數碼測定儀測量結果的不確定度評定

于雷 趙增寶

濰坊市計量測試所 山東濰坊 261061

1 測量過程簡述

（1）測量依據：參照JJG571-2004《讀數、測量顯微鏡》中的相關要求對數碼測定儀測量結果的不確定度進行精確地測量。

（2）測量環境條件：為了盡可能降低溫度對測量精度造成的不利影響，需要將溫度控制在（20±5）℃的范圍內，進而為整個測量工作的順利開展建立良好的基礎。

（3）測量設備：分度值為0.1mm的十字分劃板。

（4）被測對象：數碼測定儀

（5）測量方法：參照JJG571-2004《讀數、測量顯微鏡》，確定數碼測定儀校準方法，如下所示：校準前，需要確保數碼測定儀處于良好的工作狀態，這就要對儀器的外觀、各部分相互作用及光學系統進行檢查，確保其各移動、轉動部位應靈活，無過松、過緊及滯澀急跳現象，對于存在問題的部位，要采取有效的應對措施，及時消除問題，為校準工作的順利進行提供可靠保障[1]。同時，視場內應照明均勻、成像清晰、無影響測量的霉斑、陰影、色差、像場彎曲等因素，如果存在上述缺陷就會對測量結果造成非常嚴重的影響，導致測量誤差過大無法用于實際的測量工作。攝像功能的顯示屏視場內應潔凈、亮度均勻、無影響觀察的陰影、斑點、反射光斑等因素[2-3]。

在工作臺上放置分度值為0.1mm的十字分劃板，調焦至成像系統視場清晰，移動工作臺或移動十字分劃板，調整視野范圍內的十字分劃板的刻線方向與成像系統標尺刻線平行[4]。用系統自帶的線性測長功能，對成像系統中十字分劃板進行測量，用成像系統的零刻線對準十字分劃板零刻度線，移動成像系統的終端刻線終點與十字分劃板的刻線處重合一致，在成像系統標尺上直接讀出儀器實測值。按照公式（1）計算數碼測定儀的示值誤差。數碼測定儀的示值誤差測量需在成像系統標尺全長范圍，內均勻分布的5點進行，取最大誤差值作為校準結果[5]。

2 數學模型

式中：?L-各點的示值誤差；

Li-各檢測點在儀器上的讀數值；

L0-十字分劃板各檢測點的實際值；

3 各輸入量的標準不確定度分量的評定

不確定度評定——不確定度分量的說明及計算

3.1 十字分劃板引入的不確定度分量（B類評定）

根據十字分劃板的校準證書，二等線紋尺的測量不確定度為，包含因子k=2，標準線紋尺引起的不確定度分量為

3.2 測量重復性引入的不確定度分量（A類評定）

測量重復性引入的不確定度分量即以瞄準、讀數Li——計算（Li-L0）作為一個測量循環，對十字分劃板5mm點進行10組測量，得到如下測量結果：5.01、5.01、5.01、5.01、5.01、5.02、5.02、5.02、5.02、5.02利用貝塞爾公式計算標準差得到s=5.3μm，則

3.3 溫度誤差引入的不確定度分量（B類評定）

儀器證書中無膨脹系數，故忽略。

3.4 合成標準不確定度和擴展不確定度

取包含因子k=2，則擴展不確定度：

3.5 不確定度概算匯總表

不確定度概算匯總見表1。

表1 不確定度概算匯總表

4 結語

依據上述的校準方法，進行綜合性的評定分析，數碼測定儀示值誤差測量的不確定度計算如下所示：

通過上述的分析計算能夠得到，數碼測定儀在工作過程中的不確定度主要是由十字分劃板引入的不確定度分量和測量重復性引入的不確定度分量構成的，在實際的測量過程中要對這兩者予以充分的關注，并采取有針對性的控制措施，盡可能降低其對數碼測定儀測定結果所造成的不利影響，進而確保數碼測定儀的測定結果具有足夠的精度。