劉釗
河北省計(jì)量監(jiān)督檢測研究院 河北石家莊 050200
小角度檢查儀是一種用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)微小角度的測量儀器,其產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)角度范圍一般在0′-40′,其工作原理如圖1。小角度檢查儀復(fù)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)角度的方法:在小角度檢查儀兩定位指示計(jì)測頭與工作臺之間分別放置定位用量塊,調(diào)整兩指示計(jì)于零位,再根據(jù)所需標(biāo)準(zhǔn)角度更換其中一個指示計(jì)下的量塊,同時調(diào)整工作臺升降旋鈕,使兩定位指示計(jì)置于零位,此時工作臺面相對其初始位置產(chǎn)生相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)角。
圖1
式中:θ—小角度檢查儀復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度,″
ρ—弧度與角秒之間的換算系數(shù),ρ=206265
ΔH—定位指示計(jì)測頭下兩次使用量塊尺寸差,mm
L— 兩定位指示計(jì)軸線間的距離,L=500m
靈敏系數(shù)為
表1
(1)定位指示計(jì)測頭下兩次使用量塊尺寸差引入的相對不確定度分量urel(ΔH)
①指示計(jì)示值變動性引入的不確定度分量u1(ΔH)
據(jù)指示計(jì)規(guī)程,分度值為1μm的光學(xué)計(jì),示值變動性0.1μm,按均勻分布處理,半寬區(qū)間α=0.1/2=0.05μm,因?yàn)橛袃纱味ㄎ?,故?/p>
②指示計(jì)對線誤差引入的不確定度分量u2(ΔH)
光學(xué)計(jì)對線誤差1/20,即±0.05μm,按均勻分布處理,半寬區(qū)間α=0.05μm,因?yàn)橛袃蓚€光學(xué)計(jì),則:
③量塊中心長度測量不確定度引入的不確定度分量u3(ΔH)
小角度測量儀測量范圍(0-40)′,所用三等量塊尺寸在7mm以下,其擴(kuò)展不確定度 U=(0.10+1×10-6L)μm,k=2.7,由于兩個指示計(jì)下各放一塊量塊,故:
在測量過程中,標(biāo)準(zhǔn)角度由兩塊量塊尺寸差形成,因此指示計(jì)和量塊對標(biāo)準(zhǔn)角度的影響為單塊量塊的倍,故:
相對不確定度:
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=1′時,
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=10′時,
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=40′時,μm
(1)兩指示計(jì)中心距偏差引起的不確定度分量u1(L)
據(jù)檢定規(guī)程的要求,中心距偏差不大于0.05mm,服從均勻分布,包含因子,半寬度α=0.05mm
(2)兩指示計(jì)軸線不平行度引起的不確定度分量u2(L)
據(jù)檢定規(guī)程的要求,軸線不平行度不大于0.02mm,服從均勻分布,包含因子半寬度α=0.002mm
(3)兩指示計(jì)測帽的球面頂點(diǎn)與其套孔軸線的重合度引起的不確定度分量u3(L)
據(jù)檢定規(guī)程的要求,兩指示計(jì)測帽的球面頂點(diǎn)與其套孔軸線的重合度不大于0.06mm,服從均勻分布,包含因子,半寬度α=0.06mm,由于有兩個指示計(jì),則:
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=1′時:
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=10′時:
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=40′時:
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=1′時:
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=10′時:
當(dāng)復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)角度θ=40′時:
通過示值誤差的測量不確定度評定可滿足示值誤差的校準(zhǔn),綜上本文闡述的方法切實(shí)可行。