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[摘 要]根据实验室认可要求和实验室自身发展的需要，对5052H32铝合金带材拉伸试验常用技术指标抗拉强度测量不确定度来源进行分析，并对试验结果不确定度进行了评定与计算。
[关键词]铝合金 不确定度 抗拉强度
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0390-02
测量不确定度是对测量结果的定量表征，它是由于试验各环节存在的测量误差引发的。测量结果的可信赖程度很大程度上取决于其不确定度的大小。不确定度越小，试验结果与被测量的真实值越接近，测量质量越高，其使用和参考价值越高；不确定度越大，测量质量越低，其使用价值也越低。测量不确定度评定是作为实验室必须具备的一项能力。拉伸试验属于破坏性试验的一种，是产品检测的主要试验项目之一，因此评定其测量不确定度具有十分重要的意义。
1 试验部分
1.1试验方法：GB/16865-2013《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》
1.2使用仪器：岛津AGS-X 100KN电子拉力试验机
1.3评定对象：5052H32铝合金带材
1.4 环境条件：温度23℃，相对湿度55%
1.5 试验结果
同一块铝板取10个试样进行试验，重复性试验结果见表1：
2 不确定度评定
2.1抗拉强度不确定度评定
2.1.1数学模型
抗拉强度：Rm= ；——（1）
（ Rm）=
式中：
Rm——抗拉强度，Mpa；
Fm——拉伸过程中的最大载荷，N；
a——矩形试样的原始厚度，mm；
b——矩形试样的原始宽度，mm；
——拉伸速率对抗拉强度的影响；
rep——重复性；
2.1.2 A类相对标准不确定度分项urel（rep）的评定
评定一个试样的不确定度，即为相对标准偏差urel（rep）=s=0.00335
2.1.3 最大载荷的测量不确定度：
2.1.3.1试验机测力系统示值误差引入的相对标准不确定度urel（F1）：
检定证书给出的仪器示值误差为1.0%，取置信概率K=2，则
urel（F1）= =0.5%；
2.1.3.2 标准测力仪的相对标准不确定度urel（F2）：
使用0.3级的标准测力仪对试验机进行检定。重复性R=0.3%，则其相对标准不确定度为：
urel（F2）= =0.1%；
2.1.3.3 计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度urel（F3）：
计算机数据采集系统所引入的B类相对标准不确定度为0.2×10-2
urel（F3）=0.2%
2.1.3.4 最大力的相对标准不确定度分项urel（Fm）：
以上三项合成，得
urel（Fm）
=
= =0.5%
2.1.4 a的测量相对标准不确定度urel（a）
2.1.4.1螺旋千分尺分辨率引入的相对标准不确定度u1，rel（a）
螺旋千分尺的分辨率为0.001mm，取置信水平为95%，按均匀分布由此产生的标准不确定度为u1（a）= =0.000577mm；则其相对标准不确定度为：
u1，rel（a）= = =1.16×10-3
2.1.4.2测量人员读数引入的相对标准不确定度u2，rel（a）：按布赛尔公式，有
u2（a）= =0.00145（mm）
则其相对标准不确定度为：
u2，rel（a）= = =2.92×10-3
以上两项合成，即为a的测量相对标准不确定度
urel（a）
=
= =2.02×10-3
2.1.5 b的测量相对标准不确定度urel（b）
2.1.5.1游标卡尺分辨率引入的相对标准不确定度u1，rel（b）：
游标卡尺的分辨率为0.01mm，取置信水平为95%，按均匀分布，由此产生的标准不确定度为u1（b）= =0.00585mm；则其相对标准不确定度为：
u1，rel（b）= = =4.69×10-4
2.1.5.2测量人员读数引入的相对标准不确定度u2，rel（b）：按布赛尔公式，有
u2（b）= =0.01（mm）
则其则其相对标准不确定度为：
u2，rel（b）= = =1.19×10-3
以上两项合成，即为b的测量相对标准不确定度
urel（b）
=
= =1.28×10-3
2.1.6 拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项 的评定
根据经验，按GB/16865-2013规定的拉伸速率进行试验时，拉伸速率对抗拉强度的影响可不计。
2.1.7合成相對标准不确定度
将以上五项合成，即为合成相对标准不确定度：
urel（Rm）
=
=
=6.5×10-3
2.1.8数值修约引入的不确定度：
根据JJF1059-2012的推荐，由数值修约引入的标准不确定度为0.29个数值单位。所以，在引入修约后，抗拉强度的合成标准不确定度为：
Uc（Rm）=
= =1.6（Mpa）
2.1.9 扩展不确定度：取包含因子K=2，则U（Rm）=1.6×2≈3（Mpa）；
2.1.10 不确定度结果报告：
本试样的抗拉强度Rm=（236±3）Mpa，K=2；
参考文献：
[1] GB/T 228.1-2010 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法[S]
[2] JJF 1059-2012 测量不确定度评定与表示[S]
[3] GB/16865-2013 变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法[S]
[关键词]铝合金 不确定度 抗拉强度
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0390-02
测量不确定度是对测量结果的定量表征，它是由于试验各环节存在的测量误差引发的。测量结果的可信赖程度很大程度上取决于其不确定度的大小。不确定度越小，试验结果与被测量的真实值越接近，测量质量越高，其使用和参考价值越高；不确定度越大，测量质量越低，其使用价值也越低。测量不确定度评定是作为实验室必须具备的一项能力。拉伸试验属于破坏性试验的一种，是产品检测的主要试验项目之一，因此评定其测量不确定度具有十分重要的意义。
1 试验部分
1.1试验方法：GB/16865-2013《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》
1.2使用仪器：岛津AGS-X 100KN电子拉力试验机
1.3评定对象：5052H32铝合金带材
1.4 环境条件：温度23℃，相对湿度55%
1.5 试验结果
同一块铝板取10个试样进行试验，重复性试验结果见表1：
2 不确定度评定
2.1抗拉强度不确定度评定
2.1.1数学模型
抗拉强度：Rm= ；——（1）
（ Rm）=
式中：
Rm——抗拉强度，Mpa；
Fm——拉伸过程中的最大载荷，N；
a——矩形试样的原始厚度，mm；
b——矩形试样的原始宽度，mm；
——拉伸速率对抗拉强度的影响；
rep——重复性；
2.1.2 A类相对标准不确定度分项urel（rep）的评定
评定一个试样的不确定度，即为相对标准偏差urel（rep）=s=0.00335
2.1.3 最大载荷的测量不确定度：
2.1.3.1试验机测力系统示值误差引入的相对标准不确定度urel（F1）：
检定证书给出的仪器示值误差为1.0%，取置信概率K=2，则
urel（F1）= =0.5%；
2.1.3.2 标准测力仪的相对标准不确定度urel（F2）：
使用0.3级的标准测力仪对试验机进行检定。重复性R=0.3%，则其相对标准不确定度为：
urel（F2）= =0.1%；
2.1.3.3 计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度urel（F3）：
计算机数据采集系统所引入的B类相对标准不确定度为0.2×10-2
urel（F3）=0.2%
2.1.3.4 最大力的相对标准不确定度分项urel（Fm）：
以上三项合成，得
urel（Fm）
=
= =0.5%
2.1.4 a的测量相对标准不确定度urel（a）
2.1.4.1螺旋千分尺分辨率引入的相对标准不确定度u1，rel（a）
螺旋千分尺的分辨率为0.001mm，取置信水平为95%，按均匀分布由此产生的标准不确定度为u1（a）= =0.000577mm；则其相对标准不确定度为：
u1，rel（a）= = =1.16×10-3
2.1.4.2测量人员读数引入的相对标准不确定度u2，rel（a）：按布赛尔公式，有
u2（a）= =0.00145（mm）
则其相对标准不确定度为：
u2，rel（a）= = =2.92×10-3
以上两项合成，即为a的测量相对标准不确定度
urel（a）
=
= =2.02×10-3
2.1.5 b的测量相对标准不确定度urel（b）
2.1.5.1游标卡尺分辨率引入的相对标准不确定度u1，rel（b）：
游标卡尺的分辨率为0.01mm，取置信水平为95%，按均匀分布，由此产生的标准不确定度为u1（b）= =0.00585mm；则其相对标准不确定度为：
u1，rel（b）= = =4.69×10-4
2.1.5.2测量人员读数引入的相对标准不确定度u2，rel（b）：按布赛尔公式，有
u2（b）= =0.01（mm）
则其则其相对标准不确定度为：
u2，rel（b）= = =1.19×10-3
以上两项合成，即为b的测量相对标准不确定度
urel（b）
=
= =1.28×10-3
2.1.6 拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项 的评定
根据经验，按GB/16865-2013规定的拉伸速率进行试验时，拉伸速率对抗拉强度的影响可不计。
2.1.7合成相對标准不确定度
将以上五项合成，即为合成相对标准不确定度：
urel（Rm）
=
=
=6.5×10-3
2.1.8数值修约引入的不确定度：
根据JJF1059-2012的推荐，由数值修约引入的标准不确定度为0.29个数值单位。所以，在引入修约后，抗拉强度的合成标准不确定度为：
Uc（Rm）=
= =1.6（Mpa）
2.1.9 扩展不确定度：取包含因子K=2，则U（Rm）=1.6×2≈3（Mpa）；
2.1.10 不确定度结果报告：
本试样的抗拉强度Rm=（236±3）Mpa，K=2；
参考文献：
[1] GB/T 228.1-2010 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法[S]
[2] JJF 1059-2012 测量不确定度评定与表示[S]
[3] GB/16865-2013 变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法[S]