內溝槽卡尺示值誤差的測量不確定度評定

陳姍姍 韓翹楚

【摘要】 本文按照測量結果不確定度的評定方法及程序，介紹了內溝槽卡尺測量不確定度評定的原理、模型和方法，并給出了最大校準點測量結果不確定度的評定。

【關鍵詞】 內溝槽卡尺;誤差;測量不確定度

Abstract： This article introduces the princeple， modeling and method of the uncertainty measurement of internal groove caliper based on uncertainty evaluation of measurement results. It also gives out the uncertainty evaluation of the largest calibration point of the internal groove caliper.

Key words： internal groove caliper;error;measurement uncertainty

對測量范圍5～500 mm的內溝槽游標卡尺其最大校準點491.80 mm示值校準結果進行測量不確定度評定。

1 測量任務

對測量范圍5～500 mm的內溝槽游標卡尺進行校準。

2 原理、方法、程序和條件

2.1測量原理

直接測量。

2.2 測量方法

用內溝槽卡尺直接測量3等標準環規。測量點均勻的分布在內溝槽卡尺的測量范圍內，各點的示值誤差以該點讀數值與標準環規尺寸之差確定。

2.3 測量程序

1）用3等標準環規做為標準器;

2）測量時在穩固的工作臺上進行。

2.4 測量條件

1）標準環規經過溯源

2）實驗室的溫度為（20±5） ℃;

3）卡尺和標準環規在實驗室放置的時間為3h;

4）卡尺和標準環規都是鋼制的;

5）操作人員是經過培訓的，并且十分熟悉測量過程。

3 數學模型和靈敏系數

3.1 數學模型

3.2 靈敏系數

4 不確定度來源及其說明（見表1）

5等量塊491.8 mm

測量不確定度為3.0 μm2 u2 卡尺對線誤差 卡尺的對線誤差分布為0.01 mm 3 u3 溫度差 標準環規與卡尺之間存在的溫度差 4 u4 線膨脹系數 標準環規與卡尺之間線膨脹系數差 ]

5 標準不確定度

5.1 不確定分量的說明與計算

5.1.1 u1——標準環規引入的不確定度

根據JJG 146-2011《量塊》國家計量檢定規程規定，標稱值491.8 mm的5等量塊的測量不確定度3.0 μm。對491.8 mm測量點為例：[u1=Uk]，[k=2]。則：

5.1.2 u2——對線誤差引入的不確定度（見表2）

卡尺的對線誤差分布區間為0.01 mm，均勻分布：由公式得：

5.1.3 u3——溫度差對標準環規與內測卡尺的影響

標準環規與內測卡尺兩者在實驗室放置的時間為3h，其溫度差不大于2 ℃，其線膨脹系數假定為[11×10-6/]℃，[atd=11×10-6/]℃[×L×2]℃假定為均勻分布，則：[u3=atd/3=6.2] μm

5.1.4 u4——標準環規與內測卡尺的線脹系數差的影響

5.2 不確定分量之間的相關性

沒有任何輸入量具有值得考慮的相關性。

5.3 合成標準不確定度

5.4 不確定度匯總（見表3）

6 結論

依據JJF（遼） 229-2015《內溝槽卡尺校準規范》，分度值為0.02時，示值最大允許誤差為±0.05 mm，分度值為0.05 mm時，示值最大允許誤差為±0.08 mm，分度值為0.10 mm時，示值最大允許誤差為±0.10 mm，其示值誤差的擴展不確定度與其示值最大允許誤差之比≤1/3，方法可行。

【參考文獻】

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【作者簡介】陳姍姍（1988-），女，工程師，碩士，研究方向為幾何量計量。

韓翹楚（1989-），女，工程師，碩士，研究方向為幾何量計量。