合像水平仪示值误差测量结果的不确定度评定.docx

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1、45合像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JJG103---1988《合像水平仪检定规程》。1.2测量环境：温度（20±2）℃。1.3测量标准：小角度检查仪，3等量块。1.4被测对象：合像水平仪1.5测量过程合像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整零位。两指示计对零。再在两指示计下放置所需量块并重新对零，然后使合像水平仪水泡重合，在水平仪测微器上读出数值，该数值即为合像水平仪的示值误差。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

2、不确定度的评定结果。2数学模型△δ=△-（s2-s1）/L式中：△δ——合像水平仪示值误差；△——合像水平仪示值；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。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合像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0.01mm/m水平仪，在标准器上连续测量10次，得到测量列7μm/m，5μm/m，5μm/m，7μm/m，5μm/m，5μm/m，6μm/m，5μm/m，5μm/m，6μm/m，得`△

3、=1ni=1n△=5.6μm/m单次实验标准差S=(△i-`△)2n-1=0.84μm/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45-1所示。表45-1实验标准差sjs10.84s60.76s20.99s70.84s30.76s80.76s40.67s91.06s50.84s100.84合成样本差为Sp=1mj=imsj2=0.84μm/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=0.48

4、μm/m自由度为V1=j=1mv1j=10×(10-1)=903.2标准不确定度u(s1)的评定s1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，根据证书提供的信息，包含因子k=2.6，半宽度a=(0.1+1×0.01)μm(L=0.01m)故U(s1量块)=a/k=(0.1+1×0.01)μm/2.6=0.042μmu(s1)的估计值很可靠，其自由度v(s1)→50。两光学计的分度值为1μm，对线误差可为±1/20分度，即

5、±0.05μm。服从均匀分布，包含因子k=3，半宽度a=0.05μm，故u1(s1光学计)=0.05μm/3=0.029μm估计△u(s1光学计)u(s1光学计)=1/6，其自由度v(s1)=18。则u(s1)=u2（s1量块）+u2（s1光学计）=0.051μmv(s1)=0.0514/（0.0424/50+0.0294/18）=673.3标准不确定度u（s2）的评定s2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。形成小角度的两块量块尺寸都为将检定合格的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

6、，半宽度a=(0.1+1×0.1)μm(L=0.01m)。故u(s2量块)=a/k=(0.1+1×0.1)μm/2.6=0.042μmu(s1)的估计值很可靠，其自由度v(s2)=50两光学计的分度值为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=0.05μmu(s2光学计)=0.05μm/3=0.029μm估计△u(s2光学计)u(s2光学计)=1/6，其自由度v(s2)=18，则u(s2)=u2（s2量块）+u2（s2光学计）=0.051μmv(s2)=0.0514/（0.0424/50+0

7、.0294/18）=673.4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偏差，中心距不平行度量块及测帽和套孔轴心重合度，采用B类方法进行评定。3.4.1两指示计中心距偏差，根据JJG300-1982《小角度检查仪检定规程》要求，中心距偏差不大于±0.05mm，服从均匀分布，包含因子k=3，半宽度a=0.05mmUl1=0.05mm/3=0.029mm估计△ul1ul1=0.25，其自由度vl1=8。3.4.2中心距不平行度，根据JJG300-1982《小角度检查仪检定规程》要求，中心距不平行度为0.02mm，服从均匀分布，包含因

8、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。3.4.3两指示器测帽和套孔轴心重合度，根