钢筋抗拉强度检测的不确定度评定 陈钻冰

钢筋抗拉强度测量不确定度的评定方法作者：侯长辉来源：《江苏商报·建筑界》2013年第17期摘要：测量不确定度的评定现在已逐步校准实验室得到广泛的应用，而在检测实验室的应用相对薄弱，本文结合工作实际情况，根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度的评定与表示》方法要求，对检测实验室的常规项目钢筋抗拉强度测量不确定度进行了评定。

关键词：测量不确定度；钢筋抗拉强度；评定中图分类号：TU511.3+21978年国际计量局提出了实验不确定度表示建议书INC-1。

1993年国际组织的重要权威文献《测量不确定度表示指南》得到了BIPM、OIML、ISO、IEC、IUPAC、IUPAP、IFCC七个国际组织的批准，并由ISO出版。

中国也已于1999年颁布了与之兼容的测量不确定度评定与表示计量技术规范。

在国际检测和校准领域，相关国际组织逐步推行测量不确定度的评定方法，作为一种更科学有效的表征方式取代了以前普遍采用的测量误差评定方式。

相关标准规范对测量不确定度和误差的定义分别为：测量不确定度是指根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数[JJF 1001-2011，5.18]；而在GUM中的定义是表征合理的赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数[ISO/IEC GUIDE 98-3：2008 测量不确定度第3部分：测量不确定度表示指南（简称GUM）]；测量误差是指测得的量值减去参考值[JJF 1001-2011，5.3]，测量不确定度是一个完全可以操作的最新定义，将测量结果的分量标准不确定度分为A 类或B类进行评定，它们合成后即可得合成标准不确定度，再乘以相应的包含因子得到扩展不确定度，于是表征测量结果的参数——不确定度即可求出。

在此根据工程检测试验室的具体情况，作为常规项目，选择钢筋抗拉强度的测量不确定度进行评定。

依据GB 228.1-2010《金属拉伸试验方法》、GB 1499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》，选用WE-300型万能材料试验机对HRB335公称直径Φ20的热轧带肋钢筋进行拉伸试验，以试验标准要求的速度施加荷载，将试样拉伸至断裂，试样拉断过程中最大力所对应的应力即为钢筋的抗拉强度。

测量不确定度的评定报告一、金属材料抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率的试验概述试验采用万能材料试验机， 依据 GB ／T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》，对螺栓在室温下进行试验，以规定速率施加拉力，直至试样断裂，在同一试验条件下，试验共进行9次。

测得抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。

二、抗拉强度不确定度的评定：数学模型：()Rmv u rep u Fm u Rm u rel rel rel crel 222)()()(++=式中：Rm —— 抗拉强度； Fm —— 最大力； rep —— 重复性；Rmv ——拉伸速率对抗拉强度的影响；使用9个试样得到测量数值，结果见表1，试验标准偏差按贝塞尔公式计算：式中：批准/日期： 审核/日期： 制定/日期：测量不确定度的评定报告表1 重复性试验测量结果序号 抗拉强度 Mpa断后伸长率 %断面收缩率 %1 1344.7 6.9 52 2 1345.5 6.8 513 1346.6 6.8 514 1346.7 7.2 515 1347.0 7.1 526 1349.3 7.2 527 1354.5 6.9 538 1356.8 7.2 539 1360.4 7.1 51 平均值 1350.2 Mpa 7.02 % 51.78 % 标准偏差 5.64 Mpa 0.172 % 0.833 % 相对标准偏差0.418%2.45%1.609%2.1 A 类相对标准不确定度分量的评定： 评定三个试样测量平均值的不确定度： )(rep u rel =3%418.0=0.241 %2.2 最大力Fm 的B 类相对标准不确定度分量 )(Fm u rel 的评定： 试验机测力系统示值误差带来的相对标准不确定度)(Fm u rel 1.0级的拉力试验机示值误差为±1.0% ，按均匀分布考虑则 )(Fm u rel =3%0.1=0.577 %2.3 拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分量)(Rmvu rel 试验得出，在拉伸速率变化范围内抗拉强度最大相差10Mpa,所以，拉伸速率对抗拉强度的影响是±5Mpa,按均匀性分布考虑：)(Rmv u =35= 2.877 )(Rmv urel =2.1350877.2= 0.21%批准/日期： 审核/日期： 制定/日期：测量不确定度的评定报告2.4 抗拉强度的合成相对不确定度：()Rmv u rep u Fm u Rm u rel rel rel crel 222)()()(++==222%)21.0(%)577.0(%)241.0(++=0.66 %2.5 抗拉强度的扩展相对不确定度： 取包含概率p = 95%，按k =2: )(*)(m m R u k R U rel rel ==2X0.66%=1.32%三、断后伸长率不确定度的评定：数学模型：断后伸长（Lu-Lo ）的测量应准确到±0.25mm 。

浅析钢材拉伸试验结果测量不确定度评定
黄金福
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2013(000)007
【摘要】该文从钢筋的截面积、拉伸试验力、数值修约三个因素对钢材拉伸强度检测结果的测量不确定度的影响进行分析探讨.
【总页数】2页(P310-311)
【作者】黄金福
【作者单位】佛山市市政工程质量检测有限公司,广东佛山528000
【正文语种】中文
【中图分类】TU511.3+2
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1.IF热轧钢板拉伸试验结果的测量不确定度评定
2.测量不确定度基本原理和评定方法及在材料检测中的评定实例第七讲材料检测结果测量不确定度的评定实例(拉伸试验结果的测量不确定度评定)
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4.某低强度钢圆形试样室温拉伸试验检测结果测量不确定度评定方法的比较
5.拉伸试验速率对钢材力学性能影响的试验研究
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金属材料抗拉强度测量不确定度评定1．试验依据GB228-2002（金属材料拉伸试验方法）试验以20～30MPa/s 速率加荷直至将试样拉伸至断裂。

试样拉断时的最大力所对应的应力即为金属材料的抗拉强度。

2．钢材抗拉强度测量的影响因素根据钢材抗拉强度的计算公式为：24dF πσ= （1） 式中：σ －抗拉强度，单位MPa （N/mm 2）；F －拉力，单位 N ；d －钢材直径，单位mm 。

对于钢材抗拉强度检测，只要温度在室温（25～35℃）附近变化不大，温度对试验结果的影响就可以忽略不计；另外，只要加荷速率控制在规范允许范围内（规范允许范围：6-60MPa/s ；实际加荷速率：20-30MPa/s ），加荷速率的影响也可以忽略不计。

能够对试验测试结果产生影响的因素主要有：重复测试（同一批试件在相同试验条件下重复测量结果的差异性）、试件截面积变化（归结为直径d 偏差）、荷载测量的精度以及测量结果的数据修约。

上述影响因素中，试件材质非均匀性直接表现在测量结果的数据变化上，属于A 类不确定度评定；其余影响因素都是由于影响量的误差而导致试验测试量的偏差，均属B 类不确定度评定。

金属材料抗拉强度测量不确定度影响因素汇总于表1中。

表1 影响金属材料抗拉强度测量准确性的主要因素3．标准不确定度评定3.1 样品不均匀性引起的标准不确定度R u从同一批钢材同一焊接工艺取6个标称直径d =18mm 的圆柱形试件进行抗拉试验，这6个试件的抗拉强度σ 的测试结果如表2所示。

表2 同一根钢材的不同试件抗拉强度 σ 测试结果（单位：MPa ）根据这6个测试数据进行钢材抗拉强度测量不确定度的评定，属于A 类不确定度评定，相应的测量不确定度称为重复测量不确定度R u ，可采用贝塞尔法按（2）式进行评定：R u ＝∑=--n i i n n 12)()1(1σσ （2） 式中：n 为重复测量次数，σ i 为第i 次测量的材料强度测量值，σ为同一批材料的试件强度各次测量结果的平均值。

钢筋拉伸试验测量不确定度的评定符志天【摘要】拉伸试验是金属力学试验中最基本的试验,通过拉伸试验可以评定金属材料的弹性性能、强度性能、延伸性能等多方面的性能参数.影响拉伸试验结果测量不确定度的因数有很多,主要包括试样、试验设备和仪器、拉伸试验速率、拉伸性能测试技术和试验结果处理几大因素.本次试验采用了同一标准试样、同一试验设备仪器、同一试验速率来对力学性能试验结果测量不确定度进行评定.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2015(034)036【总页数】4页(P150-153)【关键词】拉伸试验;测量不确定度;A类评定;B类评定【作者】符志天【作者单位】海南省产品质量监督检验所,海口570203【正文语种】中文【中图分类】TU392.2测量不确定度是指“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数”。

测量不确定度用于描述测量结果的可疑程度：不确定度越小，测量的可疑程度越小，测量水平和质量越高。

它可以用于“不确定度”方式，也可以是一个标准偏差（或其给定的倍数）或给定置信度区间的半宽。

GB/T27025-2008规定：校准实验室或进行自校准的检测实验室，对所有的校准和各种校准类型都应具有并应用评定测量不确定度的程序。

由于有时在进行不确定度测量时很多客观因素会制约或影响最终的测量结果，此时需要实验室尽力找出不确定度的所有分量并作出合理评定，并确保结果的表达方式不会对不确定度造成错觉。

拉伸试验作为材料性能的重要测试项目，对其进行测量不确定度的评定是必须的。

当前检测实验室对测量不确定度的应用还停留在研究阶段，并未推广到实际检验中，这是因为该检验方法还存在很多不完善的地方，对测量结果进行不确定度评定有些困难，且成本较大，从而造成了该项工作在检验实验室的推行速度较慢。

但事实上很多研究都表明，在一定范围内，测量不确定度的评定具有一些普遍性，若能够分析总结出这些规律，并应用于往后的评定工作，可以有利于不确定度评定工作在材料检验实验室的推进。

混凝土用热轧带肋钢筋抗拉强度的不确定度评定作业指导书一、被测对象：2 根规格型号为HRB400，公称直径Φ20，长度400mm 的钢筋混凝土用热扎带肋钢筋（以下简称钢筋）；二、检测参数：抗拉强度三、依据标准：依据《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228.1-2010 进行测试，依据《钢筋混凝土用钢第二部分热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007 进行评价。

四、测试过程：在室温（10℃～35℃）条件下，用游标卡尺测量钢筋的内径，其偏差均在允许范围（±0.5mm）内。

然后用钢筋打点机在钢筋上打标距，用游标卡尺测量钢筋的原始标距L0，将钢筋固定在检定合格的万能试验机（量程为300kN 的，精度为I 级）上，在规定的加荷速率下，对钢筋施加轴向拉力直至钢筋被拉断。

测试钢筋被拉至断裂过程的最大力F，并通过计m（精确至1MPa），然后修约至5MPa。

算得到钢筋的抗拉强度Rm五、以往资料：以前曾对该厂生产的同类型的钢筋进行过12 次重复测量，其抗拉强度分别为：636、631、643、646、638、642、634、635、648、640、637、646（MPa）。

六、检测结果及符合性判定：两根钢筋的抗拉强度分别为：636MPa、642MPa，修约后均为640MPa，满足标准不小于540MPa 的要求。

七、评定要求：对两根钢筋的抗拉强度检测结果的不确定度进行评定。

八、被测量的测量模型根据GB/T 228.1-2010 标准，钢筋抗拉强度按式A-1 计算。

为钢筋拉断时的最大拉力即极限荷载式中：Fm为钢筋的公称面积S九、被测量的不确定度来源的分析由上述分析可以看出，钢筋抗拉强度的不确定度主要来源于极限荷载的测量带来的不确定度、公称面积带来的不确定度，样品的不均匀性（重复性测量）带来的不确定度以及对结果的修约带来的不确定度。

十、各输入量不确定度分量及标准不确定度的计算10.1 影响极限荷载的不确定度分量及标准不确定度根据测量过程可以看出，影响极限荷载的不确定度主要有：拉力试验机的准确性带来的不确定度（按照实际可以分为检定和校准）、拉力试验机的分辨力带来的不确定度、拉伸速率带来的不确定度、环境温度带来的不确定度、人员操作带来的不确定度分量。

钢筋抗拉强度检测结果不确定度的探讨分析摘要：为全面提升钢筋抗拉强度检测准确性，要全面分析造成试验分析误差的原因，从而更好地评估具体参数，以便于能更好地维持钢筋应用质量效果，减少质量处理不当造成的安全隐患。

本文介绍了钢筋抗拉强度检测结果不确定度产生的原因，并对钢筋抗拉强度检测结果不确定度评定内容展开讨论。

关键词：钢筋抗拉强度检测；不确定度；原因；评定随着建筑工程项目的不断发展，钢筋作为主要施工材料，其质量受到了更多的关注，在工程开始前要落实规范化检测流程，只有各项基数满足检验标准才能投入使用，维持整体建筑工程项目安全性，实现经济效益和安全效益和谐统一的目标。

一、钢筋抗拉强度检测结果不确定度产生原因在钢筋抗拉强度检测工序中，拉伸试验能有效完成金属材料质量评定检测，但是，在实际测试过程中，却也存在一些外界影响因素，制约钢筋抗拉强度检测结果的准确性。

（一）取样和试样制备对于钢筋抗拉强度检测工作而言，取样工作是非常关键的环节，任何作业中存在的异常现象都会对最终的检测结果形成作用，出现不确定度。

第一，取样的位置会对最终的检测结果产生不同程度的影响，由于钢筋结构铸造过程中存在工艺缺陷或者是分布不均匀等问题，使得加工变形现象较为常见，此时，就会造成钢筋结构不同位置的力学性能存在差异，就算是同一个位置进行取样，不同取样方向也会影响最终的力学性能检测结果[1]。

第二，试样的尺寸和形状，正是因为金属材料截面位置的差异性，使得检测结果也存在一定的差异。

第三，试样制备过程，试样制备要完成样坯切取处理，要预防力学性能受热或者是加工硬化造成的变形问题，所以，取样要选取同批次的钢筋，并且避开钢筋结构的两端，尽量选取中间位置，才能真正突出试验检测分析数据的代表性。

（二）试验设备和仪器主要是从钢筋抗拉强度试验设备以及试验测试仪器两个方面进行分析。

1.试验设备在钢筋抗拉强度检测过程中，一般会应用万能试验机完成作业，一旦操作中出现试样夹取位置偏移、弯曲、不平直等情况，都会造成受力不同轴现象，形成试验误差。

金属材料抗拉强度检测中的误差与测量不确定度评定
曾立英
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2014(0)24
【摘要】文章简述了金属材料抗拉强度检测中误差与不确定度的关系及测量不确定度评定的重要性。

通过对HRB400热轧带肋钢筋进行测量不确定度评定实例，阐述了测量不确定度的评定方法和程序。

【总页数】2页(P22-23)
【作者】曾立英
【作者单位】湘潭市产商品监督检验所，湖南湘潭 411100
【正文语种】中文
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5.金属材料抗拉强度检测结果测量不确定度评定
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关于钢筋抗拉强度检测中的误差及不确定度分析张淮【摘要】首先对钢筋抗拉强度检测中的误差进行了简要分析,然后阐述了不确定度及其与误差之间的关系,在此基础上,以HRB400钢筋作为研究对象,对钢筋抗拉强度检测中不确定度的评定进行论述.期望通过文章的研究能够对钢筋抗拉强度检测结果准确性的提高有所帮助.【期刊名称】《安徽建筑》【年(卷),期】2016(023)003【总页数】3页(P268-270)【关键词】钢筋;抗拉强度检测;误差;不确定度【作者】张淮【作者单位】黄山市建设工程质量监督检测中心,安徽黄山245000【正文语种】中文【中图分类】TU502不确定度的概念是在20世纪60年代初期由美国标准局的一位数理统计学专家提出的，这一概念提出后，受到了各国的普遍关注。

上个世纪80年代国际计量局发出了采用不确定度评定测量结果的建议书，其要求在出具测量结果时，应当给出合成标准的不确定度，自此各国在开展检测工作时，均开始引入不确定的概念。

基于此点，下面本文就钢筋抗拉强度检测中的误差及不确定度展开研究。

钢筋是建筑工程施工建设中使用较多的一种材料，常被用于钢混结构及钢筋笼绑扎当中，抗拉强度是钢筋性能的一个关键技术指标，一般在使用之前，需要对该指标进行检测。

对于钢筋的抗拉强度检测而言，整个过程会受到各种因素的影响，从而不可避免地会使检测结果产生一定的误差，大致可将检测中的误差分为以下几种类型。

1.1 系统误差这种类型的误差具体是指对某一个相同的物理量进行2次或以上的同等精度的测量时，误差始终保持恒定不变的状态，或是以特定的规律发生变化，具体而言，系统误差有着某种确定性，但是在实际测量中却无法有效消除，也就是说，此类误差会伴随着测量过程一直存在。

1.2 随机误差随机误差具体是指在对某一个相同的物理量进行2次或以上的测量过程中，所产生出来的误差的大小不一致，并且没有任何变化规律，有着显著的随机性特点，所以必须通过尽可能多的测量次数来使误差减小到最低程度。