休止角測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)

 

1、圓盤(pán)直徑

 

   休止角測(cè)量?jī)x有兩個(gè)圓盤(pán)，其直徑的標(biāo)稱(chēng)值分別為10cm和20cm。對(duì)圓盤(pán)8等分，分別測(cè)量圓盤(pán)直徑(共測(cè)量4次)，其均值作為圓盤(pán)直徑的估值(實(shí)測(cè)值)。直徑測(cè)量所用的卡尺zui小分度為0.1mm，單次測(cè)量的不確定度不大于0.02mm，4次測(cè)量結(jié)果的均值的不確定度小于0.01mm。經(jīng)計(jì)算，圓盤(pán)直徑測(cè)量不確定度致休止角測(cè)量不確定度小于001°。但是，由于圓盤(pán)的圓度可能并不太好，使得這4個(gè)不同位置所測(cè)得的直徑不相等，假設(shè)其zui大值與zui小值相差0.2mm，經(jīng)計(jì)算，在zui不利情況下，引入休止角不確定度為0.08°。

 

2、豎直標(biāo)尺刻度及傾角

 

(1)豎直標(biāo)尺刻度

 

   采用分度為0.1mm深度卡尺對(duì)豎直標(biāo)尺各刻度進(jìn)行校驗(yàn)，用同一把深度卡尺分別測(cè)量尺頂至圓盤(pán)的長(zhǎng)度，以及尺頂至各刻度的長(zhǎng)度，再計(jì)算各刻度所處的高度。每個(gè)刻度高度都是尺頂至圓盤(pán)的長(zhǎng)度與尺頂至該刻度的長(zhǎng)度之差，由于用于測(cè)量的深度卡尺相同，因此，這兩個(gè)測(cè)量結(jié)果是*負(fù)相關(guān)，各刻度高度測(cè)量結(jié)果不確定度為零。豎直標(biāo)尺各刻度高度與其標(biāo)稱(chēng)值可能不一致，主要是因圓盤(pán)沒(méi)有準(zhǔn)確安裝在豎直標(biāo)尺的零點(diǎn)上，造成系統(tǒng)誤差。假設(shè)測(cè)得的刻度高度zui大誤差為0.1mm(如這個(gè)誤差過(guò)大，應(yīng)修正之)，經(jīng)計(jì)算，刻度高度誤差給休止角引入的不確定度不大于0.10°。

 

(2)豎直標(biāo)尺傾角

 

   豎直標(biāo)尺垂直于圓盤(pán)是理想狀態(tài)，或者說(shuō)，其傾角的標(biāo)稱(chēng)值為90°。豎直標(biāo)尺zui小傾角校驗(yàn):通過(guò)測(cè)量豎直標(biāo)尺的zui大仰角，計(jì)算其補(bǔ)角，這是豎直標(biāo)尺zui小傾角，它應(yīng)不小于850°

 

3、豎直標(biāo)尺直徑

 

    參照“圓盤(pán)直徑”校驗(yàn)方法進(jìn)行校驗(yàn)。參考圓盤(pán)測(cè)量的情況，因豎直標(biāo)尺直徑測(cè)量不準(zhǔn)確給休止角引入的不確定度小于0.01°。

 

4、休止角測(cè)量?jī)x引入的不確定度

 

   從上述的校驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，圓盤(pán)直徑及豎直標(biāo)尺直徑測(cè)量引入的休止角不確定度都是微小不確定度，可以忽略。于是，對(duì)休止角進(jìn)行單次測(cè)量，設(shè)備因素引入的不確定度為0.13°由此可見(jiàn)，ua遠(yuǎn)小于儀器的zui大允差0.68°，說(shuō)明以上校準(zhǔn)方法能夠滿(mǎn)足SI239一1999土工試驗(yàn)規(guī)程對(duì)休止角測(cè)量的要求。

 

   上述校驗(yàn)是以休止角測(cè)量?jī)x的豎直標(biāo)尺的刻度標(biāo)注高度，高度分度值為1mm的情況，如果豎直標(biāo)尺的刻度標(biāo)注休止角的值(如zui小分度為1°)，則讀數(shù)引入的不確定度為0.20°，儀器的合格標(biāo)準(zhǔn)為單次測(cè)量休止角不確定度應(yīng)不大于0.68°。

 

    如果直接測(cè)量豎直標(biāo)尺刻度高度(圓盤(pán)上底至刻度的距離)，一般要先拆除圓盤(pán)，才能用卡尺測(cè)量，這時(shí)應(yīng)將刻度高度測(cè)量不確定度與標(biāo)稱(chēng)高度的誤差相加，來(lái)計(jì)算豎直標(biāo)尺刻度高度對(duì)休止角測(cè)量結(jié)果的影響。筆者不建議采用這個(gè)辦法，因?yàn)閳A盤(pán)重新安裝會(huì)引入不確定度，這個(gè)不確定度難以計(jì)算;還有，這個(gè)辦法測(cè)得的刻度高度的不確定度，會(huì)增加休止角測(cè)量不確定度。

 

    上述校驗(yàn)中，要求休止角測(cè)量?jī)x圓盤(pán)上測(cè)得的4個(gè)直徑zui大差值不大于0.2mm，豎直標(biāo)尺zui小傾角不小于85°，如果不符合這些要求，應(yīng)對(duì)休止角測(cè)量?jī)x進(jìn)行維修、更換。豎直標(biāo)尺直徑測(cè)量結(jié)果通常不會(huì)存在明顯差別。