大量程數顯千分表測量的不確定度評定

【摘 要】 本文介紹了采用光柵式指示表檢定儀對大量程數顯千分表測量時的不確定度分析和評定方法。文中充分考慮了各項不確定度分量，給出了具體計算公式和方法、完整的評定過程和不確定度相關的數據。填補了JJG 34-2008《指示表（百分表和千分表）》和JJG 379-2009《大量程百分表》對于大量程數顯千分表不確定度評定的空白。

【關鍵詞】 光柵式指示表檢定儀 大量程數顯千分表 不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.05.013

1 概述

大量程數顯千分表是以數字方式顯示且量程大于10mm的數顯千分表，其主要應用于機械加工行業中，用以檢測被加工零件的尺寸及形位偏差。由于JJG 34-2008《指示表（百分表和千分表）》和JJG 379-2009《大量程百分表》中均不包含大量程數顯千分表，因此對于該類型計量器具的測量不確定度分析還屬空白。

（1）環境條件：環境溫度（20±10）℃，每小時溫度變化不大于2℃，相對濕度80%。

（2）測量儀器：光柵式指示表檢定儀，測量范圍（0～50）mm，全程范圍內示值誤差不大于6μm，任意30mm范圍內示值誤差不大于3μm，任意10mm范圍內示值誤差不大于2μm，任意2mm范圍內示值誤差不大于1.5μm，任意1mm范圍內示值誤差不大于1μm。

（3）測量方法：將大量程數顯千分表通過卡具裝卡在光柵式指示表檢定儀上，調整其裝卡位置使光柵式指示表檢定儀可動范圍能滿足千分表校準要求。通過光柵式指示表檢定儀和數顯表讀數進行直接測量。

2 不確定度分析與評定

2.1 不確定度分量的來源分析

大量程數顯千分表在校準過程中其不確定度主要來源有：測量重復性引入的不確定度、大量程數顯千分表分辨力引入的不確定度、光柵式指示表檢定儀的示值誤差引入的不確定度、線脹系數誤差引入的不確定度、指示表和檢定儀的溫度差引入的不確定度。

2.2 各標準量不確定度分量的評定

（1）測量重復性引入的不確定度

在滿足重復性測量條件下，對指示表中1mm點重復測量10次，得到一組測量列（單位：mm）：1.000、1.001、1.000、1.001、1.000、0.999、0.999、0.999、0.999、1.000，則：

大量程數顯千分表的分辨力為1m，其引入的標準不確定度為（1m/2）=0.3m，小于測量重復性引入的標準不確定度，所以只取測量重復性引入的標準不確定度。故：

（2）光柵式指示表檢定儀的示值誤差引入的不確定度

對于測量（0～50）mm大量程數顯千分表，需用到（0～50）mm光柵式指示表檢定儀的全量程，其在全程范圍內示值誤差不大于6m，按均勻分布，，則：

（3）指示表和檢定儀線膨脹系數引入的不確定度分量

（4）指示表和檢定儀溫度差給出的不確定度分量

光柵式指示表檢定儀和大量程數顯千分表之間存在一定溫度差，以等概率落在±1℃范圍內，則：

指示表（分度值為0.001mm）：若L=50mm，℃-1，則：

2.3 合成標準不確定度的評定

上述各不確定度分量彼此都不相關，因此，合成不確定度可由下式進行計算：

2.4 擴展不確定度

取包含因子，μm。

參考文獻

[1] 王承綱等.計量測試技術手冊[M].北京：中國計量出版社，1997.

[2] JJF 1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].

[3] 倪育才.幾何量測量不確定度評定[M].北京：中國計量出版社，2006，111-128.

[4] 上海市計量測試技術研究院.常用測量不確定度評定方法及應用實例[M].北京：中國計量出版社，2001.

作者簡介

于佃清，工程師，現于遼寧省計量科學研究院從事長度專業計量測試工作。

韓翹楚，助理工程師，現于遼寧省計量科學研究院從事長度專業計量測試工作。