直径测量不确定度评定

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1、直径测量不确定度评定1.测量任务和目标不确定度测量一组精密（钢制）转轴的局部（两点）直径，标称尺寸Ø25mm´150mm。目标不确定度UT=8mm。2.测量原理、测量方法和测量条件(1)测量原理长度测量，与一已知长度进行比较。(2)测量方法用带有Ø6平面测砧的模拟式外径千分尺进行测量，外径千分尺的测量范围为0~25mm，游标刻度间隔为1mm。(3)初始测量程序¾被测轴在机床卡盘上时测量其直径；¾只允许测量一次；¾测量前，用布将被测量轴擦干净；¾测量时使用摩擦轮；¾不使用主轴卡具。(4)初始测量条件¾已经证实，轴和千分尺的温度会随时间而改变。与标准参考温

2、度20°C的最大偏差为15°C；¾轴和千分尺之间的最大温度差为10°C；¾有三个操作人员使用该机床和千分尺；¾轴的圆柱度优于1.5mm；¾形状误差的类型未知，但其锥度很小。4.不确定度贡献因素列表和讨论下表给出所有影响直径测量不确定度的不确定度贡献因素及其名称。9局部直径测量（两点直径）的不确定度分量及评注符号低分辨力符号高分辨力不确定度分量名称评注uML千分尺¾示值误差对千分尺示值误差的最大允许值MPEML的要求是一个未知变量，初步设定为6mm。通过校准后的零位调整，使示值误差曲线对称地分布。uMF千分尺¾两测砧平面度对两测砧平面度偏差的要求MPEM

3、F是一个未知变量，初步设定为1mm。uMP千分尺¾两测砧间平行度对两测砧间平行度偏差的要求MPEMP是一个未知变量，初步设定为2mm。uMX主轴卡具的影响，千分尺方位和手持时间由于并未使用主轴卡具，故对测量结果并不起作用。对0~25mm千分尺，方位和手持时间也无重大影响。uRRuRA分辨力uRR等于两者之间较大者uRE重复性实验证明三位操作人员具有同样的重复性。该实验包括每位操作者对一Ø25精密塞规作15次以上的测量。千分尺柔性的影响已包括在重复性内。uNP三位操作人员间的零位变化三位操作者以不同的方式使用千分尺。零位是不同的，这取决于千分尺的校准者。

4、每一位操作者对同一Ø25精密塞规作15次以上的测量。uTD温度差在测量期间，轴和千分尺的最大温度差为10°C。uTA温度相对于标准参考温度20°C的最大温度偏差为15°C。uWE工件形状误差测得的圆柱度为1.5mm。圆柱度的主要部分是圆度偏差。对直径的影响是圆柱度的两倍，即3mm。95.首次评估(1)首次评估¾不确定度分量说明和估算a)uML¾千分尺示值误差外径千分尺示值误差的最大允许值MPEML被定义为示值误差曲线的最大范围，而与零位的示值误差无关。示值误差曲线相对于零点的位置是另一个（独立的）计量特征量。假定在校准过程中对示值误差曲线定位，使示值的

5、最大正，负误差具有相同的绝对值。最终的MPEML值尚未确定，这是不确定度概算的任务之一。现初步选定MPEML=6mm。由于上面提到的置零程序，误差的极限值为：在给定的情况下无法证明服从高斯分布，故根据高估的原则假定为矩形分布，即分布因子b=0.6。于是：b)uMF¾千分尺测砧的平面度当用具有两个平行平表面的量块来校准示值误差曲线时，测砧的平面度偏差对轴的直径测量有影响。最终的MPEMF值尚未确定，这是不确定度概算的任务之一。现初步选定MPEMF=1mm。由于有两个测砧，MPEMF对测量不确定度的影响应加倍。假定为高斯分布，即b=0.5，于是由每个测砧的

6、平面度所引入的不确定度分量为c)uMP¾千分尺两测砧间的平行度当用具有两个平行平表面的量块校准示值误差曲线时，测砧的平行度偏差对轴的直径测量有影响。最终的MPEMP值尚未确定，这是不确定度概算的任务之一。现初步选定MPEMP=2mm。并假定服从高斯分布，即b=0.5，于是9d)uRR¾重复性/分辨力三位操作者具有相同的重复性。在实验中，将Ø25的塞规当作“工件”进行测量。因此实际工件的形状误差未包括在重复性研究中。每一位操作者均进行了15次测量，得到的实验标准差均为1.2mm，，即。在本情况下，由于分辨力引入的不确定度分量uRA

7、括在uRE，于是：e)uNP¾三位操作者之间零位的变化根据与测量重复性时所作的同样实验，对三位操作者和校准人员之间的零位差作了研究，得到f)uTD¾温度差（B类评定）观测到千分尺和工件间的最大温度差为10°C。由于无任何信息表明该温度差的符号，故假定其在±10°C范围内变化。若千分尺和工件的线膨胀系数均为11×10-6°C-1，于是对直径测量影响的极限值为：假定为U形分布，即b=0.7，于是g)uTA¾温度观测到相对于标准参考温度20°C的最大偏差为15°C。由于无任何信息表明偏差的符号，故假定其在±15°C范围内变化。同时假定工件和千分尺之间的线膨胀

8、系数相对差最大为10%，于是其极限值为：假定为U形分布，即b=0.7，于是9h)uWE¾工件形