瀝青針入度測量不確定度評定

□文/張 旭 王 偉

測量不確定度是指表征被測量值分散性的非負(fù)參數(shù)。分析不確定度來源，進行不確定度評定，有利于提高檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可信度。目前，化工和機械加工領(lǐng)域開展的測量不確定度分析較多，公路施工質(zhì)量檢測領(lǐng)域中測量不確定度評定開展的較少。瀝青針入度是瀝青質(zhì)量檢測的重要指標(biāo)[1]，開展該項指標(biāo)的不確定度分析，明確其不確定度來源，評定其測量不確定度，對提高瀝青針入度檢測質(zhì)量具有重要意義。

1 測量原理

1）依據(jù)JTGE 20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》進行測量。

2）瀝青針入度是指在規(guī)定條件下，標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入瀝青的深度，以0.1 mm表示。

2 數(shù)學(xué)模型

3 測量不確定度分量

1）試驗溫度測量引入的不確定度分量Ur（elT）。

2）針入度儀引入的不確定度分量Ur（elP）。

3）重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（x）。

4 測量不確定度的具體評定

依據(jù)JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》，分別對上述分量以及針入度的測量不確定度進行評定。

4.1 重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（x）

對同一樣品進行重復(fù)性測量10次，結(jié)果見表1。

表1 10次測量的針入度 0.1 mm

采用貝塞爾公式法計算標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u（x）=s（x）=0.43（0.1 mm）

4.2 B類不確定度評定

4.2.1 試驗溫度測量引入的不確定度分量

假設(shè)試驗溫度為25℃，使用分度值為±0.1℃的溫度計，以均勻分布估計，則

以相對不確定度表示，則寫為

假設(shè)針入度測量值為53（0.1 mm），則試驗溫度引入的不確定度為 U（T）=53.0×2.3×10-3=0.12（0.1 mm）

4.2.2 針入度儀引入的不確定分量ur（elP）

1）標(biāo)準(zhǔn)針及砝碼總質(zhì)量測量的不確定度u1re（lP）。總質(zhì)量為100 g，采用精度為1/10 000的分析天平測量，以均勻分布估計，則

以相對不確定度表示

2）表盤示值的不確定度u2rel（P）。表盤刻度分度值為 1（0.1 mm），則

假設(shè)針入度測量值為53（0.1mm），以相對不確定度表示為u2rel（P）=0.29/53=5.5×10-3

3）溫度效應(yīng)、彈性效應(yīng)引入的不確定度忽略不計。

4）針入度儀引入相對不確定度為

假設(shè)針入度測量值為53（0.1 mm），針入度儀引入不確定度為 u（P）=5.5×10-3×53=0.29（0.1 mm）

4.3 針入度測量不確定度的評定

4.3.1 針入度的合成不確定度

由于 u（P）、U（T）、u（x）三個分量之間彼此獨立，則針入度的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4.3.2 針入度的擴展不確定度

U=k×u=2×0.53=1.1（0.1 mm）

5 結(jié)論

1）瀝青針入度為53（0.1 mm），擴展不確定度U=1（0.1mm），包含因子 k=2。

2）不確定度分析結(jié)果表明，重復(fù)性誤差和試驗溫度引入的不確定度分量是測量不確定度的主要來源。