测长机毫米刻度尺示值误差的测量不确定度评定

   2023-12-16 互联网1520
核心提示:  1、概述  (1)测量依据:根据 JJF1006- 2000《测长机校准规范》。  (2)测量标准:三等量块。  (3)被测对象:测长机,其

  1、概述

  (1)测量依据:根据 JJF1006- 2000《测长机校准规范》。

  (2)测量标准:三等量块。

  (3)被测对象:测长机,其分度值为 0.001mm。

  (4)测量原理:用三等量块每间隔 20mm 为一点,采用直接测量法进行校准。从读数装置读出测长机示值,该示值减去量块偏差,即为受校准点的示值误差。

  2、数学模型和灵敏系数

  (1)数学模型

  式中:△———校准点的示值误差;Li———各校准点示值;LS———所用标准量块在校准条件下的长度。

  (2)灵敏系数

  3、输入量的不确定度评定

  (1)重复性 u(Li)

  输入量 Li的标准不确定度来源主要是测长机的测量重复性,可以通过多次测量获得。选 100mm 点做 10次校准,结果如下:u(Li)=S=0.06μm。

  (2)输入量LS的标准不确定度u(Ls)

  ●标准量块长度的不确定度引起的标准不确定度u(Ls1)

  三等量块的扩展不确定度 U99= (0.10+1L)μm,量块证书给出包含因子 k=2.76,量块长度等于 100mm 时,U99=0.20μm,则:

  ●测长机和标准量块的热膨胀系数不同引起的标准不确定度 u(Ls2)

  校准时,温度在(20±1)℃的范围内服从均匀分布,该均匀分布的半宽 b=1℃,包含因子 。测长机与标准量块的热膨胀系数 a 分别为 ,则标准不确定度 u(Ls2)为:

  ●由于测长机与标准量块热膨胀系数的不确定度,当温度偏离标准温度 20℃时引起的标准不确定度 u(Ls3)

  测长机与标准量块的热膨胀系数分别在 (10.2±的范围内服从均匀分布,则△a在(的范围内服从三角分布,该三角分布的半宽 ,包含因子 k=。依 JJF1006- 2000《测长机校准规范》规定,室内温度变化不应大于 0.3℃/h,而校准可在 1 小时内完成。当温度偏离量△t=0.3℃时,标准不确定度:

  ●测长机与标准量块温度之差引起的标准不确定度 u(Ls4)

  依 JJF1006- 2000《测长机校准规范》,被校仪器与标准器温度差不大于 0.3℃。因此估计经等温后,测长机与标准量块温度之差在±0.3℃范围内服从均匀分布,该均匀分布半宽 b=0.3℃,包含因子 ,标准不确定度为:

  (3)标准不确定度汇总

  4、合成标准不确定度

  以上各量彼此互不相关,所以合成标准不确定度为:

  5、扩展不确定度

  取 k=2,扩展不确定度为:U=uck=0.24 μm ×2≈0.5μm。

  (作者:吴小丰 范建飞 大连市计量检定测试所)


 
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