4等量塊中心長度的測量不確定度評定

謝麗玲

廈門市計量檢定測試院，福建　廈門　361004

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4等量塊中心長度的測量不確定度評定

謝麗玲

廈門市計量檢定測試院，福建廈門361004

摘要：本文對應用測長機、以3等量塊為標準對4等量塊進行比較測量的不確定度建立數學模型，評定分量的標準不確定度、合成標準不確定度及其自由度，最后評定出擴展不確定度。

關鍵詞：量塊；不確定度；評定

一、概述

應用測長機、以3等量塊為標準對4等量塊進行比較測量，是4等量塊溯源的重要方式，通過對4等量塊測量不確定度建立數學模型，評定分量的標準不確定度，合成標準不確定度及其自由度，最后評定出擴展不確定度。

(一)測量依據：JJG146-2011《量塊檢定規程》。

(二)環境條件：溫度(20±0.4)°C，相對濕度≤65%。

(三)測量標準：125mm-500mm 3等量塊，測量擴展不確定度為(0.10+1Ls)μm(Ls以m為單位)，包含因子k=2.58。

(四)被測對象：125mm-500mm 4等量塊。

二、數學模型

式中：L——被測量塊中心長度；

Ls——標準量塊中心長度；

三、分量標準不確定度評定

(一)Ls的標準不確定度u(Ls)的評定

標準量塊中心長度Ls的不確定度u(Ls)由標準量塊的等別給出。3等標準量塊，其中心長度擴展不確定度為(0.10±1Ls)μm(式中Ls以m為單位)。量塊檢定規程規定，置信概率P=0.99，ν(Ls)=∞得覆蓋因子k=2.58，那么標準不確定度u(Ls)為：

500mm量塊，u(Ls)=0.233μm，ν(Ls)=∞；

125mm量塊，u(Ls)=0.087μm，ν(Ls)=∞。

1.u(d1)的評定

該項通過A類方法評定。

對125mm和500mm量塊進行比較測量，結果見表1。

表1　4等量塊比較測量的結果(單位：μm)

對500mm量塊：

同理可得：125mm量塊，s=0.137μm

取最大標準差smax作為單次試驗標準差。在實際測量中，兩人各測一次取算術平均值為測量結果，故：

測量限定被測量塊溫度tx與標準溫度20°C的偏差為±0.4°C。

對500mm量塊：

估計其相對標準不確定度為10%，自由度：

對500mm量塊：

對500mm量塊：

(2)自由度計算：

對500mm量塊：

(三)分量標準不確定度匯總表，各分量的不確定度匯總見表2。

表2　各分量不確定度匯總表

四、合成標準不確定度uc(L)的評定

(一)合成標準不確定度uc(L)為：

對125mm量塊：uc(L)=0.140μm

(二)合成標準不確定度uc(L)的自由度為：

νeff=(1.17μm4/5.79μm4)×103≈50

同理可得：125mm量塊，νeff≈30

五、擴展標準不確定度UP的評定

UP=kPuc(L)=tP(νeff)uc(L)

六、測量結果不確定度的報告與表示

對500mm量塊：νeff≈50，取置信概率P=0.99，查表可得：k99=t99(50)=2.68，故U99=k99·uc(L)=2.68×0.329μm=0.88μm

對125mm量塊：νeff≈30，取置信概率P=0.99，查表可得：k99=t99(30)=2.75，故U99=k99·uc(L)=2.75×0.140μm=0.39μm

測量結果的不確定度可用下式表示：

U99=(0.20+2L)μm(L以m為單位)

[參考文獻]

[1]JJG146-2011量塊[M].北京：中國計量出版社出版，2011.

[2]JJF1059-2012測量不確定度的評定與表示[M].北京：中國計量出版社出版，2012.

中圖分類號：TB921

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)06-0114-02