指示表示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

韓楊

赤峰市產(chǎn)品質(zhì)量計(jì)量檢測(cè)所 內(nèi)蒙古赤峰 024000

1 概述

1.1 測(cè)量依據(jù)

JJG34-2008《指示表（指針式、數(shù)顯式）》。

1.2 環(huán)境條件

溫度（20±10）℃，每小時(shí)溫度變化不大于2℃，濕度不大于80%RH。

1.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

全自動(dòng)光柵式指示表檢定儀，檢定儀量程：（0-50）mm，檢定儀示值誤差：在量程范圍內(nèi)，任意2mm內(nèi)不大于0.8μm，任意10mm內(nèi)不大于1.5μm，全程最大誤差不大于3.0μm。

1.4 被測(cè)對(duì)象

指示表（百分表）量程為（0-10）mm，分度值為0.01mm。

1.5 測(cè)量過(guò)程

先將指示表固定在檢定儀上，檢定時(shí)指示表處于空置狀態(tài)下，將百分表測(cè)桿壓縮一小段（一般0.2mm左右），將指示表指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤(pán)零刻線，將檢定儀置零，開(kāi)始檢定后，檢定儀按規(guī)程要求自動(dòng)移動(dòng)規(guī)定分度后，在指示表上讀取各點(diǎn)相應(yīng)的示值誤差，直到指示表量程終點(diǎn)，完成正行程檢定，隨后進(jìn)行反行程檢定。各受檢點(diǎn)示值誤差由標(biāo)準(zhǔn)器和受檢表示值之差確定。由各受檢點(diǎn)正行程得到的最大誤差與最小誤差之差值為指示表的全量程示值誤差。以10mm點(diǎn)為例進(jìn)行不確定度評(píng)定[1]。

2 測(cè)量模型

指示表的示值誤差e：

式中：Ld----指示表受檢點(diǎn)的示值（20℃條件下），mm；

Ls----檢定儀受檢點(diǎn)的示值（20℃條件下），mm；

αd、αs----分別為指示表和檢定儀的線脹系數(shù)；

△td、△ts----分別為指示表和檢定儀偏離溫度20℃時(shí)的數(shù)值。

3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.1 測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1

在相同條件下，對(duì)該指示表（分度值為0.01mm）10mm點(diǎn)重復(fù)測(cè)量10次，經(jīng)計(jì)算得到單次測(cè)量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s=0.57μm[2]。檢定時(shí)對(duì)10mm點(diǎn)僅測(cè)量一次，因此測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

u1=0.57μm。

3.2 檢定儀的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2

全自動(dòng)光柵式指示表檢定儀示值誤差在任意10mm內(nèi)不大于1.5μm，按均勻分布，則檢定儀的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3 指示表和檢定儀線膨脹系數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3

指示表與檢定儀的線脹系數(shù)差δα的界限為±2×10-6℃-1，當(dāng)L=10mm，△t=10℃，按均勻分布，則指示表和檢定儀線膨脹系數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3.4 指示表和檢定儀溫度差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4

指示表與檢定儀存在一定溫度差，溫差估計(jì)最大為±1℃，當(dāng)L=10mm，線膨脹系數(shù)α=11.5×10-6℃-1，按均勻分布[3]，指示表和檢定儀溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

序號(hào) 不確定度來(lái)源 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 標(biāo)準(zhǔn)不確定度1測(cè)量重復(fù)性 u1 0.92μm 2 檢定儀的示值誤差 u2 0.87μm 3 指示表和檢定儀線膨脹系數(shù) u3 0.17μm 4 指示表和檢定儀溫度差 u4 0.066μm

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量之間不存在值得考慮的相關(guān)性，該指示表10mm點(diǎn)示值誤差的合成不確定度為：

6 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2，則該指示表10mm點(diǎn)示值誤差擴(kuò)展不確定度U為：

U=k×uc=2×1.4=2.8（μm）

7 測(cè)量不確定度的報(bào)告與表示

（0-10）mm指示表10mm點(diǎn)示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為U=2.8μm，k=2。