千分表全程示值误差测量结果的不确定度评定.pdf

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1、千分表全程示值误差测量结果的不确定度评定哈斯(内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗市场监督管理局质计所)摘要：光栅式指示表检定仪利用光栅测长的原理，把直线位移变成电信号，经接口电路(前置放大、分相、整形、电子细分)，将正弦波信号变为电脉冲，并利用计算机进行记数和数据处理，实现全自动检定千分表的示值误差。文章分析和计算了影响千分表示值误差测量结果的各不确定度分量，确定了扩展不确定度，为检定千分表提供了可靠的依据。关键词：千分表；不确定度评定1概述1．1测量方法JJG34-2008((指示表(指针式、数显式)》。1．2环境条件

2、温度(20±10)％，每小时温度变化不大于2℃，湿度不大干80％RH。1．3测量标准光栅式指示表检定仪，在任意2ram范围内示值误差为不大于0．8“m1．4被测对象分度值为0．001ram，量程为lmm的千分表。1．5测量过程先将光栅式指示表检定仪和千分表分别对好零位，(0～1)mlTl范围内千分表示值误差是在正行程的方向上每隔0．05mm测量一点，检定仪移动规定分度后，在千分表上读取各点相应的误差值，直到lmm量程的终点，然后计算出任意0．05ram、0．2mm及全程示值误差。各受检点示值误差由标准器和受检表

3、示值之差确定，全程示值误差由各受检点正行程得到的最大误差与最小误差之差值为千分表的示值误差。1．6评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。2数学模型e=Li—L式中：e一千分表示值误差；L——千分表的示值；L——光栅式指示表检定仪的示值。3输入量的标准不确定度评定3．1测量重复性引入的标准不确定度分量u，测量重复性引入的标准不确定度分量，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。选取千分表示值0．5mm为测量点，连续测量10次，得到测量列0．501mm，0．503m

4、m，0．502ram，0．503ram，0．503ram，0．503ram，0．502ram，0．502mm，0．502ram，0．503ram。平均值L=0．5024mm／2(L,一三12单次标准差s5J—i丁20-701山m～¨一1因此测量重复性引入的标准不确定度分量为Ut---0．701出m。3．2千分表与检定仪之间的温度差引入的标准不确定度分量U2千分表与检定仪之间的温度差8，以等概率落在±1℃范围内，按矩形分布取分布因子b=O．6，线膨胀系数假定为o【=11．5x10。℃～，受检点L=lmm，则千分表

5、与检定仪之间的温度差引入的标准不确定度为U2=LxctxBxb=0．0068ixm3．3检定仪测杆测量面与旋转轴垂直度引入的标准不确定度分量u。千分表测头和检定仪测杆测量面接触点，对旋转轴的偏离AR由千分表座与检定仪测杆的同轴度ARI和千分表装夹倾斜引起的偏离AR2之和，即AR=ARl+AR2。因ARI=0．10ram，AR2=L·sin0。根据规程要求0=-+0．002rad，又因0值很小，sinO—e=0．002rad，L=lmm，检定仪测杆测量成与旋转轴垂直度S为0．0003rad，贝UAS=AR·S=0

6、．102X103×0．0003=0．03斗m假设该误差为均匀分布，故检定仪测杆测量面与旋转轴垂直度引起的标准不确定度分量为“，=AS／√3=0．0181山m3．4测力变化引入的标准不确定度分量u。千分表与检定仪的接触为球面对平面接触，测力引起的变形量S为8=kx瓶式中：k一系数，检定仪的测杆为硬质合金，千分表测头材料为钢，k=1．5x9．8棚’Ixm·(mm)”·(N)～lP__测力值，p=1．ON；d一测头直径，d=2．5mm。由此得△8=0．081山m，假设其服从均匀分布，所以测力变化引入的标准不确定度分量

7、u．=△刮√3=0．046斗m3．5检定仪引入的标准不确定度分量us由检定仪说明书可知在任意2ram内示值误差不大干0．8ixm。按均匀分布计算，检定仪引入的标准不确定度分量为u：--0．81-Lm／1．732=0．46“m。4不确定度汇总表标准不确定度分量／序号标准不确定度来源符号lit1测量重复性引入的U10．702千分表与检定仪之间的温度差引入的U2O．0068检定仪测杆测量面与旋转轴垂直度引3U30．018入的4测力变化引入的Us0．0465检定仪引入的U50．465合成不确定度的计算由于各标准不确定度

8、分量之间不存在值得考虑的相关性，检定千分表全程示值误差的合成标准不确定度为：“。=届i西可丽=1．1lxm。6扩展不确定度的计算取k=2，则检定千分表全程示值误差测量结果的扩展不确定度为：U=2llc=2．2仙m。7测量不确定度报告检定千分表全程示值误差测量结果的扩展不确定度为：U=2．2岬，k=2。342J化工虿蹿2016年12月