电子水平仪示值误差测量结果的不确定度评定.docx

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1、43电子水平仪示值误差测量结果的不确定度评定郑寅1概述1.1测量方法：依据JJG---90《电子水平仪检定规程》1.2测量环境：温度（20±2）℃，当被检水平仪的分度值﹤0.005mm/m时；温度（20±5）℃，当被检水平仪的分度值≥0.005mm/m时。1.3测量标准：小角度检查仪，3等量块。1.4被测对象：电子水平仪。1.5测量过程电子水平仪的示值误差是用小角度检查仪测量的。小角度检查仪两指示计测头距离为500mm，水平仪放在检查仪上调零后，两指示计下放置相同量块并对零。被测电子水平仪示值△与指示计侧头下量块的差值△s所形成的角度△s/L之差值

2、即为被测电子水平仪的示值误差△δ。1.6评定结果的使用符合上述条件下的测量结果，可直接使用本不确定度的评定结果。2数学模型△δ=△-△s/L式中：△δ——被测电子水平仪在被测量过程的示值误差；△——被测电子水平仪示值；L——小角度检查仪两指示计测头距离；△s——两指示计测头下两量块的实际尺寸差值。3输入量的标准不确定度评定3.1输入量△的不确定度u(△)的评定输入量△的不确定度来源主要是电子水平仪的测量重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。对一台0.001mm/m水平仪，在标准器上连续测量10次，得到测量列4.0μm/m，4.0

3、μm/m，4.0μm/m，4.0μm/m，3.0μm/m，3.0μm/m，3.0μm/m，3.0μm/m，3.0μm/m，3.0μm/m，得`△=1ni=1n△=3.4μm/m单次实验标准差S=(△i-`△)2n-1=0.52μm/m任意选取10台水平仪，各在重复性条件下连续测量10次，得到10组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差，如表43-1所示。表43-1试验标准差sjs10.52μm/ms60.48μm/ms20.34μm/ms70.56μm/ms30.34μm/ms80.48μm/ms40.53μm/ms90.34μm/

4、ms50.35μm/ms100.56μm/m合成样本差为Sp=1mj=imsj2=0.46μm/m实际测量情况，再重复条件下连续测量3次，以该3次的测量算术平均值为测量结果，则可得到u(△)=(△)=Sp/3=0.27μm/m自由度为V1=j=1mv1j=10×(10-1)=903.2标准不确定度u(△s)的评定△s标准不确定度由量块及指示计误差构成，采用B类方法进行评定。3.2.1形成小角度的两块量块尺寸都为经检验合格的10mm以下的3等量块，其不确定度为（0.1+1L）μm，包含因子k=2.6，半宽度a=(0.1+1×0.01)μm(L=0.0

5、1m)故U(△s量块)=a/k=(0.1+1×0.01)/3.6=0.042μmU(s1)的估计值很可靠，其自由度v(s1)→50。3.2.2两光学计的分度值为1μm，对线误差可为±1/20分度，即±0.05μm。服从均匀分布，包含因子k=3，半宽度a=0.05μm，故u1(s光学计)=0.05μm/3=0.029μm估计△u(s2)u(s2)=1/6，其自由度v(s2)=18。则u(△s)=u2(△s量块)左+u2(△s量块)右+u2(△s光学计)左+u2(△s光学计)右=0.072μmv(△s)=0.0724/（0.0424/50+0.0424

6、/50+0.0294/18+0.0294/18）=1323.3标准不确定度u（L）的评定L标准不确定度由两指示计中心距离偏差，中心距不平行度量块及测帽和套孔轴心重合度构成，采用B类方法进行评定。3.3.1两指示计中心偏差，根据JJG300-82《小角度检查仪检定规程》要求，中心偏差不大于±0.05mm,服从均匀分布，包含因子k=3，半宽度a=0.05mmUl1=0.05/3=0.029mm估计△ul1ul1=0.25，其自由度vl1=83.3.2中心距不平行度，根据JJG300-82《小角度检查仪检定规程》要求，中心距不平行度为0.02mm，服从均

7、匀分布，包含因子k=3，半宽度a=0.02mmUl2=0.02mm/3=0.012mm估计△ul2ul2=0.25，其自由度vl2=8。3.3.3两指示器测帽和套孔轴心重合度，根据JJG300-82《小角度检查仪检定规程》要求，两指示器测帽和套孔轴心重合度，不大于0.06mm，服从均匀分布，包含因子k=3，半宽度a=0.02mmUl3=0.06mm/3=0.035mm估计△ul3ul3=0.25，其自由度vl3=8。则u(L)=0.0292+0.0122+0.0352mm=0.047mmv(L)=0.0474/（0.0294/8+0.0124/8+

8、0.0354/8）=184合成标准不确定度的评定4.1灵敏系数实际使用情况为L=500mm，△s=250μm△的灵敏系数c