千分尺示值误差测量结果的不确定度评定..docVIP

计量标准技术报告参考格式 千分尺示值误差测量结果的不确定度评定 1 概述 1.1 测量方法：依据JJG21-2008《千分尺》国家计量检定规程。 1.2 环境条件：温度（20±5)℃。 1.3 测量标准：五等量块，其长度尺寸的不确定度不大于（0.5+5L）m(L—校准长度)， 包含因子k 取2.7。 被测对象：校准范围为(0~25)mm，分度值为0.01mm的千分尺，MPE为±4μm。 测量过程 千分尺示值误差是以五等量块进行校准的，千分尺的校准点均匀分布于校准范围5点上。被测量千分尺各点示值误差以该点读数值（示值）与量块尺寸（测量标准）之差确定。 1.6 评定结果的使用 在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。 2 数学模型 e =La+Lo-Ls 式中：e ——千分尺某点示值误差； La——千分尺测微头25mm内示值； Lo——对零量块的长度； Ls——校准量块的长度。 3 输入量的标准不确定度的评定 3.1 输入量La的标准不确定度u(La)的评定 输入量La的不确定度来源主要是测量重复性引起的标准不确定度u(La)的评定，可以通过连续测量得到测量列（采用A类方法进行评定）。 以测微头25mm示值为例，在重复性条件下，用量块连续测量10次，得到测量列25.003mm，25.003mm，25.002mm，25.002mm，25.002mm，25.003mm，25.003mm，25.002mm，25.002mm，25.002mm。 La = 25.0034mm 单次标准差 s = Σ(Lai -La)2 = 0.00052mm ≈ 0.52μm n -1 选择3把千分尺，分别对测微头25mm示值用量块进行校准，各在重复性条件下连续测量10次，共得3组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差。如表1所示。 表1 3组实验标准差计算结果 测微示值（mm）Sj(um) 0.52 0.50 0.55 合并样本标准差 Sp=0.52μm 则可得到 u(La)= sp =0.52μm 自由度 v(La)=3×（10-1）= 27 输入量L0的标准不确定度u(L0)的评定 输入量L0的不确定度来源主要是对零量块引起的标准不确定度u(L0)（采用B类方法 进行评定）。（注：下文L为千分尺测量上限） L=25mm时，千分尺下限为零，无需对零量块，则无u(L0)。 估计其 Δu(L0) = 10%，则自由度v(La)=50 u(L0) 3.3 输入量Ls的标准不确定度u(Ls)的评定 输入量Ls的不确定度来源主要是校准用量块引起的标准不确定度分项u(Ls1)；千分尺和校准量块的热膨胀系数存在不确定度，当温度偏离标准温度20℃引起的标准不确定度分项u(Ls2)；千分尺和校准量块温度差引起的标准不确定度分项u(Ls3)（注：L为千分尺测量上限）。 3.3.1 校准量块引起的标准不确定度分项u(Ls1)的评定（采用B类方法进行评定） L=25mm时，校准量块为25mm的四等量块，其长度尺寸的不确定度不大于（0.2+2L）m (L—校准长度)，包含因子k =2.7，故 u(Ls1)= a = 0.2+2×0.025 =0.093μm k 2.7 L=50mm时，校准量块为50mm的四等量块，其长度尺寸的不确定度不大于（0.2+2L）m (L—校准长度)，包含因子k =2.7，故 u(Ls1)= a = 0.2+2×0.050 =0.111μm k 2.7 L=75mm时，校准量块为75mm的四等量块，其长度尺寸的不确定度不大于（0.2+2L）m (L—校准长度)，包含因子k =2.7，故 u(Ls1)= a = 0.2+2×0.075 =0.130μm k 2.7 L=100mm时，校准量块为100mm的四等量块，其长度尺寸的不确定度不大于（0.2+2L）m (L—校准长度)，包含因子k =2.7，故 u(Ls1)= a = 0.2+2×0.10 =0.148μm k 2.7 估计其 Δu(Ls1) = 10%，则自由度v (Ls1)=50