刀口形直尺工作棱边直线度测量结果不确定度.doc

刀口形直尺工作棱边直线度测量结果不确定度评定 A．1 概述 测量刀口尺工作棱边直线度的原理是接触式，直接测量或与以知标准间隙比较测量。具体方法是，在灯光箱前，以有效长度不小于被测刀口尺工作棱边长度的研磨面平尺工作面直线度为标准，直接测量或与标准间隙比较测量刀口尺工作棱边直线度。 A．2 数学模型 由测量原理得到数学模型如下： 式中：——直线度误差； ——直线度真值； ——研磨面平尺直线度； ——标准间隙误差； —— 分辨误差； —— 表面粗糙度； ——温度引起的误差； ——平尺变形引起的误差。 A．3 方差与灵敏系数 由数学模型可得灵敏系数为： ， 则方差为： A．4 各输入量的不确定度评定 A．4．1 ——研磨面平尺直线度带来的不确定度 极限情况下，我们取研磨面平尺工作面的平面度作为其直线度的最大值。保守估计为矩形分布，故取分布因子b=0.6，根据研磨面平尺检定规程，于是得到研磨面平尺直线度引起的不确定度分量为：研磨面平尺长度L＜300mm， 研磨面平尺长度L≥500mm， A．4．2 ——标准间隙误差带来的不确定度 标准间隙引入的不确定度分量，主要由平晶工作面平面度、三等量块中心长度和标准器直线度这三部分构成，且三者之间不具有相关性。 A．4．2．1平晶工作面平面度 φ80mm二级平晶工作面局部平面度极限值=0.05μm，估计为矩形分布，取分布因子b=0.6，于是为： A．4．2．2 三等量块中心长度 根据量块检定规程，一块用来组建标准间隙的1mm三等量块引入的不确定度分量为： 组建标准间隙需要用三块量块，则由量块引入的不确定度分量为： A．4．2．3刀口尺直线度 刀口尺30mm内直线度的极限值=0.03μm，估计为矩形分布，取分布因子b=0.6，于是为： 于是可得由标准间隙引入的不确定度分量为： A．4．3 —— 分辨误差带来的不确定度 一般情况下，人眼分辨误差的范围约为±0.2μm，即=0.2μm，保守估计为U形分布，取分布因子b=0.7，则为： A．4．4 —— 表面粗糙度带来的不确定度 A．4．4．1 刀口尺工作棱边表面粗糙度引起的分量 刀口尺工作棱边表面粗糙度=0.05μm，即=0.05μm，保守估计为矩形分布，取分布因子b =0.6，则为： A．4．4．2 研磨平尺工作面的表面粗糙度引起的分量 根据研磨平尺检定规程，设： 研磨面平尺长度L≤330mm，==0.025μm 研磨面平尺长度L＞330mm， ==0.05μm 估计为矩形分布，取分布因子b =0.6，则为： 研磨面平尺长度L≤330mm， 研磨面平尺长度L＞330mm， 上述和之间不具有相关性，则由表面粗糙度带来的不确定度为： 测量75mm和225mm刀口尺工作棱边直线度时： 测量500mm刀口尺工作棱边直线度时： 与其他不确定度分量相比，其值较小可忽略不计，即。 A．4．5 ——研磨面平尺变形带来的不确定度 引起研磨面平尺挠度变形的原因主要是平尺自重和刀口形直尺自重。测量时，磨面平尺两支承点置于研磨面平尺距其两端点2/9L处，此时产生的挠度变形很小。同时，测量者手拿刀口尺绝热护板两端处，并支撑刀口尺的大部分自重。此时平尺变形带来的不确定度很小，可以忽略不计，即。 A．4．6 ——温度因素带来的不确定度 规程规定测量温度控制在（20±5）℃，由于刀口尺和研磨平尺的材料相近，其膨胀系数差别较小，因此可忽略不计，即。 A．5 合成标准不确定度 由方差公式：得： 当L=75mm时，直接读取直线度误差值，=0 当L=225mm时，标准间隙比较法读取直线度误差值，=0.19μm 当L=500mm时，标准间隙比较法读取直线度误差值，=0.19μm A．6 标准不确定度汇总 不确定度概算汇总表如下： 标准不确定度分量 不确定度来源 标准不确定度值（μm） 研磨面平尺直线度 0.09(L＜300mm) 0.30(L≥500mm) 平晶平面度 0.067 0.19 量块中心长度 0.039 刀口尺直线度 0.18 分辨误差 0.14 表面粗糙度 0.034(75mm、225mm) 0.042(500mm) 研磨面平尺变形 0 温度 0 合成标准不确定度 L=75mm 0.166 L=225mm 0.25 L=500mm 0.38 扩展不确定度U (包含因子k=2) L=75mm 0.33 L=225mm 0.50 L=500mm 0.76 A．7 扩展不确定度 取k=2，扩展不确定度为： 当L=75mm时， ； 当L=225mm时， ； 当L=500mm时， 。