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摘要:随着我国科技水平的不断进步,社会的发展也有了大幅度的提升,国家也开始更加繁荣昌盛,不断创新发展科学技术是社会的发展的基础力量,在力学计量领域,测量技术也在不断改进与优化,计量标准的准确度也在逐渐完善。测量不确定度是误差理论发展过程中形成的产物,可以明确出模糊的概念以便实际应用。力学分散性也成为了计量检定中测定不确定度的重要指标,测量中产生的误差是测量的结果和实际结果的相差值,本文通过分析力学计量的发展情况,探索不确定度在力学计量检定中的应用与研究,探究不确定度和误差的关系,为专业领域提供一些贡献。
关键词:力学计量;测量方法;不确定度;应用研究
在国际贸易与技术等领域内,统一力学计量的测量不确定度表示方法是至关重要的,测量不确定度的存在能让不同的国家展开标准的测量,可以通过对比相互的测量结果进行分析与统一,从而得到相互之间的共识与认可。力学领域的测量误差与测量不确定度是高频率出现的两个学术词语,在计量领域内也是基础语,掌握测量不确定度的含义,可以对更好地分析和理解其他计量学术语。在实际测量的工作当中,不过目前很多时候,依然无法全面理解不确定度的概念,导致其出现一些使用不当的问题。
一、力学计量装置的发展历程
1.静重式标准机
静重式标准机的使用是让具体的数据砝码动力成为标准力值,再通过对应的机构和相应的程序,将标准力值应用到实际测力仪当中,静重式标准机装置是依靠静重力基的原理,从而提升测量的准确性和稳定性,降低重力检测工作的难度,保证计量检测工作可以顺利完成,所以,在计量工作中静重式标准机比较有自身的优势。静重式标准机直接增加负荷,所以也叫做直接加荷标准机,静重式标准机有不確定的装置力值,因为设备没有确定的砝码质量,也无法确定出装置安装地点的重力加速度,无法保证砝码和空气密度之间恒定的测量值,除此之外计量的准确度还会与装置结构有关,也会与砝码稳定性负荷等有关。
2.杠杆式力标准机
杠杆式力标准机的工作原理是利用机器的不等臂杠杆系统,将已知砝码的重力进行放大,从而得到一个标准的力值。在应用杠杆式力标准机检定过程中,被测力仪可以得到平稳的施加力。这种复现的力值为F,那么F的表达是:F=kmg(1-ρa/ρw)。杠杆式力标准机在力学数值的检测过程中利用的是杠杆原理,从而我们可以设置标准杠杆,以此来对力学数值的检测加以控制,在杠杆式力标准机的实际应用过程中操作比较简单,而且比较容易得到检测结果。但是杠杆原理有一定的限制,所以得到的数据没有较高的检测精准度。但是与静重力标准机相比较之下,杠杆式力标准机的应用场合和范围会比较广泛,而且操作也比较简单和广泛,目前已经是力学计量过程中比较常见的重要装置。
二、力学计量中测量不确定度的应用
在力学计量过程中,测定不确定度已经成为了关键的指标,直接决定了计量检定的合格程度,出具的校准报告和检定证书中需要明确出有测量不确定度。当设立测量系统和装置进行计量检定工作时,需要在计算合成标准不确定度的同时,也计算出扩展不确定度,再结合实际的计算测量结果。在各个领域内都存在很多的测量不确定度,在计量检定中的应用的各领域比较广泛,生活中不确定度也会广泛存在,与我们息息相关,比如在电表的使用过程中,测量不确定度就有非常重要的存在意义。在电表的检定过程中,需要计算电表标准装置中的不确定度的分量,将分量值合为标准的不确定度后展开扩展,从而可以等得到扩展的不确定度。在日常常见的出租车计价表应用领域,也存在不确定度的因素计算原理,按照综合实际应用中的各个影响因素,从而合成标准不确定度之后就可以扩展计算出不确定度。因此可见,引入扩展不确定度值,可以通过人为引入的误差得到更好的测算书库,使误差最小化之后便会测定出对应应用的误差表达式。在此过程当中各个参考量的测量都存在一定的不确定度,我们需要对系统以及相关的装置展开一定的校准和检定。
三、在实际应用中测量不确定度常见的问题
在力学的日常计量应用过程中,测量不确定度经常出现一些问题,可以分为以下几点。
1.不确定度的溯源方面
在日常对不确定度的分析过程中,常常会忽视不确定度的来源与出处,在无法明确不确定度的源头时,测量不确定度的数值就无法得到准确的依据,而且很有可能会把测量不确定度来回重复引入到计算当中,计量检定的工作就会受到较大的影响,同时失去了测量不确定度的真正意义。在对于不确定度进行评定的过程中,要注重建立模型相关的问题,将评定模型尽量控制到偏差最小化。准确建立模型是当前计量检定至关重要的工作。当前,计量检定的评定报告也有一定的问题,很多报告的内容不完整,缺乏系统的测定方法与步骤说明,报告的表达格式不规范。由于评定检测数据可以直接影响到很多领域的质量的评定工作。所以,还需要最大程度规范力学计量检测过程中的方法,研究对象包络以回弹仪、千斤顶、试验机等等,并重新对计量检定的方法与步骤进行研究与重整。
在力学计量测量中,材料试验机是动态不平衡量的精密测试仪器,可以在各种类型的条件和环境下展开测试,针对金属、非金属材料等机械的内部缺陷进行校正。在计量器具中,千斤顶是参考帕斯卡定律运行的常用器具,能在建筑领域和运输工程领域起到重要的检测工作,并对后续检测工作起到不可替代的作用。在校准过程中示值误差的不确定度需要展开相关的评定工作,选取的仪器设备要符合各自检定的要求。技术人员要严格按照设计配套的实验方案执行,构建相对应的系统数学模型,研究测量过程中的不确定度来源因素,同时开展配套评定,参考得到的分量数值进行不确定度的判断。
在最后得出相关报告的基础流程中,需要严格按照实验和理论的关联进行分析,进而明确出比较容易混淆的计量定义,更好的处理计量检定过程中的不确定度,分析出对应的问题。在比较计量检定与计量校准之后,可以更好的完成检定工作,在力学计量中的测量校准中提供测量结果的不确定度,能够让数据的应用具有更强的灵活性和可靠性。
结语
综上所述,力学测量不确定度的出现是无法避免的。需要通过不断的探索,才可以掌握好对于测量不确定度评定的方法,在专业领域内我们才可以更好的应用这项技术,只有通过不断地总结分析才可以得到更大的进步,从而为我们国的测量发展起到更好的促进作用。 测量不确定度在力学计量领域占据比较重要的作用,因此,需要不断规范测量不确定度在计量检定中的操作方法,同时,重点注意测量不确定度与误差之间的关系,合理区分双方的联系,进而才能准确的开展力学计量检定。
参考文献:
[1] 任怀峰. 力学计量中测量不确定度的应用与研究[J]. 中国化工贸易,2020,12(12):139-140.
[2] 李卿. 力学计量中测量不确定度的应用与研究[D]. 陕西:西安理工大学,2019.
[3] 陈楠,尹雪,郝世豪. 力学计量中测量不确定度的应用分析[J]. 中国新技术新产品,2020(16):14-15.
[4] 王鲁. 测量不确定度的评定及其在力值计量中的应用与研究[D]. 浙江:浙江大学,2014.
[5] 杨尚维,骆彬威. 关于测绘仪器测量不确定度中灵敏系数的研究[J]. 科技创新与应用,2020(17):57-58.
关键词:力学计量;测量方法;不确定度;应用研究
在国际贸易与技术等领域内,统一力学计量的测量不确定度表示方法是至关重要的,测量不确定度的存在能让不同的国家展开标准的测量,可以通过对比相互的测量结果进行分析与统一,从而得到相互之间的共识与认可。力学领域的测量误差与测量不确定度是高频率出现的两个学术词语,在计量领域内也是基础语,掌握测量不确定度的含义,可以对更好地分析和理解其他计量学术语。在实际测量的工作当中,不过目前很多时候,依然无法全面理解不确定度的概念,导致其出现一些使用不当的问题。
一、力学计量装置的发展历程
1.静重式标准机
静重式标准机的使用是让具体的数据砝码动力成为标准力值,再通过对应的机构和相应的程序,将标准力值应用到实际测力仪当中,静重式标准机装置是依靠静重力基的原理,从而提升测量的准确性和稳定性,降低重力检测工作的难度,保证计量检测工作可以顺利完成,所以,在计量工作中静重式标准机比较有自身的优势。静重式标准机直接增加负荷,所以也叫做直接加荷标准机,静重式标准机有不確定的装置力值,因为设备没有确定的砝码质量,也无法确定出装置安装地点的重力加速度,无法保证砝码和空气密度之间恒定的测量值,除此之外计量的准确度还会与装置结构有关,也会与砝码稳定性负荷等有关。
2.杠杆式力标准机
杠杆式力标准机的工作原理是利用机器的不等臂杠杆系统,将已知砝码的重力进行放大,从而得到一个标准的力值。在应用杠杆式力标准机检定过程中,被测力仪可以得到平稳的施加力。这种复现的力值为F,那么F的表达是:F=kmg(1-ρa/ρw)。杠杆式力标准机在力学数值的检测过程中利用的是杠杆原理,从而我们可以设置标准杠杆,以此来对力学数值的检测加以控制,在杠杆式力标准机的实际应用过程中操作比较简单,而且比较容易得到检测结果。但是杠杆原理有一定的限制,所以得到的数据没有较高的检测精准度。但是与静重力标准机相比较之下,杠杆式力标准机的应用场合和范围会比较广泛,而且操作也比较简单和广泛,目前已经是力学计量过程中比较常见的重要装置。
二、力学计量中测量不确定度的应用
在力学计量过程中,测定不确定度已经成为了关键的指标,直接决定了计量检定的合格程度,出具的校准报告和检定证书中需要明确出有测量不确定度。当设立测量系统和装置进行计量检定工作时,需要在计算合成标准不确定度的同时,也计算出扩展不确定度,再结合实际的计算测量结果。在各个领域内都存在很多的测量不确定度,在计量检定中的应用的各领域比较广泛,生活中不确定度也会广泛存在,与我们息息相关,比如在电表的使用过程中,测量不确定度就有非常重要的存在意义。在电表的检定过程中,需要计算电表标准装置中的不确定度的分量,将分量值合为标准的不确定度后展开扩展,从而可以等得到扩展的不确定度。在日常常见的出租车计价表应用领域,也存在不确定度的因素计算原理,按照综合实际应用中的各个影响因素,从而合成标准不确定度之后就可以扩展计算出不确定度。因此可见,引入扩展不确定度值,可以通过人为引入的误差得到更好的测算书库,使误差最小化之后便会测定出对应应用的误差表达式。在此过程当中各个参考量的测量都存在一定的不确定度,我们需要对系统以及相关的装置展开一定的校准和检定。
三、在实际应用中测量不确定度常见的问题
在力学的日常计量应用过程中,测量不确定度经常出现一些问题,可以分为以下几点。
1.不确定度的溯源方面
在日常对不确定度的分析过程中,常常会忽视不确定度的来源与出处,在无法明确不确定度的源头时,测量不确定度的数值就无法得到准确的依据,而且很有可能会把测量不确定度来回重复引入到计算当中,计量检定的工作就会受到较大的影响,同时失去了测量不确定度的真正意义。在对于不确定度进行评定的过程中,要注重建立模型相关的问题,将评定模型尽量控制到偏差最小化。准确建立模型是当前计量检定至关重要的工作。当前,计量检定的评定报告也有一定的问题,很多报告的内容不完整,缺乏系统的测定方法与步骤说明,报告的表达格式不规范。由于评定检测数据可以直接影响到很多领域的质量的评定工作。所以,还需要最大程度规范力学计量检测过程中的方法,研究对象包络以回弹仪、千斤顶、试验机等等,并重新对计量检定的方法与步骤进行研究与重整。
在力学计量测量中,材料试验机是动态不平衡量的精密测试仪器,可以在各种类型的条件和环境下展开测试,针对金属、非金属材料等机械的内部缺陷进行校正。在计量器具中,千斤顶是参考帕斯卡定律运行的常用器具,能在建筑领域和运输工程领域起到重要的检测工作,并对后续检测工作起到不可替代的作用。在校准过程中示值误差的不确定度需要展开相关的评定工作,选取的仪器设备要符合各自检定的要求。技术人员要严格按照设计配套的实验方案执行,构建相对应的系统数学模型,研究测量过程中的不确定度来源因素,同时开展配套评定,参考得到的分量数值进行不确定度的判断。
在最后得出相关报告的基础流程中,需要严格按照实验和理论的关联进行分析,进而明确出比较容易混淆的计量定义,更好的处理计量检定过程中的不确定度,分析出对应的问题。在比较计量检定与计量校准之后,可以更好的完成检定工作,在力学计量中的测量校准中提供测量结果的不确定度,能够让数据的应用具有更强的灵活性和可靠性。
结语
综上所述,力学测量不确定度的出现是无法避免的。需要通过不断的探索,才可以掌握好对于测量不确定度评定的方法,在专业领域内我们才可以更好的应用这项技术,只有通过不断地总结分析才可以得到更大的进步,从而为我们国的测量发展起到更好的促进作用。 测量不确定度在力学计量领域占据比较重要的作用,因此,需要不断规范测量不确定度在计量检定中的操作方法,同时,重点注意测量不确定度与误差之间的关系,合理区分双方的联系,进而才能准确的开展力学计量检定。
参考文献:
[1] 任怀峰. 力学计量中测量不确定度的应用与研究[J]. 中国化工贸易,2020,12(12):139-140.
[2] 李卿. 力学计量中测量不确定度的应用与研究[D]. 陕西:西安理工大学,2019.
[3] 陈楠,尹雪,郝世豪. 力学计量中测量不确定度的应用分析[J]. 中国新技术新产品,2020(16):14-15.
[4] 王鲁. 测量不确定度的评定及其在力值计量中的应用与研究[D]. 浙江:浙江大学,2014.
[5] 杨尚维,骆彬威. 关于测绘仪器测量不确定度中灵敏系数的研究[J]. 科技创新与应用,2020(17):57-58.