0.5mm-100mm 4等量塊中心長度的測量結果不確定度評定

謝麗玲

廈門市計量檢定測試院 ，福建 廈門 361004

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0.5mm-100mm 4等量塊中心長度的測量結果不確定度評定

謝麗玲

廈門市計量檢定測試院 ，福建 廈門 361004

本文對應用頻變式電感比較儀、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，評定有關分量的標準不確定度，再對合成標準不確定度進行評定，最后評定出擴展不確定度。

量塊；比較測量；不確定度

一、概述

(一)測量依據：JJG146-2011《量塊檢定規程》。

(二)環境條件：溫度(20±0.6°C)，相對濕度≤65%。

(三)測量標準：(0.5-100)mm的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：(0.5-100)mm的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、評定分量標準不確定度

a.測量儀器的重復性、量塊變動量以及測量點的測量位置重復性等引起的標準不確定度u(d1)。

b.標準量塊與被測量塊的線膨脹系數之差△α引起的標準不確定度 u(d2)。

c.標準量塊與被測量塊間的溫度差△t引起的標準不確定度u(d3)。

1. u(d1) 的評定

該項通過A類方法評定。

1mm 100mm

單位：μm

100mm量塊

同理可得：1mm量塊s=0.009μm

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的偏差不超過±0.6°C，100mm量塊

100mm量塊

100mm量塊

(二)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)。JJG146-2011《量塊》規定，置信概率P=0.99，v(Ls)=∞得覆蓋因子k=2.58 ，故標準不確定度u(Ls) 為：

u(Ls)=(0.10+1Ls) μm/2.58

100mm量塊，u(Ls)=0.078 μm，

50mm量塊，u(Ls)=0.058 μm，

1mm量塊，u(Ls)=0.039 μm

四、標準不確定度匯總表

1mm、2mm、4mm、9mm、50mm、100mm量塊

不確定度來源符號標準不確定度(μm)1mm2mm4mm9mm50mm100mmd的標準不確定度u(d)0.0210.0210.0210.0220.0400.071重復性標準不確定度u(d1)0.0210.0210.0210.0210.0210.021線膨脹系數引起u(d2)0.0000.0010.0020.0040.0240.049量塊間溫度差引起u(d3)0.0000.0010.0020.0040.0230.046標準量塊不確定度u(Ls)0.0390.0400.0400.0420.0580.078

五、合成標準不確定度uc(L)的評定

同理可得：50mm量塊，uc(L)=0.070 μm

同理可得：9mm量塊，uc(L)=0.048 μm

同理可得：4mm量塊，uc(L)=0.046 μm

同理可得：2mm量塊，uc(L)=0.045 μm

同理可得：1mm量塊，uc(L)=0.045 μm

六、擴展標準不確定度Up 的評定

Up=kuc(L)

七、測量結果不確定度的報告與表示

對于100mm量塊，k=2 ，則U=kuc(L)=2×0.105 μm=0.21μm

同理可得：50mm量塊，k=2 ，則U=kuc(L)=2×0.070 μm=0.15μm

同理可得：9mm量塊，k=2 ，則U=kuc(L)=2×0.048 μm=0.10μm

同理可得：4mm量塊，k=2 ，則U=kuc(L)=2×0.046 μm=0.10μm

同理可得：2mm量塊，k=2 ，則U=kuc(L)=2×0.045 μm=0.09μm

同理可得：1mm量塊，k=2 ，則U=kuc(L)=2×0.045μm=0.09μm

測量結果的不確定度可用下式表示：

U=2(0.20+2L)/2.68 μm(L以m為單位) k=2

[1]JJG146-2011《量塊》.

[2]JJF1059-2012《測量不確定度的評定與表示》.

TH711.1

A

1006-0049-(2016)22-0218-02