外徑千分尺示值誤差測量結果的不確定度評定

紀紅

【摘要】本文選用四等量塊對測量范圍為0～25 mm，分度值為0.01 mm的千分尺進行測量，得到千分尺的示值誤差，在千分尺檢定規程上查表得知，0～25 mm外徑千分尺的最大允許誤差為±4μm，即此千分尺示值誤差≤±4μm，在此基礎上對外徑千分尺示值誤差進行不確定度的分析與評定。

【關鍵詞】外徑千分尺；示值誤差；不確定度

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.02.013

Evaluation of Uncertainty in Measurement Results of Indication Error of Outside Micrometer

JI Hong

（Xingcheng Inspection and Testing Center，Xingcheng 125100，China）

Abstract：In this paper，four equal measuring blocks are selected to measure the micrometer with a measuring range of 0～25 mm and a graduation value of 0.01 mm，and the indication error of the micrometer is obtained. According to the table on the micrometer verification regulation，the maximum allowable error of the 0～25 mm outside micrometer is±4μm. Namely，the indication error of the micrometer is≤±4μm. On this basis，the uncertainty of the indication error of the external diameter micrometer is analyzed and evaluated.

Key words：outside micrometer；indication error；uncertainty

千分尺作為常用的測量工具，由于具有測量精度高、使用便捷等優點而經常被企業用于測量工件的外形尺寸，是在我國被廣泛使用的一種計量器具。千分尺的基本原理就是通過旋轉測力裝置把旋進運動變為直線位移，然后通過讀取千分尺的讀數測量工件尺寸。

1外徑千分尺的檢定方法

1.1檢定方法

選用四等量塊，采用直接測量法對千分尺的示值誤差進行檢定。檢定時對千分尺的計量性能要求是：測微螺桿的軸向串動和徑向擺動均不大于0.01 mm，測砧與測微螺桿測量面的相對偏移不超過0.05 mm，測量面與球面接觸時作用力在5～10 N之間，固定套管上的刻線與微分筒上的刻線的寬度差不大于0.03 mm，測量面的平面度為0.15μm≤0.6μm，兩測量面的平行度為1μm≤2μm，均符合JJG 21—2008《千分尺》要求。檢定時四等量塊與千分尺測量面直接接觸，讓兩接觸面相互垂直，然后輕輕轉動測力裝置，使測量砧面與量塊均勻接觸，最后進行讀數。各受檢點的測量讀數值與量塊尺寸的標稱值的差值即為各受檢點的示值誤差。測量范圍為0～25 mm的千分尺受檢點分別是5.12 mm、10.24 mm、15.36 mm、21.5 mm、25 mm。

1.2檢定環境條件

實驗室應具有穩定的環境條件，溫度和濕度符合檢定規程的要求，應避免溫度、濕度大范圍波動，以減小環境條件對檢定結果的影響。被測量的千分尺樣品應提早放入實驗室，放置時間要大于2小時。按照檢定規程的規定，被測樣品與標準器室溫一致后再進行測量，避免千分尺與標準器環境溫度相差過大而影響測量結果。檢定溫度為（20±5）℃，室內濕度不大于70%RH。

1.3被檢測樣品

被檢測樣品名稱：千分尺。型號規格：0～25 mm，分度值0.01 mm。編號：1304737。接收狀態：正常。

2千分尺測量數學模型

3千分尺標準不確定度分析與評定

依據JJG 21—2008《千分尺》要求分析不確定度的來源，采用A類、B類評定方法對千分尺示值誤差的不確定度進行評定，千分尺當測量范圍為0～25 mm時，通過分析得到標準不確定度的來源有以下幾點：

1）由于對千分尺各個檢測點分別進行了10次重復性測量，所以由測量重復性引入的不確定度，采用貝塞爾公式進行計算，求得實驗室標準偏差；2）檢定用的標準量塊帶入的不確定度，是由公式中分別帶入測量點的數值求得；3）由于千分尺和標準量塊具有線脹系數差帶入的不確定度，由B類評定得到；4）千分尺和標準量塊的溫度差引入的不確定度也由B類評定得到；5）由于千分尺的測量范圍為0～25 mm，所以被檢千分尺下限為零，不需使用對零量塊，故對零量塊引入的不確定度為零。

在室溫20℃，濕度為60%RH的環境中，采用四等標準量塊對規格為0～25 mm，分度值為0.01 mm的千分尺，分別在5個被測點進行10次重復獨立測量，然后根據所得數據進行不確定度評定。具體見表1。