內(nèi)溝槽卡尺示值誤差的測量不確定度評(píng)定

陳姍姍 韓翹楚

【摘要】 本文按照測量結(jié)果不確定度的評(píng)定方法及程序，介紹了內(nèi)溝槽卡尺測量不確定度評(píng)定的原理、模型和方法，并給出了最大校準(zhǔn)點(diǎn)測量結(jié)果不確定度的評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】 內(nèi)溝槽卡尺;誤差;測量不確定度

Abstract： This article introduces the princeple， modeling and method of the uncertainty measurement of internal groove caliper based on uncertainty evaluation of measurement results. It also gives out the uncertainty evaluation of the largest calibration point of the internal groove caliper.

Key words： internal groove caliper;error;measurement uncertainty

對(duì)測量范圍5～500 mm的內(nèi)溝槽游標(biāo)卡尺其最大校準(zhǔn)點(diǎn)491.80 mm示值校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行測量不確定度評(píng)定。

1 測量任務(wù)

對(duì)測量范圍5～500 mm的內(nèi)溝槽游標(biāo)卡尺進(jìn)行校準(zhǔn)。

2 原理、方法、程序和條件

2.1測量原理

直接測量。

2.2 測量方法

用內(nèi)溝槽卡尺直接測量3等標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)。測量點(diǎn)均勻的分布在內(nèi)溝槽卡尺的測量范圍內(nèi)，各點(diǎn)的示值誤差以該點(diǎn)讀數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)尺寸之差確定。

2.3 測量程序

1）用3等標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)做為標(biāo)準(zhǔn)器;

2）測量時(shí)在穩(wěn)固的工作臺(tái)上進(jìn)行。

2.4 測量條件

1）標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)經(jīng)過溯源

2）實(shí)驗(yàn)室的溫度為（20±5） ℃;

3）卡尺和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)在實(shí)驗(yàn)室放置的時(shí)間為3h;

4）卡尺和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)都是鋼制的;

5）操作人員是經(jīng)過培訓(xùn)的，并且十分熟悉測量過程。

3 數(shù)學(xué)模型和靈敏系數(shù)

3.1 數(shù)學(xué)模型

3.2 靈敏系數(shù)

4 不確定度來源及其說明（見表1）

5等量塊491.8 mm

測量不確定度為3.0 μm2 u2 卡尺對(duì)線誤差 卡尺的對(duì)線誤差分布為0.01 mm 3 u3 溫度差 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)與卡尺之間存在的溫度差 4 u4 線膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)與卡尺之間線膨脹系數(shù)差 ]

5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5.1 不確定分量的說明與計(jì)算

5.1.1 u1——標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)引入的不確定度

根據(jù)JJG 146-2011《量塊》國家計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定，標(biāo)稱值491.8 mm的5等量塊的測量不確定度3.0 μm。對(duì)491.8 mm測量點(diǎn)為例：[u1=Uk]，[k=2]。則：

5.1.2 u2——對(duì)線誤差引入的不確定度（見表2）

卡尺的對(duì)線誤差分布區(qū)間為0.01 mm，均勻分布：由公式得：

5.1.3 u3——溫度差對(duì)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)與內(nèi)測卡尺的影響

標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)與內(nèi)測卡尺兩者在實(shí)驗(yàn)室放置的時(shí)間為3h，其溫度差不大于2 ℃，其線膨脹系數(shù)假定為[11×10-6/]℃，[atd=11×10-6/]℃[×L×2]℃假定為均勻分布，則：[u3=atd/3=6.2] μm

5.1.4 u4——標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)與內(nèi)測卡尺的線脹系數(shù)差的影響

5.2 不確定分量之間的相關(guān)性

沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性。

5.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5.4 不確定度匯總（見表3）

6 結(jié)論

依據(jù)JJF（遼） 229-2015《內(nèi)溝槽卡尺校準(zhǔn)規(guī)范》，分度值為0.02時(shí)，示值最大允許誤差為±0.05 mm，分度值為0.05 mm時(shí)，示值最大允許誤差為±0.08 mm，分度值為0.10 mm時(shí)，示值最大允許誤差為±0.10 mm，其示值誤差的擴(kuò)展不確定度與其示值最大允許誤差之比≤1/3，方法可行。

【參考文獻(xiàn)】

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【作者簡介】陳姍姍（1988-），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)閹缀瘟坑?jì)量。

韓翹楚（1989-），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)閹缀瘟坑?jì)量。