張宇明

（福建省計量科學研究院，福建福州 350003）

乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀校準方法研究

張宇明

（福建省計量科學研究院，福建福州 350003）

為解決乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀的校準問題，在簡要分乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀工作原理的基礎(chǔ)上，對其校準參數(shù)和校準方法進行探討，最后采用GUM法對校準結(jié)果的不確定度進行分析。分析結(jié)果表明，所構(gòu)建的乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀校準系統(tǒng)可用于對乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀的校準工作。

乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀；校準方法；量值溯源

1 工作機理

乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀是用于測定各類乳化瀝青微粒離子電荷性質(zhì)的專用儀器。其工作機理為：通過插入乳化瀝青的正負電極間產(chǎn)生的電流，使乳化瀝青內(nèi)微粒離子向另一電極沉積，以判定乳化瀝青中微粒離子的電荷為陰離子還是陽離子。乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀由直流電源、計時器、容器、電極板和固定支架等組成，乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀示意圖如圖1所示［1-2］。

2 校準方法

從乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀工作機理可知，影響乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀試驗結(jié)果的主要因素包括:直流電源電壓的準確度、電極板尺寸的準確度、電極板間距的準確度、計時器時間的準確度等。在對儀器進行檢測之前應(yīng)先將其開機并預(yù)熱30min。

圖1 乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀示意圖

2.1 直流電源電壓的校準

根據(jù)儀器說明書中對乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀的要求，直流電源電壓一般為6V，最大允許誤差為± 0.3V，故對該點誤差進行校準時，由標準器、標準輔助設(shè)備、環(huán)境條件等所引起的擴展不確定度應(yīng)優(yōu)于允許誤差的1/3。直流電源電壓校準的標準器可選用數(shù)字直流電壓表，其直流電壓量程范圍不低于10V，最大允許誤差一般不超過±0.05V。

2.2 電極板尺寸及間距的校準

根據(jù)儀器說明書和文獻［1］的要求，電極板尺寸及間距的要求如下表所示。電極板尺寸及間距的校準可采用量程為0～150mm、分度值為0.02mm的游標卡尺進行校準。

表1 電極板尺寸及間距

2.3 計時器時間的校準

乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀說明書要求，計時器時間的最大允許誤差不超過1s，故可采用電子秒表和數(shù)字毫秒計對其進行校準。校準時，由標準器、標準輔助設(shè)備、環(huán)境條件等所引起的擴展不確定度應(yīng)優(yōu)于允許誤差的1/3。

3 校準結(jié)果的不確定度分析

通過對直流電源電壓校準結(jié)果進行不確定度分析，其不確定度來源主要有：被測表測量重復性、直流數(shù)字電壓表標準器的準確度等［3-4］。

數(shù)學模型△U=U-U0

表2 輸出電壓的10次測量結(jié)果

式中：△U——示值誤差；

U——混凝土氯離子電通量測定儀輸出電壓值；

U0——標準數(shù)字多用表讀數(shù)值。

3.1 輸入量U的標準不確定度u（U）的評定

輸入量U的標準不確定度主要是由乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀的重復性引起的，可通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類方法進行評定。對一臺乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀6V電源電壓點，連續(xù)測量10次，測量結(jié)果如表1所示：

根據(jù)貝塞爾公式

可得6V點單次測量試驗標準差分別為：S=0.025V即u（U）=0.025V

3.2 輸入量U0標準不確定度u（U0）的評定

按數(shù)字多用表說明書的技術(shù)要求，量程為DCV 10V時，最大允許誤差ε=±（測量值的0.0035%+量程的0.0005%），當測量值取表2的均值時，選擇10V檔，可得ε=±（6.076×0.0035%+10×0.0005%）=±0.000263V，區(qū)間的半寬a=0.000263V，則該儀器的最大允許誤差導致的不確定度可按均勻分布估計為：= 0.000152V。

3.3 合成標準不確定度及擴展不確定度的確定

3.4 擴展不確定度的評定

取包含因子k＝2，則乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀的相對擴展不確定度為：。

4 結(jié)論

本文在簡要分乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀工作原理的基礎(chǔ)上，對其校準參數(shù)和校準方法進行探討，最后采用GUM法對校準結(jié)果的不確定度進行分析。分析結(jié)果表明，所構(gòu)建乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀校準系統(tǒng)可用于對乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀的校準工作。

［1］JT/T923-2014.乳化瀝青微粒離子電荷試驗儀［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［2］林煥.攪拌干預(yù)下離析乳化瀝青微粒再分散過程的數(shù)值分析［D］.成都:西南交通大學，2014.

［3］JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示［S］.北京：中國質(zhì)檢出版社，2012.

［4］倪育才.實用測量不確定度評定［M］.北京：人民質(zhì)檢出版社，2014.

Study on the Calibration Method of the Particle Ionic Charge Tester forEmulsified Asphalt

Zhang Yuming
（Fujian Metrology Institute，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350003）

In order to solve the calibration problem of particle ionic charge tester for emulsified asphalt，based on thebrief analysis of the working principle of particle ionic charge tester for emulsified asphalt，its calibration parametersand calibration method were discussed，finally，the uncertainty of calibration results was analyzed by adopting GUMmethod. Analysis results showed that the developed calibration system of particle ionic charge tester for emulsifiedasphalt can be used for the calibration of particle ionic charge tester for emulsified asphalt.

particle ionic charge tester for emulsified asphalt；calibration method；traceability

U414

：A

：1003-5168（2015）03-0132-2

2015-2-16

張宇明，男，工程師，研究方向：電磁計量測試技術(shù)的研究。