强度测量范文

强度测量范文（精选8篇）

强度测量 第1篇

一、利用电磁感应的原理进行测量

把一个很小的线圈与测量电量的冲击电流计G串联后放在待测处,然后改变线圈的状态使线圈产生感应电流,测出感应电量Q,就可以算出该处的磁感应强度B.

例1如图1所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置,把一个很小的测量线圈A放在待测处,线圈与测量电量的冲击电流计G串联,当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而引起电荷的迁移,由表G测出电量Q,就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈共有N匝,直径为d,它和表G串联电路的总电阻为R,则被测处的磁感应强度B为多大?

解析:当双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可得:

由欧姆定律得:

由电流定义得:

由上述三式可得:.

二、利用物体的平衡原理进行测量

利用安培秤测出安培力的大小F,然后根据安培力的公式F=BLI就可以算出磁感应强度B.

例2安培秤如图2所示,它的一臂下面挂有一个矩形线圈,线圈共有N匝,它的下部悬在均匀磁场B内,下边一段长为L,它与B垂直.当线圈的导线中通有电流I时,调节砝码使两臂达到平衡;然后使电流反向,这时需要在一臂上加质量为m的砝码,才能使两臂再达到平衡.求磁感应强度B的大小.

解析:根据天平的原理很容易得出安培力:,又F=NBIL,因此磁感应强度:

三、利用导电液体的附加压强进行测量

通电液体在磁场中要受到安培力,安培力的作用又要在液体中产生附加压强p.通过测量附加压强p,就可以算出磁感应强度B.

例3如图3所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置:一截面是正方形的长方体绝缘容器内部高为L,厚为d,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b,上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极),并经开关S与电源连接,容器中注满能导电的液体,液体的密度为ρ;将容器置于一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.当开关断开时,竖直管子a、b中的液面高度相同;开关S闭合后,a、b管中液面将出现高度差.若当开关S闭合后,a、b管中液面将出现的高度差为h,电路中电流表的读数为I,求磁感应强度B的大小.

解析:开关S闭合后,导电液体中有电流由C流到D,根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F作用,在液体中产生附加压强p,这样a、b管中液面将出现高度差.在液体中产生附加压强p为:.所以磁感应强度的大小为:.

四、利用能量守恒的原理进行测量

利用能量守恒的原理及磁场的相关知识,就可以算出磁感应强度B.

例4磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为,式中B是磁感应强度,μ是磁导率,空气中的μ为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片p,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL,并测出拉力F,如图4所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=______.

解析:在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL的过程中,拉力F可认为不变,因此,F所做的功为:W=FΔL.

以w表示间隙中磁场的能量密度,则间隔中磁场的能量W'=wV=wAΔL,又由题给条件:

因为F所作的功等于间隙中磁场的能量,即W=W'

五、利用霍尔效应的原理进行测量

将导体放在沿x方向的匀强磁场中并通有沿y方向的电流时,在导体的上、下两侧面间会出现电势差,这个现象称为霍尔效应.利用霍尔效应的原理可以制造磁强计,测量磁场的磁感应强度.

例5磁强计的原理如图5所示.电路中有一段金属导体,它的横截面为边长等于a的正方形,放在沿x正方向的匀强磁场中,导体中通有沿y方向电流强度为I的电流,已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e,金属导体导电过程中,自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动,测出导体上、下两侧面间的电势差为U.求:

(1)导体上、下侧面哪个电势较高?

(2)磁场的磁感应强度是多大?

解析:(1)因为电流向右,所以金属中的电子向左运动,根据左手定则可知电子向下侧偏移,下表面带负电荷,上表面带正电荷,所以上侧电势高.

(2)由于电子做匀速运动,所以F电=F洛,有,且I=neSv=nea2v,解出

强度测量 第2篇

总结了超痕量分子的绝对拉曼散射强度的`测量计算方法,证明了基于液芯光纤技术运用内标法测量计算超痕量分子的绝对拉曼散射强度的可行性,应用Teflon-AF光纤测量了浓度低至10-9mol水中Beta-胡萝卜素的共振拉曼光谱,根据内标法计算了其C=C伸缩振动模的绝对拉曼强度.

作 者：田艳杰 里佐威 TIAN Yan-jie LI Zuo-wei 作者单位：田艳杰,TIAN Yan-jie(中国石油大学(华东)物理科学与技术学院,青岛,266555)

里佐威,LI Zuo-wei(吉林大学物理学院,长春,130023)

红外辐射强度测量系统设计 第3篇

1 测量原理

测量的基本原理是通过探测器对标准辐射源与被测物体的不同输出电压响应进行比较.根据距离平方反比定律求得被测物体在λ1~λ2波段上的辐射强度.标准辐射源的腔口面积为ABB的黑体,绝对温度为T,在λ1~λ2波段上,探测器在其法线方向距离为d处测得的电压为Vc. 用相同探测器测量物体时,在距离被测物D处测得的电压为Vs.则被测物体的辐射强度为

undefined

式(1)中,M为黑体的光谱辐射出射度;λ为波长(μm);T为黑体温度(K);c为光速(m/s);KB为玻尔兹曼常数;h为普朗克常数[1].

用测试系统测量标准辐射源的过程称为标定[2],标定过程主要是采集并记录探测器的电压响应Vc,并长期保存.进行物体红外辐射强度测量时,系统采集探测器的电压响应Vs,根据式(1)求得被测物体的辐射强度.

2 测量系统设计

2.1 硬件构成及设计分析

测量系统由3部分组成:探头、控制器、工控机,如图1所示.

探头的作用是完成光信号到电信号的转换,其主要由4个部分组成,带通滤光片,光学调制盘,光电转换器件,以及前置放大器.如果测量物体在波段3~5 μm的辐射强度,那么可以用1片3~5 μm的带通滤光片,以过滤3~5 μm以外的辐射光,使得到达探测器的入射光仅为3~5 μm之间的辐射光.热释电器件只响应变化的光信号,所以需要一个光学调制盘来对入射光进行调制.热释电器件的光谱是近乎均匀的,符合应用需要,选用的热释电器件光敏材料为钽酸锂晶体,窗口材料为KRS-5,光敏元直径为5 mm,其相对光谱响应曲线如图2所示.前置放大器用来把光电转换器输出的微弱信号进行初步放大,便于传输及进一步放大.以上4个部分装于一个封闭的小金属机箱内,机箱上安装一个瞄准镜,用于对准被测目标,底部三角架以便于调整高度及朝向.

控制器部分负责信号放大,驱动光学调制盘和采集触发.包括:锁相放大电路、电机控制电路和采集触发电路.锁相放大电路,可把探头输出的信号进行高质量的放大,使输出的信号幅度高,噪声低;电机控制电路,用于驱动光学调制盘转动;采集触发电路,用于向信息处理器发送一个采集触发信号,然后系统由处理器进行数据采集、计算和分析.

信息处理器主要由工控机,I/O卡,A/D卡,以及打印机,显示器等相关附件组成.工控机用来处理采集数据,测量结果显示及打印等功能,选用CPU为P42.4 G以上,内存512 M以上,硬盘80 G以上即可满足要求.I/O卡用带隔离输入输出的板卡,采集控制器发送过来的触发信号,保证系统能够及时有效地开始数据采集.A/D卡选用采样速率在250 K/s,精度16位的板卡,实现实时、高精度的模拟信号采集.

2.2 软件流程

软件采用LabVIEW图形化编程语言设计开发完成.LabVIEW是虚拟仪器的著名开发平台,可充分发挥计算机的运算能力,有强大的数据处理功能,在数据采集和数字信号处理方面有着得天独厚的优势[3].软件包含2个部分内容,即标定和测量.

标定主要用来测量和记录探测器在黑体法线方向距离为d处测得的电压Vc.以便在测量物体红外强度时使用.首先设定辐射仪参数,初始化数据采集卡.为了计算准确,先连续采集探测器对环境的电压响应,记录该电压V1,然后在相同的环境条件下采集探测器在黑体法线方向距离为d处测得的电压V2,由V2-V1计算得出实际需要的电压Vc.最后同时需要记录的数据还有黑体的温度T和腔口面积ABB.

测量部分主要是采集探测器对物体的输出电压响应,采集环境的温湿度,结合标定过程记录的各参数计算出物体的红外辐射强度.其软件框图如图3所示.

3 系统工作过程

3.1 标定

标定过程在初次测试前执行,将黑体及探头放于固定支架上,使黑体腔口正对探测器,将黑体升温到指定温度,打开测试系统电源,探头、控制器上电,开始工作,在工控机上执行标定操作,系统保存从A/D卡上采到的电压.整个标定操作应在室内进行,应避免阳光直射,探头前方及两侧不应有其他热源.同时标定时应连续采集数据,对多次采集的数据取平均值,减少各种噪声对标定结果的干扰.黑体距探测器的距离不应太远,以保证器件有足够的响应量.如图4所示.

3.2 辐射强度测试

将探头置于三角架上,用瞄准镜对准被测物,打

开测试系统电源及测试软件,准备就绪以后按下控制器的采集触发按钮,系统通过I/O卡给测试软件一个触发信号,软件开始通过A/D卡采集数据.数据采集完成后进行分析和计算,给出辐射强度-时间曲线图.为避免探测器饱和,可根据被测物的不同适当调整被测物与探头之间的距离,大气衰减需根据情况不同而做相应处理.当距离较远时不可忽略,这是需要采集测量环境的温湿度,并结合当地的海拔等自然条件计算出测量环境的大气透过率.

4 结 束 语

详细介绍了以辐射源为基准的物体红外辐射强度测量方法.设计了基于该方法的测量系统,论述了系统的硬件构成、工作原理和软件流程.充分考虑了外界因素对系统测量结果的影响,使测量结果更加准确.系统精度高,实时采集性好,稳定可靠,操作简单,达到了预期的设计目标.系统适用于多种红外应用领域,对科研、生产和产品质量检测都有着重要的作用,有着广泛的应用前景.

参考文献

[1] 张建奇,方小平.红外物理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

[2] 郑丽,高秀伟,李世诚.基于LabVIEW的红外辐射强度测试系统中标定的实现[J].光电技术应用,2008,23(6):57-59.

[3] 侯国屏,王坤,叶齐鑫.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].北京:清华大学出版社,2005.

参考文献

[1]张建奇,方小平.红外物理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

[2]郑丽,高秀伟,李世诚.基于LabVIEW的红外辐射强度测试系统中标定的实现[J].光电技术应用,2008,23(6):57-59.

强度测量 第4篇

关键词：NFC,磁场强度,通讯设备

0 引言

磁场测量分析:空间或磁性材料中磁通、磁通密度、磁通势、磁场强度等的测量。是磁学量测量的内容之一。空间的磁通密度与磁场强度成比例关系, 空间磁场强度的测量, 实质上也是磁通密度的测量。因而用磁强计测量的实际上是磁通密度。磁场测量主要利用磁测量仪器进行。按照被测磁场的性质, 磁场测量分为恒定磁场测量和变化磁场测量。

现如今, 有很多手机带有近场通信 (NFC) 的功能。我们基于手机上的NFC功能进行相关测试, 发现在市面上的各个读卡器或者NFC设备的磁场强度参差不齐, 与手机上的NFC天线耦合时会出现各种问题。下面介绍的这种采集磁场强度的方法非常简单方便, 适合外出的采集数据。

1 采集磁场强度平台的设计

1.1 采集平台的设计

首先, 我们需要先认识安捷伦测试仪器AT4中的Listener1天线。该天线有三个端口:

端口J1:测量场强 (持续的电压信号) , 连接AT4的VR端口。

端口J2:Listening设备响应生成器, 连接AT4的LM端口。

端口J4:测量波形工具 (正弦信号) , 连接AT4的SC端口。

使用Listener1是因为我们面对的所有手机运营商都以Listener1作为测试的标准。

我们可以使用示波器, 通过端口J1获得场强并通过端口J4监控正确的波形。 (图1)

在测试过程中, 需注意以下几点:

1) 需要把手机放在离天线5mm的上部, 手机的天线中心点与测试天线中心点对应;

2) 由于很容易引起掉包, 我们需要选择低频连接线;

3) Listener1的跳线需要放在位置1;

4) 设置测量场强的示波器端口阻抗为1Mohm。

由于Listener1并不适合外出时随身携带, 因为这属于易耗品, 所以我选择一个72mm42mm的线圈来作为测量的工具 (图2) 。

我们可以通过测量得到的电压值来计算场强:voltage/0.9=A/m.

例如, 测量得电压值为5.5v/0.9=6.1A/m, 这是一个相对的磁场强度, 但是是经过与Forum和ISO的测试的相对结果很近似, 所以此平台适合外出采取样本的平台。

1.2 测量结果的对比

上面提到了我用这个72mm42mm线圈所获取的测量结果与Forum/ISO的测量结果是近似的, 这一节就是对三组测量结果的比较。

1.2.1 Forum的测试结果

由于我的Listener1被Forum测试占用, 我使用Listener3作为测量场强的天线。

首先, 我们先查看AT4 Analog测试用例的结果。 (测试用例为TC_AN_POL_UNL_01:Minimum Power emission measurement (Listener3) ) [1]

AT4基于Forum的测试中, 我们可以得到5.46v的磁场强度 (图3) , 而同样的天线, 我们可以通过示波器得到5.18v的场强 (图4) 。0.28v的差距是因为不同连接线导致的, 并不影响我们的判断。

1.2.2 ISO测试结果的对比

ISO测试用例RF_TC_PCD_01.a–PCD Operating Field Strength for Type A with Hmin board[2], 我们通过AT4测量的平均值为3.7v, 结果如下 (图5) :

通过示波器得到的测量结果的平均值是3.763v, 如下图 (图6) :

2 结论

从定义的操作方面来看, 磁感应强度是完全只是考虑磁场对于电流元的作用, 而不考虑这种作用是否受到磁场空间所在的介质的影响, 这样磁感应强度就是同时由磁场的产生源与磁场空间所充满的介质来决定的。相反, 磁场强度则完全只是反映磁场来源的属性, 与磁介质没有关系。实际在前面已经说明, 这两个概念在实际运用中各有其方便之处。通过这种采样方式, 在外部的实验室中采样是非常的方便简单的。我相信这是一种非常实用的测量方法。

参考文献

[1]NFCForum_TestCasesForAnalog_v1.0.01:81-82

[2]Identification cards—Contactless integrated circuit cards—Proximity cards—Part 2:Radio frequency power and signal interface:4

[3]刘浩.基于NFC技术的近场通信应用探索.中国无线电, 2010 (12) .

霍尔效应法测量铁芯的饱和磁化强度 第5篇

1 实验装置及理论方法

1.1 实验装置

TH-H型霍尔效应实验组合仪, 自制螺线管:外半径1.30cm, 内半径1.0cm, 长度为8cm, 每层单位长度上的匝数为2 537, 总匝数为1 015。铁芯的半径为1cm, 长度为8cm。

1.2 理论方法

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子 (电子或空穴) 被约束在固体材料中, 这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积, 从而形成附加的横向电场, 即霍尔电场EH, 霍尔电场EH是阻止载流子继续向侧面偏移, 当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力F相等, 样品两侧电荷的积累就达到动态平衡[2], 故:

其中EH为霍尔电场, 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

设试样的宽为b, 厚度为d, 载流子浓度为n, 则

由 (1) 、 (2) 两式可得:

由 (3) 式推得:

式中:KH称为霍尔元件灵敏度, IS称为控制电流。由于霍尔效应建立所需时间很短 (10-12~10-14s) , 因此霍尔元件使用交流电或者直流电都可。指示交流电时, 得到的霍尔电压也是交变的[3], IS和HV应理解为有效值。

通过上述测量方法在保证铁芯饱和磁化的条件下, 用霍尔效应实验组合仪对自制螺线管的磁场进行测量, 将仪器自带螺线管测量结果与自制螺线管测量结果进行比对, 得到器改装后引入的误差。在测量螺线管一端磁感强度的基础上, 由式式计计算出螺线管一端的磁场强度的理论值, 与空气条件下测量得到的H值进行对比, 从而对理论值进行修正。由铁磁质的磁化性能 (磁化规律) 关系Ç=Bµ0-M中解出M值。

2 结果及分析

实验设备中霍尔元件的霍尔系数RH数值由设备生产厂家给出RH=0.0777 (cm3 C-1) , 霍尔元件的厚度为d=0.5 (mm) , 霍尔元件灵敏度为KH=1.554 (mv/m A⋅KGS) , 通过实验发现当螺线管励磁电流为1 (A) 时, 铁芯可达到磁饱和, 因此实验所用励磁电流定为1 (A) 。

计算螺线管一端口 () 轴线中心位置理论值[4], 其中螺线管的外半径1.30cm, 内半径1.0cm, 每层单位长度上的匝数为1n=2537, 单位厚度上的层数为2n=0.7, 励磁电流为1A。可知理论值=09305.0KGSB。

将铁芯放入螺线管中, 使之完全耦合, 在相同条件下测量螺线管端口的磁感强度。

对含铁芯螺线管一端口轴线位置磁场的HV和SI进行曲线拟合所得拟合, 得到比例系数为0.76, 解得。

通过螺线管的电流I大小由实验设备TH-H型霍尔效应测试仪控制;螺线管的总匝数在制作螺线管时有记录, 总匝数为1 015匝, 而螺线管的长度为8cm, 求得螺线管匝密度为12 687.5。得到H=6343.7A⋅m1-, 将该值与含铁芯螺线管端口磁感强度测得值计算得到M=32410.5A/m, 可以看出铁芯的饱和磁化强度很大[5], 实验讨论的内容仅反映磁介质的宏观量, 在微观上饱和磁化强度受到材料磁性原子数, 原子磁矩及温度的影响。

摘要：制作螺线管使之能够和铁芯完全耦合, 提供较大的励磁电流, 在有无铁芯两种情况下, 用霍尔效应实验组合仪对螺线管一端的磁感强度进行测量。计算螺线管端口轴线上的磁场强度, 将上述结果代入铁磁质的磁化性能关系式, 即可计算出该铁芯的饱和磁化强度。

关键词：饱和磁化强度,霍尔电压,励磁电流,螺线管

参考文献

[1]将秉植.磁场测量的方法与动向[J].电测与仪表, 1993, 18 (9) :18-23.

[2]冯永忠.霍尔效应传感器的原理与诊断闭[J].检测技术, 2008, 16 (2) :56-58.

金属材料抗拉强度测量不确定度评定 第6篇

测量不确定度按照评定方法可以分为测量不确定度的A类评定和测量不确定度的B类评定。测量不确定度的A类评定一般采取对日常开展检测和校准的测试系统和具有代表性的样品预先评估的。测量不确定度的B类评定主要来源于校准/检定证书、生产厂家的说明书、检验依据的标准等。

2试验方法

根据文献[1],试验采用WE-1000A型液压式万能材料试验机,加荷速率严格控制在20 MPa/s～30 MPa/s之间,直到把钢筋试样拉伸至断裂为止。此时,产生的最大力所对应的应力就是金属材料的抗拉强度。

3金属材料抗拉强度测量不确定度的影响因素

根据金属材料抗拉强度的计算公式为:

$\sigma =\frac{4F}{\text{π}d{}^2}$ (1)

其中,σ为抗拉强度,MPa(N/mm2);F为拉力,N;d为钢材直径,mm。

进行金属材料抗拉强度检测时,试验环境温度控制在10 ℃～35 ℃范围内及实际加荷速率控制在20 MPa/s～30 MPa/s范围内时,温度和加荷速率对检测结果的影响可以忽略不计。然而,重复测试、试件尺寸偏差、荷载测量偏差及测量结果的数据修约直接影响试验测试结果。影响金属材料抗拉强度测量准确性的主要因素见表1。

4标准不确定度评定

4.1 重复测量引起的标准不确定度uR

从同一根钢材上截取10个标称直径d=22 mm的圆柱形试件进行抗拉试验,这10个试件的抗拉强度σ的测试结果见表2。

重复测量的不确定度是属于A类不确定度评定,可采用贝塞尔法按式(2)对10个测试数据进行钢材抗拉强度测量不确定度评定:

$u{}_R=\sqrt{\frac{1}{n(n-1)}{\displaystyle \sum _{i=1}^n(}\sigma {}_i-\overline{\sigma }){}^2}$ (2)

其中,n为重复测量次数;σi为第i次测量的材料强度测量值;$\overline{\sigma }$为测量结果的平均值。按式(2)计算,测量标准不确定度为:

uR=1.24 MPa (3)

MPa

4.2试件尺寸导致的测量标准不确定度ud

圆柱形钢材试件直径的偏差为±0.02 mm。由于试件直径偏差导致的试件抗拉强度测量不确定度属B类不确定度。

对于偏差为±a的影响量x的不确定度u(x),可按式(4)进行评定:

直径尺寸出现在区间(d±0.02)mm(a=0.02 mm)内各点的概率相等,即直径误差分布为均匀分布,所以其包含因子。根据式(4),试件直径d的测量不确定度u(d)为:

为试件抗拉强度σ对试件直径d的灵敏系数,灵敏系数对式(1)求偏导数可以得到:

取d取标称尺寸,代入式(6)中得:

由试件直径偏差引起的试件抗拉强度测量标准不确定度ud为:

4.3试验仪器误差引起的试件抗拉强度测量标准不确定度uF

根据仪器检定结果,WE-1000A型液压式万能材料试验机在满量程时力值测定的最大示值误差为±1%FS。在本次试验的10个试件的最大抗拉强度σmax=560.3 MPa,将σmax和试件标称直径d=22 mm代入式(1)得到本次试验的试验机最大出力量值Fmax=213 000 N,从而试验力的不准确度为:

将(均匀分布)代入式(4)得到试验力的测量标准不确定度u(F)为:

试件抗拉强度σ对试验力F的灵敏系数可以通过对式(1)求偏导数得到:

将试件标称直径d=22 mm代入式(10)得:cF=0.002 6 mm-2。从而,由试验力偏差引起的试件抗拉强度测量标准不确定度uF为:

4.4数值修约误差引起的试件抗拉强度的标准不确定度uδσ

由钢材抗拉强度的数值修约规则可以得知,数值修约的修约间隔是δσ=5 MPa。对金属试件抗拉强度的测量数据进行数值修约所引起的抗拉强度测量标准不确定度uδσ结果如下:

5不确定度分量汇总

金属材料试件抗拉强度测量不确定度分量见表3。

6金属材料抗拉强度测量合成标准不确定度uc

因为uR,ud,uF,uδσ这四个不确定度分量是彼此独立的,因此金属材料抗拉强度测量合成标准不确定度uc可以按照式(13)进行计算:

把表3中所列的uR,ud,uF,uδσ的数值代入式(13),即可以得到:

7扩展不确定度U

扩展不确定度:

其中,k为包含因子,k值与被测量y的分布有关,一般取2～3,在大多数情况下取k=2,当取其他值时应说明其来源。取k=2,把式(14)代入式(15),最后得到金属材料抗拉强度测量扩展不确定度为:

相对不确定度:

8结语

测量不确定度评定成为检测和校准实验室必不可少的工作之一。在不确定度进行评定时,要从检测设备、检测人员、试验环境、检测方法及被测试样等等几个方面全面考虑,才能准确的分析不确定度的来源。金属材料测量不确定度的评定必须要有测定不确定度的理论知识和数学基础知识,还要掌握试验方法以及试验标准。

摘要：通过对金属材料抗拉强度试验,对在测量过程中由重复测量、试件直径偏差等因素所引起的钢材试件抗拉强度测量不确定度进行了分析评定,为准确分析不确定度来源提供了依据。

关键词：金属材料,抗拉强度,测量不确定度

参考文献

[1]GB/T 228.1-2010,金属材料拉伸试验第一部分:室温试验方法[S].

强度测量 第7篇

关键词：五层共挤输液袋,热合强度,不确定度,评定

热合强度是五层共挤输液袋一项重要的物理指标, 目的是考查成品输液袋各封边的牢固度, 因此检测结果的准确性十分重要。在五层共挤输液袋热合强度测试中, 通过分析不确定度来源, 对其进行测量不确定度的评定, 对提高该项检测水平具有一定的指导意义。

1 试验

试验条件:温度 (23±2) ℃, 相对湿度50%±5%。

试验装置:电子万能材料试验机, 型号3365, 精度:示值误差 ±5%;微米千分尺, 型号9609, 精度:±0.02mm。

试样制备:从热合中间部位纵向、横向裁取 (15.0±0.1) mm宽的试样各10 条, 展开长度 (100.0±1.0) mm。

试验方法:依据YBB00122003-2015 热合强度测定法, 取试样, 以热合部位为中心, 打开180°, 把试样两端夹在试验机的2个夹具上, 试样轴线应与上下夹具中心线相重合, 并要求松紧适宜, 以防止试验前试样滑脱和断裂在夹具内, 夹具间距离为50 mm, 试验速度为 (300±20) mm/min, 开动试验机进行试验, 读取试样断裂时的最大载荷, 并依据公式给出热合强度。

2 不确定度的主要来源

测量不确定度主要来源于测量的重复性、宽度不均匀性、试验机的校准不确定度、试验力取舍误差等。

3数学模型及测量结果

被测量的数学模型:

Ψ 为热合强度, N/15mm;F为断裂时最大载荷, N;s为试样宽度, mm。测量结果见表1。

4不确定度度分量的评定

以纵向热合强度为例:

4.1 断裂载荷F的测量不确定度urel (F)

4.1.1 试验机的示值误差引入的测量不确定度u1rel (F) (B类评定)

试验机的示值误差为0.5%, 按均匀分布, 包含因子, 则:

4.1.2 试验机校准的不确定度u2rel (F) (B类评定)

试验机校准的不确定度取0.5% (校准证书没有给出不确定度, 根据经验给出) , 且取k=2, 则:

4.1.3 试验力取舍误差的不确定度u3rel (F) (B类评定)

4.1.4 重复性的影响u4rel (F) (A类评定)

4.1.5 断裂载荷F的测量不确定度urel (F)

4.2 宽度s的测量不确定度urel (s)

4.2.1 带表卡尺示值误差导致的不确定度u1rels (B类评定)

4.2.2 带表卡尺读数误差引起的不确定度u2rels (B类评定)

4.2.3 宽度s的测量不确定度urel (s)

5 合成标准不确定度

6 扩展不确定度的评定

按t分布, 设置信概率为95%, 则:

7 测量结果不确定度的描述

参考文献

[1]国家质量监督检验检疫总局.JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示[S].北京:中国质检出版社, 2012.

强度测量 第8篇

检测用胶砂试块的尺寸为40mm40mm160mm, 水泥P.C32.5。依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方 (ISO法) 》。试验选用300k N材料试验机。

测试过程如下:同一水泥成型9块, 18个数据, 在规定标准养护条件下养护至28天后, 取出测量试块的边长, 边长测量时用量程为300mm, 分度值为0.1mm的卡尺测量, 精确至0.1mm, 当实测边长与公称边长之差小于0.1mm时, 按公称尺寸进行计算, 将符合要求的试块放置在材料试验机进行加荷试验, 按规定的加荷速率进行加荷, 直至破坏, 记录破坏时的最大压力P, 计算出胶砂的抗压强度。

式中:δ不均匀性因子

抗压强度不确定度的分量包括:面积引起的不确定度分量u A, 压力测量不确定度分量up, 样品不均匀性分量u (δ) , 加荷速率引起的不确定度分量、样品的不平度和不垂直度引起的不确定度分量。由于试验在规定速率范围内进行, 且对不平度和不垂直度有严格要求, 试块成型前对每个试模都进行了测量, 不符合要求的试模已经予以剔除。因此由加荷速率、不平度、不垂直度引起的不确定度分量可以忽略不计。

1 不确定度分量的计算

1.1 样品的不均匀性引起的不确定度

18块混凝土抗压强度的测量值分别为:38.2, 38.5, 38.6, 38.9, 38.1, 38.5, 38.5, 37.6, 37.2, 36.5, 37.9, 38.5, 38.2, 36.5, 37.2, 37.2, 37.2, 36.5。

取18个测量值的平均值作为测量结果, 则对不确定度采用A类评定, 则:

1.2 面积引起的不确定度分量

试块的受压面积为正方体, 实际测量时是测量试块的边长, 两个边长的乘积即为受压面的面积。评定边长测量的不确定度如下所示:测量边长所用卡尺的最大示值误差为±0.10mm, 按B类评定, 包含因子按均匀分布来取值, , 因此由钢板尺的最大允差带来标准不确定度为:

相对标准不确定度是:

1.3 读数引起的不确定度

1.4 数值修约引起的不确定度分量

由于边长测量所用的卡尺的最大允差, 人员读数和数值修约三个不确定度分量彼此无关, 所以边长测量的相对标准不确定度为:

由于混凝土试块受压面的面积A为两个边长的乘积, 两个边长的不确定度分量正相关, 则面积的相对标准不确定度为

1.5 试验机示值误差引起的不确定度

300k N材料试验机检定合格, 其示值误差小于±1.0%, 按±1.0%计算, 则置信区间半宽=1%, 其包含因子按均匀分布来取值k=槡3, 则试验机的示值误差引入的不确定度按B类进行评定, 其相对不确定度是:

2 抗压强度的合成标准不确定度

3 抗压强度的扩展不确定度

取包含因子k=2, 则扩展不确定度为:U=2uf=1.4MPa

4 测量结果的表示