安規(guī)用試驗指校準方法及其測量不確定度分析

林芳芳 韓 梅

（1.河南省計量科學(xué)研究院 鄭州 450008；2.空軍工程大學(xué)航空機務(wù)士官學(xué)校 河南信陽 464000）

生產(chǎn)家用電器都必須通過安規(guī)試驗，判斷被測產(chǎn)品的對觸及帶電部件的防護、機械強度、結(jié)構(gòu)等重要指標的合格性，進行試驗所使用的器具即為安規(guī)用試驗指[1]。

安規(guī)用試驗指可檢驗評定外殼防護等級，檢驗外殼的孔或外殼內(nèi)部擋板的機械強度，檢驗設(shè)備中危險的帶電部件、灼熱部件是否被觸及，檢驗針對電擊或接觸運動部件的不可拆卸零件能否經(jīng)受得住正常使用中出現(xiàn)的機械應(yīng)力，也用于防止手指觸及的防護檢驗。安規(guī)用試驗指（試具A）的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 安規(guī)用試驗指（試具A）結(jié)構(gòu)示意圖

目前，國標GB/T 16842-2008《外殼對人和設(shè)備的防護檢驗用試具》對安規(guī)用試驗指的尺寸等參數(shù)進行了規(guī)定，但國內(nèi)還沒有統(tǒng)一的校準方法。作者結(jié)合國標中規(guī)定的技術(shù)參數(shù)，提出了用影像測量儀作為標準器校準安規(guī)用試驗指的校準方法，配合安規(guī)用試驗指專用夾具和與影像測量儀適配的自動測量軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對安規(guī)用試驗指參數(shù)的自動校準。

1 安規(guī)用試驗指校準方法

安規(guī)用試驗指的校準參數(shù)主要參考 GB/T 16842-2008《外殼對人和設(shè)備的防護檢驗用試具》，外形結(jié)構(gòu)尺寸是安規(guī)用試驗指的關(guān)鍵性能指標。安規(guī)用試驗指的種類較多，其結(jié)構(gòu)尺寸多樣復(fù)雜，在滿足精度需求的前提下采用光學(xué)類的測量儀器較為方便，選取影像測量儀作為標準器對安規(guī)用試驗指的尺寸參數(shù)進行校準，其中選用的影像測量儀的分辨力為0.001 mm、 MPE為±0.013 mm。

校準時，先將安規(guī)用試驗指夾持在對應(yīng)該型號的專用夾具上，再將試驗指和夾具放置在影像測量儀的工作臺上，調(diào)整測量位置至測量視野中，調(diào)整焦距和光圈使被測位置能夠清晰顯示，打開對應(yīng)該型號安規(guī)用試驗指的測量軟件，運行該軟件即可進行自動測量，或直接手動提取出被測位置的輪廓，用影像測量儀的計算功能即可得到該位置的尺寸測量值。校準方法的示意圖如2所示。

圖2 校準示意圖

2 測量不確定度分析

2.1 測量模型

式中：D為安規(guī)用試驗指的被測尺寸；A為影像測量儀的測量結(jié)果。

2.2 標準不確定度的評定

2.2.1 影像測量儀的示值誤差引入的標準不確定度u1

影像測量儀的最大允許誤差為 MPE：±0.013 mm，設(shè)在其半寬范圍內(nèi)服從均勻分布，則其標準不確定度u1為：

2.2.2 影像測量儀的重復(fù)性/分辨率引入的標準不確定度u2

（1）影像測量儀的重復(fù)性引入的標準不確定度u重

對安規(guī)用試驗指的一處尺寸連續(xù)測量10次，得到測量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 重復(fù)性數(shù)據(jù)

由貝塞爾公式可得：

本次校準取單次測量的值作為測量結(jié)果，則影像測量儀重復(fù)性引入的標準不確定度為：

（2）影像測量儀的分辨率引入的標準不確定度u分

影像測量儀的分辨率為0.001 mm，設(shè)在其半寬范圍內(nèi)為均勻分布，則其標準不確定度u分為：

取u重和u分中較大的值，則u2取影像測量儀重復(fù)性引入的標準不確定度為：

2.3 合成標準不確定度

可認為各不確定度分量互不相關(guān)，則合成標準不確定度為：

2.4 擴展不確定度

取k=2，則擴展不確定度為：

3 結(jié)語

本文提出了用影像測量儀作為標準器校準安規(guī)用試驗指的校準方法，并對該校準方法的測量結(jié)果的不確定度進行了分析，為安規(guī)用試驗指的校準提供了參考。