螺紋樣板牙型半角偏差測量結(jié)果的不確定度評定

【摘 要】 螺紋的生產(chǎn)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一個環(huán)節(jié)，牙型半角作為螺紋的一個主要參數(shù)直接影響著螺紋聯(lián)接的質(zhì)量。螺紋樣板作為在工況條件下檢驗螺紋質(zhì)量的便攜量具，其在檢驗螺紋工件時受到了廣泛的使用。但針對螺紋樣板的牙型半角偏差，本文依據(jù)JJG60-2012《螺紋樣板》檢定規(guī)程中牙型半角偏差的技術(shù)要求，對螺紋樣板牙型半角偏差測量結(jié)果進(jìn)行不確定度評定。

【關(guān)鍵詞】 計量學(xué) 不確定度 螺紋樣板 牙型半角

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.06.008

隨著螺紋零件的檢測手段及技術(shù)要求的不斷提高，螺紋測量方法也不斷發(fā)展。但是對于一些現(xiàn)場工況條件下，螺紋樣板的使用既能滿足現(xiàn)場的工藝要求，又能大幅地提高工作效率。在JJG60-2012《螺紋樣板》檢定規(guī)程中，只給出了螺紋樣板螺距偏差的不確定定評定，但對于同為主要技術(shù)參數(shù)的牙型半角偏差并沒有給出不確定度評定示例?；诖它c(diǎn)，本文對螺紋樣板牙型半角偏差測量結(jié)果進(jìn)行了不確定度評定。

1 概述

（1）測量依據(jù)：JJG60-2012《螺紋樣板》檢定規(guī)程

（2）計量標(biāo)準(zhǔn)：萬能工具顯微鏡

（3）被測對象：螺紋樣板

（4）測量方法：螺紋樣板牙型半角偏差采用萬能工具顯微鏡的測角目鏡進(jìn)行測量。

2 建立數(shù)學(xué)模型，列出不確定度傳播律

2.1 建立數(shù)學(xué)模型

螺紋樣板牙型半角偏差[Δα]可表示為：

[Δα]=[a2-a1-a0]

式中：[a1]——萬能工具顯微鏡第一次讀數(shù)值；

[a2]——萬能工具顯微鏡第二次讀數(shù)值；

[a0]——被測螺紋樣板標(biāo)稱牙型半角角度值。

2.2 不確定度傳播律

由于[a1]、[a2]之間有相關(guān)性，所以螺紋樣板牙型半角偏差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[uc2（Δα）=c12u2（a1）+c22u2（a2）+2?f?a1?f?a2u（a1）u（a2）r（a1，a2）]

式中：[c1=?f?a1]，[c2=?f?a2]（靈敏系數(shù)）

[r（a1，a2）=u（a1，a2）u（a1）u（a2）]為[a1]與[a2]的相關(guān)系數(shù)。

由于[a1]、[a2]之間相關(guān)，取[r（a1，a2）=-1]，[c1=][c2=1]，于是：

[uc2（Δα）]=[c1u（a1）+c1u（a2）2]

[uc2（Δα）]=[c1u（a1）+c1u（a2）]

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

3.1 輸入量[a1]的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（a1）]的評定

輸入量[a1]的不確定度來源主要是萬能工具顯微鏡測角目鏡示值誤差引起的不確定度[u（a11）]和測角重復(fù)性引起的不確定度[u（a12）]。

（1）萬能工具顯微鏡測角目鏡示值誤差引起的不確定度的評定

萬能工具顯微鏡測角目鏡最大示值誤差為1[′]，統(tǒng)計分析該分量接近反正弦分布，覆蓋因子為，則：

[u（a11）][=1/2=0.71′]

（2）測角重復(fù)性引起的不確定度評定[u（a12）]

對一螺紋樣板牙型半角連續(xù)測量10次，得到測量列：25[′]、22[′]、22[′]、25[′]、24[′]、25[′]、25[′]、22[′]、24[′]、24[′]。

[a1=25+21+22+25+24+25+25+22+24+2410=23.8]′

單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差[s=j=110（a1j-a1）210-1=1.32]′

則：[u（a12）=1.32]′

由于重復(fù)性引入的不確定度分量大于分辨力引入的不確定度分量，為了避免重復(fù)計算，舍去分辨力引入的不確定度分量的計算。

則：[u（a1）=u2（a11）+u2（a12）=0.712+1.502=1.50]′

3.2 輸入量[a2]的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（a2）]的評定

因為[a1]，[a2]均為等精度測量，所以：

[u（a2）=u（a1）=][1.50]′

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量表

5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定[uc]

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式得到：

[uc2（Δα）]=[c1u（a1）+c1u（a2）2]

[uc2（Δα）]=[c1u（a1）+c1u（a2）]=1.50+1.50=3.00′

6 擴(kuò)展不確定度的確定

在測量結(jié)果的不確定度中，認(rèn)為被測分量接近于正態(tài)分布，取包含因子[k=2]，則：

[U=kuc（Δα）=2×3.00=6.0]′

作者簡介

張瑜，工程師，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)于遼寧省計量科學(xué)研究院從事長度精密測量工作。

（責(zé)任編輯：張曉明）