針規(guī)直徑測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

倪穎倩　劉彤

【摘 要】直徑是校準(zhǔn)針規(guī)的一個(gè)重要參數(shù)，本文依據(jù)JJF1207-2008《針規(guī)、三針》校準(zhǔn)規(guī)范，運(yùn)用不確定度評(píng)定與表示方法，對(duì)針規(guī)直徑的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】針規(guī)；直徑；不確定度

0 引言

針規(guī)是帶有標(biāo)稱直徑的圓柱體量具，用于檢查位置，測(cè)量孔的尺寸，檢查兩孔距，也可作通止規(guī)及測(cè)量孔的深度用，是孔的標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)的必備檢具。直徑值是針規(guī)的重要參數(shù)，本文對(duì)針規(guī)的直徑值進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，在以后的計(jì)量工作中，可根據(jù)評(píng)定結(jié)果，采取相應(yīng)措施，提高測(cè)量準(zhǔn)確度，因此具有重要的研究意義。

1 概述

1.1 測(cè)量依據(jù)與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

JJF 1207—2008《針規(guī)、三針》校準(zhǔn)規(guī)范。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器為測(cè)長(zhǎng)機(jī)，測(cè)量范圍為（0～3）m。

1.2 環(huán)境條件與被測(cè)對(duì)象

實(shí)驗(yàn)室溫度為（20±1）℃，相對(duì)濕度為50%～70%。被測(cè)對(duì)象為標(biāo)稱尺寸為Φ5.000mm的針規(guī)。按照J(rèn)JF 1207—2008《針規(guī)、三針》的要求進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)長(zhǎng)機(jī)上對(duì)針規(guī)直徑尺寸測(cè)量10組，求其平均值作為最終結(jié)果。

2 測(cè)量模型及各輸入量的靈敏系數(shù)

2.1 測(cè)量模型

根據(jù)測(cè)量原理或方法，給出被測(cè)針規(guī)直徑D的數(shù)學(xué)測(cè)量模型：

D=l

式中：D-被測(cè)針規(guī)的直徑；l-測(cè)長(zhǎng)機(jī)讀數(shù)值。

2.2 靈敏系數(shù)

依據(jù)：u2c（y）=∑u2（xi）得：u2c=（D）=u2（l）

3 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

3.1 A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.1.1 由測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1

對(duì)Φ5.000mm的針規(guī)重復(fù)測(cè)量10次，測(cè)得結(jié)果如下：

=5.0003mm ∑V2i=0.11μm

根據(jù)貝塞爾公式，計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差S==0.11μm

由于實(shí)測(cè)時(shí)以十次測(cè)量值的平均值作為測(cè)量結(jié)果，故A類不確定度u1==0.035μm

3.2 B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.2.1 由測(cè)長(zhǎng)機(jī)的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

測(cè)量Φ5.000mm針規(guī)時(shí)，測(cè)長(zhǎng)機(jī)的示值誤差為0.3μm，服從均勻分布，則由測(cè)長(zhǎng)機(jī)的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u2==0.173μm

3.2.2 由測(cè)長(zhǎng)機(jī)的測(cè)頭誤差引入的不確定度分量

測(cè)量直徑時(shí)是用測(cè)頭刃口測(cè)量，一般前端和后端的誤差基本在0.3μm以內(nèi)，服從均勻分布，則測(cè)頭誤差引入的不確定度分量為u3==0.173μm

3.2.3 由測(cè)長(zhǎng)機(jī)分辨力估算引入的不確定度分量

測(cè)長(zhǎng)機(jī)的分度值為1μm，準(zhǔn)確估讀到0.1μm，服從均勻分布，則測(cè)長(zhǎng)機(jī)分辨力估算引入的不確定度分量為u4==0.06μm

3.2.4 環(huán)境溫度引起的不確定度分量

環(huán)境條件的影響主要表現(xiàn)為室溫的變化，被測(cè)針規(guī)與儀器的差異等方面。測(cè)量時(shí)，在校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行，并在測(cè)量前充分恒溫，因此以上因素的影響可以忽略不計(jì)。

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

4.1 靈敏系數(shù)

C1=C2=C3=C4=1

4.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

表1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

4.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc（y）的評(píng)定

各輸入量x1…xi…xn獨(dú)立不相關(guān)，合成uc（y）

測(cè)量Φ5.000mm針規(guī)時(shí)：

uc=

=

≈0.25μm

4.4 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2，計(jì)算擴(kuò)展不確定度U：

U=k·uc（y）=2×0.25≈0.5μm

5 測(cè)量不確定度報(bào)告

根據(jù)評(píng)定后的擴(kuò)展不確定度，Φ5.000mm針規(guī)直徑測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度為：

U=0.5μm k=2。

【參考文獻(xiàn)】

[1]JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》.

[2]JJF 1207—2008《針規(guī)、三針》.endprint