精密偶件測量過程不確定度分析

李淑翠　張亞琴　王靜娟　何毅

摘要：文章針對某液壓產(chǎn)品滑閥偶件的配套間隙準確度要求高，測量過程中儀器的系統(tǒng)誤差和隨機誤差又是客觀存在的事實，運用不確定度理論分析測量過程的可靠性，為測量的準確性和對測量結果分析提供依據(jù)。

關鍵詞：偶件；測量設備；不確定度

中圖分類號：TH823 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0070-02

1 概述

計量是技術基礎，是驗證設計可行性和保證加工產(chǎn)品高質(zhì)量的必要條件之一。針對某燃油液壓系統(tǒng)具有較高的技術要求，其中液壓產(chǎn)品偶件是其產(chǎn)品的核心部件，其幾何形狀及配套間隙能否滿足技術要求將直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量，為使產(chǎn)品工作狀態(tài)既不漏油又不卡滯，必須保證其配套間隙在2～5?m之間。因此，系統(tǒng)分析準確設備不確定度，對提供準確可靠的測量具有重要意義。

2 測量不確定度分析與評定

2.1 閥芯測量不確定度分析

在閥芯測量過程中，采用高準確度的比較儀與三等量塊進行比對測量，不確定度分析如下：

2.1.1 立式光學計示值誤差引入的標準不確定度u1。

立式光學計示值誤差Δ=±0.20?m，服從正態(tài)分布k=3，u1=U/k=0.2/3=0.07?m。

2.1.2 三等標準量塊中心長度偏差引入的標準不確定度u2。

三等量塊（10～25）mm的測量不確定度為0.12?m，服從正態(tài)分布k=3，u2=0.12/3=0.04?m。

2.1.3 溫度差引入的標準不確定度u3。

標準量塊與被測件溫度差值落在±0.2℃之間且為均勻分布k=，U△t=0.20/=0.115℃，則u3=1.16×103×11.5×10-6×0.115=0.12?m。

2.1.4 測量重復性引入的標準不確定度u4。

重復10次測量結果分別為：

0.2?m 0.1?m 0.3?m 0.1?m 0.0?m 0.2?m 0.2?m

0.1?m 0.0?m 0.4?m

根據(jù)貝塞爾公式算得實驗標準偏差為：S（x）=0.13?m

2.1.5 合成標準不確定度uc。

uc=（u12+u22+u32+u42）-2=0.19?m

2.1.6 擴展不確定度U。

U=kuc=2×0.19=0.38?m（k=2）

2.2 閥套測量不確定度分析

在閥套測量過程中，采用分度值為0.05?m的高精度電子柱式數(shù)顯氣動量儀與標準量環(huán)配套測量氣動量儀，不確定分析如下：

2.2.1 示值誤差引入的標準不確定度u1。

電子柱式氣動量儀最大允許示值誤差U=0.1?m，服從正態(tài)分布k=3，u1=U/k=0.1/3=0.03?m。

2.2.2 標準環(huán)規(guī)的示值引入的標準不確定度u2。

精密孔徑量儀最大允許示值誤差U=0.14?m，服從正態(tài)分布k=3，u1=U/k=0.14/3=0.05?m。

三等量塊（10～25）mm的測量不確定度為0.12?m，服從正態(tài)分布k=3，u2=0.12/k=0.04?m。

2.2.3 標準量環(huán)重復性引入的標準不確定度用極差法計算：

S（x）=（Rmax-Rmin）/dn=（0.06-0.02）/1.69=0.03?m

u2=（u12+u22+u32）-2=0.07?m

2.2.4 閥套測量重復性引入的標準不確定度u3。

重復10次測量結果分別為：

0.05?m 0.00?m 0.05?m 0.10?m 0.10?m 0.00?m0.10?m 0.15?m 0.05?m 0.10?m

根據(jù)貝塞爾公式算得實驗標準偏差為：S（x）=0.05?m

2.2.5 合成標準不確定度uc。

uc=（u12+u22+u32）-2=0.09?m

2.2.6 擴展不確定度U。

U=kuc=2×0.09=0.18?m（k=2）

2.3 幾何形狀測量不確定度分析

采用圓柱度儀測量圓柱度，不確定度分析如下：

2.3.1 儀本身圓度誤差引入的標準不確定度u1。

圓柱度儀圓度最大允許示值誤差U=±0.04?m，按均勻分布k=，u1=U/k=0.04/=0.024?m。

2.3.2 圓柱度儀本身直線度誤差引入的標準不確定

度u2。

圓柱度儀直線度的測量不確定度為0.5?m，按均勻分布k=，u2=0.5/=0.29?m。

2.3.3 測量重復性引入的標準不確定度u3。

重復測量10次結果分別為：

0.40?m 0.38?m 0.32?m 0.42?m 0.30?m 0.34?m0.40?m 0.38?m 0.36?m 0.40?m

根據(jù)貝塞爾公式算得實驗標準偏差為：S（x）=0.04?m

2.3.4 合成標準不確定度uc。

uc=（u12+u22+u32）-2=0.29?m

2.3.5 擴展不確定度U。

U=kuc=2×0.29=0.58?m（k=2）

3 結語

滑閥偶件配合間隙的測量和控制，通過選擇合適的儀器設備、科學的測量方法、高素質(zhì)的人員、受控的環(huán)境條件等多方面的控制，才能得到滿意的結果，經(jīng)過測量和不確定度的分析和計算，間隙量在2～5?m之間的偶件在后續(xù)的裝配，性能調(diào)試分析中均得到了滿意的效果。因此，采用本測量方案所確定的測量系統(tǒng)，具有準確可靠的特點，滿足了產(chǎn)品的技術要求，為該產(chǎn)品解決了技術關鍵，受到了有關方面的肯定和贊許。通過測量質(zhì)量控制，間隙量在2～5?m之間的偶件在后續(xù)的裝配，性能調(diào)試分析中均得到了滿意的效果。通過采用科學的方法對測量方案所確定的測量系統(tǒng)不確定度進行分析，方能保證測量結果的準

確性。

作者簡介：李淑翠（1966—），女，長春一東離合器股份有限公司工程師，研究方向：技術質(zhì)量；張亞琴（1964—），女，長春設備工藝研究所高級工程師，研究方向：技術質(zhì)量、技術測試。