测量不确定度在钢材力学性能检验中的应用

王瑶

河南安阳钢铁集团有限责任公司 河南安阳 455004

人们越来越认识到测量值统一和全面地描述各项测量结果的重要性。测量的不确定性解决了许多问题。经过几十年的改进和完善，世界各地科学家的不懈努力，不确定性的概念和理论得到了系统和完善，并在世界范围内得到广泛接受。

1 慨况

在检验钢材中，测量的不确定度是测量质量可能产生的误差的测量和定量参数。必须通过不确定度措施评估质量，以继续技术交流和发展国际贸易。它使各国能够比较各项测量结果。为了统一质量评估，前联合国统计研究所的统计人员埃森哈特在其为“设备校准系统的精度和精度估计”的研究中提出了一个不确定度概念。1970年代，不确定度的定量表示方式发生了变化，而联邦统计局则研究并推出了MAP方案。探讨了测量不确定度评定中存在的问题[1]。

2 在钢材力学性能检验中测量不确定度应用的必要性

（1）不确定度测量对于钢表面检验是必要的。在钢材质量检验过程中，产品尺寸是一个非常重要的检验环节。例如，长度、外径、椭圆和壁厚是检验钢产品形状的重要指标。检查钢筋产品形状时，应检查钢筋的横向高度、内径、固定长度、间距和纵向高度的测量不确定性。长度和直径是控制圆钢产品形状的主要指标。同时，在验证钢筋产品形状时，产品宽度、长度和厚度由测量不确定性控制。测量长度值时，必须专注于测量两点之间的距离。不同产品的标准差别存在很大差异。合格产品必须确保指标在范围内，如果相应的指标超出范围，则可视为不合格。因此，在生产过程中测试产品测量的不确定性很对于产品来说十分重要，衡量质量是决定产品质量的一个因素[2]。因此，检测钢材的力学性能时，有必要对钢材表面进行良好的测试。

（2）在钢材力学性能试验中需要应用不确定度测量。拉伸试验是测量钢材力学性能的最重要方法。拉伸试验不仅可以测量钢材的抗拉强度和屈服强度，还可以测量钢材断裂后的伸长力、最大载荷能力和收缩率。在测量上述指标时，从过渡盘读取指针，从而提高精度，但考虑到拉伸测试的当前状态，通常使用传感器技术读取数据。读取电压时，不再需要读取过多磁盘上的指针，而是通过数字读取方法直接读取。在这一过程中，数据不确定度可以大大减少，甚至可以忽略。

3 测量不确定度在钢材力学性能检验中的应用

（1）确定不确定度的来源。技术和信息的进步也提高了钢材的性能和技术含量，测量的不确定度可能来自许多方面，例如测量过程中的环境影响、机械设备的故障，当然也可能来自无代表性的取样。这要求检测员合理地控制这些不确定性，这对于最终测量试验结果具有重要意义，其重要性不容忽视或低估。同时，试验人员的工作经验、工作态度和总体质量也可能在检测钢材力学性能时影响不确定度度的大小。此外，相关检测仪器故障或分辨率不足也有可能导致最终计算参数不准确，只有通过深入的分析和改善，从而将这些不确定性限制在合理范围内，以便提高检测质量[3]。

（2）创建有效的数学模型。数学建模还可以测量钢材力学性能测量中不确定度的应用价值，这需要控制输入之间的功能关系，以确保数学模型的科学合理性。试验本身-即使是为了确定钢材的价值以及最终试验的结果是否会影响钢材的力学性能，因此在充分考虑到各种因素的情况下开发合理的数学模型也十分有必要。

（3）计算和扩展不确定度。建立数学模型后，对钢材进行了进一步计算，并对相应构件的不确定性进行综合分析。这需要根据每个构件的特性进行精确的评估和计算，合理选择计算方法。此外，不确定度可能会适当拓展，因为在钢材力学性能测试中，通常需要通过在一定程度上对不确定度的扩展，从而提高最终结果的质量。

4 测量不确定度在钢材力学性能分析

（1）测量的结果。如若检验结果表明炉内可能存在混合物，那么就表明钢的化学成分不均匀。同时，测量的不确定度也与产品规格密切相关。例如，产品规格越大，相关测量的不确定性就越大。由此可见，钢材力学性能检测结果与产品尺寸是否规范密切相关。即使对于同一批钢材，测量不确定度的最终评估结果也可能因规格的大小而不同。

（2）在钢材的力学性能测试过程中，其他因素也可能受到不确定度的影响。应对这些因素进行评估和分析，以考虑到评价结果的差异。一般来说，钢材力学性能主要通过改变速率进行测试，但也在标准允许的范围内进行测试。试验的最终结果表明，在一定的情况下，强度对钢材性能没有重大影响，但其他因素对性能的影响会更大。

评估结果的应用。在检测钢材的力学性能时应充分利用最终评价结果。一般来说，基于不确定度测量的力学性能测试的最终结果主要应用于产品质量评价。只有这样，产品质量才能满足生产和经营需要，最大限度地满足工业发展需要。例如，我们选择了一两个测试组来评估钢材的性能，并在统一条件下控制它。因此，就要对不同钢材测量的不确定性进行评估。当然，最终评估的结果也存在差异，这可能是由于钢本材身的随机性质造成的[4]。

5 结语

鉴于这些发展，由于科学和信息技术的进步，钢铁产品的性能越来越重要，导致对测试方法的需求增加。钢材力学性能需要用高效的技术手段进行测试。不确定度是一种常用的技术工具，用于测量钢材的性能并提高最终结果的可参考性。最终结果取决于测试结果，在测试过程中就需要对各种因素进行更深入的分析。