指示表示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

韓楊

赤峰市產(chǎn)品質(zhì)量計量檢測所 內(nèi)蒙古赤峰 024000

1 概述

1.1 測量依據(jù)

JJG34-2008《指示表（指針式、數(shù)顯式）》。

1.2 環(huán)境條件

溫度（20±10）℃，每小時溫度變化不大于2℃，濕度不大于80%RH。

1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)

全自動光柵式指示表檢定儀，檢定儀量程：（0-50）mm，檢定儀示值誤差：在量程范圍內(nèi)，任意2mm內(nèi)不大于0.8μm，任意10mm內(nèi)不大于1.5μm，全程最大誤差不大于3.0μm。

1.4 被測對象

指示表（百分表）量程為（0-10）mm，分度值為0.01mm。

1.5 測量過程

先將指示表固定在檢定儀上，檢定時指示表處于空置狀態(tài)下，將百分表測桿壓縮一小段（一般0.2mm左右），將指示表指針對準(zhǔn)刻度盤零刻線，將檢定儀置零，開始檢定后，檢定儀按規(guī)程要求自動移動規(guī)定分度后，在指示表上讀取各點相應(yīng)的示值誤差，直到指示表量程終點，完成正行程檢定，隨后進(jìn)行反行程檢定。各受檢點示值誤差由標(biāo)準(zhǔn)器和受檢表示值之差確定。由各受檢點正行程得到的最大誤差與最小誤差之差值為指示表的全量程示值誤差。以10mm點為例進(jìn)行不確定度評定[1]。

2 測量模型

指示表的示值誤差e：

式中：Ld----指示表受檢點的示值（20℃條件下），mm；

Ls----檢定儀受檢點的示值（20℃條件下），mm；

αd、αs----分別為指示表和檢定儀的線脹系數(shù)；

△td、△ts----分別為指示表和檢定儀偏離溫度20℃時的數(shù)值。

3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

3.1 測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1

在相同條件下，對該指示表（分度值為0.01mm）10mm點重復(fù)測量10次，經(jīng)計算得到單次測量實驗標(biāo)準(zhǔn)差s=0.57μm[2]。檢定時對10mm點僅測量一次，因此測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

u1=0.57μm。

3.2 檢定儀的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2

全自動光柵式指示表檢定儀示值誤差在任意10mm內(nèi)不大于1.5μm，按均勻分布，則檢定儀的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3 指示表和檢定儀線膨脹系數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3

指示表與檢定儀的線脹系數(shù)差δα的界限為±2×10-6℃-1，當(dāng)L=10mm，△t=10℃，按均勻分布，則指示表和檢定儀線膨脹系數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3.4 指示表和檢定儀溫度差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4

指示表與檢定儀存在一定溫度差，溫差估計最大為±1℃，當(dāng)L=10mm，線膨脹系數(shù)α=11.5×10-6℃-1，按均勻分布[3]，指示表和檢定儀溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

序號 不確定度來源 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 標(biāo)準(zhǔn)不確定度1測量重復(fù)性 u1 0.92μm 2 檢定儀的示值誤差 u2 0.87μm 3 指示表和檢定儀線膨脹系數(shù) u3 0.17μm 4 指示表和檢定儀溫度差 u4 0.066μm

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量之間不存在值得考慮的相關(guān)性，該指示表10mm點示值誤差的合成不確定度為：

6 擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，則該指示表10mm點示值誤差擴展不確定度U為：

U=k×uc=2×1.4=2.8（μm）

7 測量不確定度的報告與表示

（0-10）mm指示表10mm點示值誤差測量結(jié)果的擴展不確定度為U=2.8μm，k=2。