水利工程质量检测中测量不确定度的影响初探

水利工程质量检测中测量不确定度的影响初探

马俊丽

新疆博瑞建晟工程技术服务有限责任公司

摘要：以单一的量值表示测量结果是目前水利工程质量检验中最常用的一种方式，大多数的检验标准都没有明确规定，但全面的测量结果必须提供不确定度，并能反映测量结果的不确定度。本文通过对水利水电工程静态测试仪校准结果评定中的不确定度进行了阐述，旨在为提高水利水电工程质量检验能力和服务水平提供科学依据。

关键词：水利工程；质量检测；不确定度；影响初探

前言

随着水利建设项目的市场准入条件的放宽和"放管服"政策的深化，我国的检测机构也在逐步增多。检验机构本身的综合水平与实力，可以从其所具有的衡量不确定度的能力来衡量，从而提高企业的市场竞争力。此外，关于企业资质鉴定能力评估的有关规定，明确提出了建立并维护不确定度评估的程序，从而使检验机构从制度上被要求具备相应的评估方法。在水利工程质量检验中，不确定法在水利工程质量检验中的运用并不普遍。

一、测量不确定度及其影响

（一）测量不确定度的含义

在有关标准中，测量结果一般分为两类:一类是不确定度，另一类是单独的量值。在此基础上，我们提出了一种检测不确定度的方法，以准确地反映出测量数据的离散特性，并将其纳入到半宽度的概率中。因而，不确定度的运用还能有效地提高测量的准确性。在水利工程中，应加强对质量检验工作的不确定度应用程序，从而使计量系统更加完善，同时也有利于检验行业的技术进步。

（二）测量不确定度的影响

在水利工程质量检验中，由于其测试条件和测试环境等方面的问题，常常会受到外界因素的干扰，从而使实测结果与实际数据有很大的偏差。测量不确定度和实际测量值都会对工程测量的不确定度产生影响，通过将测量不确定度和真实测量值之间的相关性进行分析，可以在一定程度上反映出实际测量数据的质量控制效果[1]。

二、测量不确定度在水利工程质量检测中的具体应用

（一）在设备校准评定方面的应用

对计量仪器来说，其校验和校验都要进行成果鉴定。第一，在计量装置中，MPE=代表最大错误参数允许的允许值，其基本根据厂商所标明的技术参数，最小设备的最小分度值和测量标准的要求。其中有两个条件。一是表示误差的测量不确定度 U，若与被评估装置允许的最大误差比值小于1/3，即 U≤丨 MPE丨，丨∆丨≤丨 MPE丨时，代表合格;相反，如果是 MPE，那就是失败了。二是在相应的示值误差的不确定度 U与被评估装置允许的最大偏差比值大于1/3，即 U>丨 MPE丨，则若丨∆丨≤丨 MPE丨- U，则视为合格;相反，如果是 MPE丨- U，则被认为是失败的。（二）在设备内部校准评定方面的应用

水利水电工程中，由于涉及到许多甲等资质的指标，所涉及的仪器种类比较多，所以往往会出现一些无法送校或送检的情况，必须进行内部校验，以保证量值的追溯。内部标定是校验工作中的一个重要环节，它一般是在实验室中完成的。具体来说，实验室的工作人员会按照参照标准和技术文件来进行操作，这是为了判断仪器的精度，所以在实施这一工作时，实验室必须提供仪器的不确定度和示值偏差。在测量仪器的不确定度评估时，必须按照有关标准的特定要求来实施，我们必须采用下列两种方法。第一，当测试条件符合有关要求时，采用统计学方法对测试结果进行 A级不确定度评价。第二，根据相关的经验和资料，进行 B级的不确定度评估[2]。

（三）在检测结果评定方面的应用

在水利工程质量检验方面，目前有关部门尚未就计量不确定度提出明确的要求，但检验单位是否能够采用一种科学的评估方法来评价计量不确定度，是衡量其资质的一个重要标准，因而，要想在激烈的市场环境下获得竞争优势，检验机构必须根据实际情况，制定相应的评估办法。下面笔者详细描述了评估不确定度的步骤。首先，我们要明确自己的测量目标，根据测量的实际情况和周围的环境，建立相应的计算模型，并对各种测量参数和最终测量值之间的关系进行分析，利用相应的测试仪器来完成测试的准备工作，并在测量过程中有效地减少相关因素的影响。其次，将实测资料与实测情况相结合，从而得到整个测量资料的不确定度。然后，根据以上几个步骤所得到的测量数据和相关的不确定度，对测量数据进行分类，并对其之间的相关性进行分析，如果有相关性，则利用相关的资料和计算方法，对各个组之间的误差和不确定度进行分析，利用以前的测量参数，得到相应的测量值，然后通过对各个组的加权进行综合计算，得出总的不确定度。再次，要对测量资料的影响因子进行分析，明确各个要素之间的关系，建立其可信性，将其详细的记录下来，并与有关部门进行讨论，发现有问题的地方要及时进行处理，以保证测量结果的准确性。最后，根据以往的记录，对试验装置进行调试，对固定误差进行修正，有效地减少测量的不确定度，从而改善测量数据的质量。

三、检测结果中测量不确定度评定

目前，我国大部分的工程质量检验标准都没有对不确定度进行明确规定，但是我们应该将其作为评价单位资质能力的一个重要指标，并根据实际情况提出相应的评价办法。本文以工程实际中常用的无纺布抗拉强度检测为例，对其在水利工程质量检验中的应用进行详细的阐述。水利项目的五类检测仪器的种类和种类比较多，其中与 A类有关的指标有235项。对于一些不能送到学校或送检的计量器具，必须进行量值追溯，也就是使用内部标定的方法来追溯。测试仪器应按有关技术文件及规范要求进行校准。参照JJF10591-2012有关标准的不确定度，本规范可应用于各种不同的测试装置。在给定的测量条件时，一般有两种方法，一种是用统计学分析法对 A类量值进行不确定度评估，运用统计学分析法对 A类计量不确定度进行评估，另一种是根据经验和资料对 B类不确定度进行评价。首先，我们将5块长度为200毫米、宽度为50毫米的无纺土工布样品进行切割，其长度测量值为100 mm;接着，将拉紧器固定在100毫米的起始位置，设置20毫米/分钟的工作速度，打开试验机，并记录拉伸-拉伸曲线;连续操作直至试件失效，试件停止运转，并以多次测试的平均值为试件的抗拉强度值。将最后的测试数据进行统计和整理，对灵敏度系数c1、c2、以及变化 u (y)进行了数学建模，其具体步骤是:①由于拉力值的测定次数很少，在测试中重复进行了5次，因此，将采用最小的方法来求解。②最大容许误差引起的测量误差 u (F)2=1%×1051.2=6.07(N)，在标准技术中，该可信度估计为90%，由此获得的自由度 v (F)2=50。③张力值的自由度为4.2，不确定度为u2(F)1+u2(F)=24.81(N)。④对测试的宽度进行了估计，其可靠性为90%，从而产生了 u (B)=0.0.3，用计算得到的自由度为 v (B)=50。⑤采用计算公式，得出了 u (y)=c12u2(F)+c22u2(B)的合成不确定度。⑥假设 k=2，则求出了2x050=1 N/mm。⑦表示用 Y= Y+ U=(21.02+1.00) N/毫米的非纺织土工布的拉伸强度测定不确定度，其中 k=2

[3]。

四、结语

在水利水电工程的质量检验中，不确定度的运用范围很广。在验证测量装置的校正结果时，必须将由标定证书所提供的校正错误与不确定值与装置的最大容许误差相比较，并依据该对比的结果来判断该装置在标定范围之内的使用需求。检验机构要制定校验结果的确认流程，使不确定度得到有效的应用，保证仪器的计量精度。

水利工程质量检验中的各项指标，基本上都有较为清晰的测定方法，并依据其原理与方法，建立相应的计量模式。通过对模型中引入测量误差的各种影响因素进行分析，从而推动了水利行业的发展。

参考文献

[1]白杰.水利工程质量检测中测量不确定度的影响研究[J].工程技术研究,2021,6(05):220-221.

[2]张宏量.水利工程质量检测中测量不确定度的影响研究[J].黑龙江水利科技,2020,48(07):192-194.

[3]李婷婷,褚霄洁,关键,张巍.测量不确定度在水利工程质量检测中的应用[J].水利技术监督,2019(05):37-39.