面埋深、可能与滑坡发育相关的断裂情况等,这有助于我们研究滑坡的发生规律,合理地制定治理不稳定斜坡的方案,达到抗灾减灾的目的[4~6]。

高密度电阻率法是工程地球物理勘探的主要方法之一。与常规电阻率法相比,在野外信息采集过程中可组合使用多种装置形式,在电性不均匀的探测中取得了良好的地质效果。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程,既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化,同时又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况,具备电剖面和电测深法两种方法的综合勘探能力。作为一种高效便捷的勘探手段,其解决了诸多实践问题,取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益[4~6]。

1 不稳定斜坡体地形、地质及地球物理特征

工区地处四川盆地与青藏高原东南缘的过渡地带,绝大部分属构造侵蚀的高山、中山地形,溪沟纵横,河流水系发育,切割强烈,岭谷高差360~390 m,强烈的内、外动力地质作用塑造了本区典型的侵蚀、构造地貌形态特征。区内“V”字型沟谷异常发育,常见悬崖和峭壁,地层岩性和地质构造复杂,褶皱强烈,断裂发育,属泥石流、滑坡等自然灾害的多发区。工区内山坡坡顶为裸露的岩质山坡,岩性主要为泥质灰岩、粉砂质页岩、灰色页岩为主,半坡多为残坡积碎块石土,山脚为崩坡积物,岩性为中密粘土夹碎块石。

工区不稳定斜坡变形主要表现为雨季局部崩塌,5.12特大地震加剧了斜坡变形,在斜坡后缘出现了一条长约200m、宽约5cm、深1~2m的裂缝,斜坡中部也出现了一条长约40m、宽约4cm、深约1 m的裂缝;由于人为开挖坡脚,造成斜坡前缘局部临空高2.5~4m,在地震中局部出现小崩塌。工区内坡度较陡,覆盖层多为粉质粘土及块碎石土崩坡积堆积体。由物探资料可知,测试区覆盖层多为第四纪堆积的崩坡积堆积体,电阻率为20~150Ω·m;基岩为泥质灰岩、粉砂质页岩、灰色页岩,电阻率为500~1500Ω·m。不稳定斜坡(第四系覆盖层)与未滑动部分(即基岩为滑坡床、滑坡体两侧及后缘不动体)的地层在电阻率值上存在明显的差异,一般相差500~1000Ω·m,说明在该区适合开展高密度电阻率法的地球物理探测。

2 高密度电阻率法装置的选择及原理

2.1 高密度电阻率法装置的选择

常用排列有α排列、β排列、γ排列方式,其均为四极排列,适用于固定电阻率断面的扫描测量。α温纳装置对水平层状局部不均匀体分辨率较高,主要用来探测水平层状电阻率异常。β偶极装置对横向等轴状不均匀体具有较高的灵敏度,主要用来探测横向等轴状电阻率异常。而γ微分装置对水平层状和横向等轴状不均匀体的分辨率都不高。

本次是对不稳定斜坡的探测,不稳定斜坡属于水平层状不均匀体,所以选α温纳装置进行探测。

2.2 装置原理及数据采集

α排列(温纳装置AMNB)装置采用对称四极装置方式,当AM=MN=NB=a时,这种对称等距排列称为温纳(winner)装置(见图2)。其ρsα表达式为:

式中:Kα为装置系数,Kα=2πa,a为电极距。

如图2所示,测量时,AM=MN=NB=a为一个电极距,A、M、N、B逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AM、MN、NB增大一个电极距,A、M、N、B逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;随着电极距的增大,探测深度也随之增大,对地下深部介质的反映能力亦逐步增加。因为测线的测点数是固定的,所以当极距扩大时,反映不同勘探深度的测点数将依次减少。这样不断扫描下去,整条剖面的测量结果就表示成为一种倒梯形的电性分布剖面。

3 高密度电阻率法的资料处理

高密度电阻率法的数据处理是把所测得的视电阻率,经数据格式转换、数据预处理、地形校正、正演和反演计算,最后得到视电阻率成像色谱图并对其进行地质解释。

把格式转换好的视电阻率,经数据预处理消除坏点,保留数据较一致的数据点。并根据现场试验数据与其它资料对比分析,选择正演、反演计算参数。把经预处理后的数据经地形校正,绘成原始测试数据的视电阻率成像色谱图。资料处理流程如图3所示。

反演计算是由所测得的高密度电阻率法原始数据色谱图,反演计算该剖面下的地电断面,确定地下岩石的视电阻率分布。

4 不稳定斜坡勘察效果

本次工作采用高密度电阻法对不稳定斜坡进行勘探,其目的是查明该不稳定斜坡上地震震裂裂缝深度、卸荷岩体厚度、岩性变化、基岩起伏、不稳定斜坡区含水层及富水带的分布和埋深、纵横向发育及展布的情况及滑动面的埋深等,为灾后重建及治理工程设计等提供可靠的地质依据。

在大多数勘探中,由于都在较平坦地形上进行,故可以不考虑地形影响,然而在地形影响较大时,由于地下电流密度变化,导致视电阻率曲线严重畸变,有时会出现假信息,使推断解释出现误差,降低了电阻率法的解释精度,甚至导致错误的解释。因此研究地形影响及其改正方法,是提高山区高密度电法勘探地质效果的一个关键。本文使用经过边界元法对二维地形改正后的加地形高密度电阻率法反演拟断面色谱图。

4.1 A剖面

该地区属于沉积岩地区。A剖面(经过地形改正后的高密度电阻率法反演拟断面色谱图,见图4)沿顺坡向布置于不稳定体上方,地形起伏变化较小,电阻率分层较明显。在619m测点之前斜坡倾角约30°左右,619~682m测段之间倾角为5°左右,682m测点之后斜坡倾角约20°左右,剖面斜坡前陡后缓。整个覆盖层厚度变化相对较大,其中主要成分以粘土、砂石、碎石为主,厚度在0.1~20 m之间。从高密度电阻率法反演断面色谱图(见图4)可以看出,在430~570m测段电性变化较大,埋深0.1~8m左右出现大片高阻晕团,电阻率在800~1200Ω·m之间,推测为电阻率较高的泥质灰岩,灰岩之上的第四纪覆盖层较薄,主要由砂石构成,其中在558m测点对应高程约1660m测点处发现地表基岩出露;在570~591m测段电性变化较小,出现一个较大的低电阻率晕团,电阻率在130~300Ω·m之间,判断是由地表水出现渗漏造成地下水的富集形成,主要由砂石、碎石、粘土构成;在591~850 m测段电性变化较大,表层电阻率在100~200Ω·m之间,深度6~20 m以下出现水平板状高阻晕团,推测为基岩所在。基岩之上为第四纪覆盖层,主要由松散粘土夹碎石、砂石、角砾构成。

分析该不稳定斜坡岩性结构得出,由砂石构成的430~570m测段覆盖层较薄,厚度多在0.1~8m之间,基岩较浅,发展成滑坡的可能性不大。但在570~850 m测段中,表层电阻率较低,推测是由含水量较高的粘土和松散粘土夹碎石、角砾构成的松散第四纪覆盖层,厚度在6~20m之间,发展成滑坡的可能性较大,滑动面与基岩面起伏形态基本一致(如图4中所示)。并且656m测点处存在1条裂缝,深度为1m。在570~591m测段下,推测可能存在一个含水量较大的粘土、砂土、碎石组成的富水带(如图4中封闭区域)。在682m测点处可能存在1条隐藏正断层,断层面如图4中所示,此测段在以后的评价和治理中要引起重视。以上的推断经钻孔验证精确度达到90%以上。

推测570~850m段很可能发展成滑坡,其长度为280m,平均厚度在12m左右,滑坡面的宽约20 m,大致推算滑坡体土石方量约为67200 m3。

4.2 B剖面

该地区属于沉积岩地区。B剖面(经过地形改正后的高密度电阻率法反演拟断面色谱图,见图5)沿顺坡向布置于不稳定体上方,地形起伏变化较大,电阻率分层较明显。在843m测点之前斜坡倾角约10°左右,843m测点之后斜坡倾角约35°左右,整个斜坡前缓后陡。剖面覆盖层厚度变化相对较大,其中主要成分以不稳定粘土、砂石、碎石为主,厚度在0.1~22m之间。从高密度电阻率法反演断面色谱图(见图5)可以看出,在633~822m测段电性变化较小,地表电阻率较低,出现较大范围低电阻率晕团,阻值在90~200Ω·m之间,推测主要表层粘土富含低电阻率水分造成,覆盖层整体较厚,厚度在13~22m之间,主要成份为砂石、碎石、粘土;在822~857m测段电性变化较大,电阻率从1000Ω·m上升到9000Ω·m,覆盖层较薄,厚度在0.1~0.3m之间,主要由砂石构成;在857~1004 m测段电性变化较小,地表电阻率较低,出现较大范围低电阻率晕团,阻值在90~200Ω·m之间,推测主要表层粘土富含低电阻率水分造成,覆盖层整体较厚,厚度在10~16m之间,主要由松散粘土夹碎石、砂石、角砾构成。

分析该不稳定斜坡岩性结构得出,由砂石、碎石、粘土构成的633~822m测段覆盖层较厚,最厚处达到22m,而且富含水分,具备发展成滑坡的一些条件,但在822~857m测段有表层高阻基岩的阻挡,发展成滑坡的可能性较小,滑动面与基岩面起伏形态基本一致(如图5中所示)。在822~857m测段的电阻率存在较大异常,推测可能存在一个较大的溶洞(如图5中所示)。由松散粘土夹碎石、砂石、角砾构成857~1004m测段覆盖层也较厚,厚度最大处达到16m,富含水分,坡度也较陡,发展成滑坡可能性较大。滑床与基岩起伏形态基本一致(如图5中所示)。上述两处存在极大地质灾害隐患,应在以后的评价和治理中引起重视。以上的推断经钻孔验证精确度达到90%以上。

推测857~1004m段很可能发展成滑坡,其长度为147m,平均厚度在13m左右,滑坡面的宽约23 m,大致推算滑坡体土石方量约为43953 m3。

综合其它沉积岩地区不稳定斜坡勘查,发现沉积岩地区的不稳定斜坡大多与软弱夹层有关,滑动面基本由软弱夹层演变而来。该类不稳定斜坡在电阻率成层性较好的分界面处形成滑坡面。

5 结论

使用高密度电阻率法查明不稳定斜坡的规模、纵横向发育及展布的情况、不稳定斜坡的空间形态特征、滑动面的埋深等问题具有很好的效果,所得结果一目了然,颜色分明,层次清晰,所得出的不稳定斜坡体的结构形态与后来经过钻孔和地震勘探资料证实的结果基本一致,说明高密度电阻率法是探测不稳定斜坡地质体隐患的有效方法之一。通过工程实例,得出以下结论:

(1)在使用高密度电阻率法探测不稳定斜坡时,由于覆盖层和软弱层与基岩的电性相差很大,在高密度反演拟断面图中可以很明显地看到高阻晕团和低阻晕团的出现,再结合当地的地质资料和钻孔资料,可以较精准地解释不稳定斜坡的厚度和危害程度大小,较准确地找到不稳定体的滑动面位置。并根据电性的不同来探测不稳定斜坡中裂缝的大小和深度。取得了较好的地质效果。

(2)高密度电阻率法是不稳定斜坡勘探中较有效的物探方法之一,实测结果反演拟断面图,能准确反映探测目标的二维分布情况。并能较准确地反映不稳定斜坡的形态、规模、产状及滑动面的埋深。甚至可以大致推算不稳定斜坡土石方量。

(3)因为工区地形起伏比较大,地形的变化会影响到地下电流的密度,因此会引起反演断面色谱图中异常体与实际目标体的位置差异,所以必须对高密度电法数据进行地形改正,使其和真实地层相符。从本文可以看出,加地形改正后的高密度反演拟断面图效果较好。

(4)高密度电阻率法能快速采集地电断面结构的大量信息,可减少不稳定斜坡区内的钻孔和人工挖孔勘探点数量,节约资金和时间,并且受现场施工干扰因素小。是地质灾害勘查的一种有效物探技术方法,可以起到事半功倍的效果。

(5)在实地探测的时候,因为高密度电法探测时电极多,必须要做电极接地检测,对提示的接地不良电极要插实,必要时可给电极周围加水,以使之接地良好。

(6)为了更准确地对不稳定斜坡进行探测,得到更准确的物探数据,建议采用多种工程物探方法。在实际工作中应结合当地的地球物理条件,具体情况具体分析,先做实验,选取最适合工区地球物理条件的物探方法及装置,从而取得最佳的工程物探效果。

参考文献

[1]肖宏跃,雷宛.地电学教程[M].北京:地质出版社,2008.

[2]陶晓风,吴德超.普通地质学[M].北京:科学出版社,2007.

[3]雷宛,肖宏跃,邓一谦.工程与环境物探教程[M].北京:地质出版社,2006.

[4]张玮,肖宏跃,钟宙灿.高密度电阻率法在城市地下水网管道探测中的应用[J].工程勘察,2009,37(7):91～94.

[5]肖宏跃,雷宛,孙希薷.滑坡勘查中的高密度电阻率法异常特征[J].灾害学,2008,23(3):27～31.