謝麗玲

廈門市計(jì)量檢定測試院，福建　廈門　361004

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4等量塊中心長度的測量不確定度評(píng)定

謝麗玲

廈門市計(jì)量檢定測試院，福建廈門361004

摘要：本文對(duì)應(yīng)用測長機(jī)、以3等量塊為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)4等量塊進(jìn)行比較測量的不確定度建立數(shù)學(xué)模型，評(píng)定分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及其自由度，最后評(píng)定出擴(kuò)展不確定度。

關(guān)鍵詞：量塊；不確定度；評(píng)定

一、概述

應(yīng)用測長機(jī)、以3等量塊為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)4等量塊進(jìn)行比較測量，是4等量塊溯源的重要方式，通過對(duì)4等量塊測量不確定度建立數(shù)學(xué)模型，評(píng)定分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及其自由度，最后評(píng)定出擴(kuò)展不確定度。

(一)測量依據(jù)：JJG146-2011《量塊檢定規(guī)程》。

(二)環(huán)境條件：溫度(20±0.4)°C，相對(duì)濕度≤65%。

(三)測量標(biāo)準(zhǔn)：125mm-500mm 3等量塊，測量擴(kuò)展不確定度為(0.10+1Ls)μm(Ls以m為單位)，包含因子k=2.58。

(四)被測對(duì)象：125mm-500mm 4等量塊。

二、數(shù)學(xué)模型

式中：L——被測量塊中心長度；

Ls——標(biāo)準(zhǔn)量塊中心長度；

三、分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

(一)Ls的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ls)的評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)量塊中心長度Ls的不確定度u(Ls)由標(biāo)準(zhǔn)量塊的等別給出。3等標(biāo)準(zhǔn)量塊，其中心長度擴(kuò)展不確定度為(0.10±1Ls)μm(式中Ls以m為單位)。量塊檢定規(guī)程規(guī)定，置信概率P=0.99，ν(Ls)=∞得覆蓋因子k=2.58，那么標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ls)為：

500mm量塊，u(Ls)=0.233μm，ν(Ls)=∞；

125mm量塊，u(Ls)=0.087μm，ν(Ls)=∞。

1.u(d1)的評(píng)定

該項(xiàng)通過A類方法評(píng)定。

對(duì)125mm和500mm量塊進(jìn)行比較測量，結(jié)果見表1。

表1　4等量塊比較測量的結(jié)果(單位：μm)

對(duì)500mm量塊：

同理可得：125mm量塊，s=0.137μm

取最大標(biāo)準(zhǔn)差smax作為單次試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。在實(shí)際測量中，兩人各測一次取算術(shù)平均值為測量結(jié)果，故：

測量限定被測量塊溫度tx與標(biāo)準(zhǔn)溫度20°C的偏差為±0.4°C。

對(duì)500mm量塊：

估計(jì)其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為10%，自由度：

對(duì)500mm量塊：

對(duì)500mm量塊：

(2)自由度計(jì)算：

對(duì)500mm量塊：

(三)分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表，各分量的不確定度匯總見表2。

表2　各分量不確定度匯總表

四、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(L)的評(píng)定

(一)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(L)為：

對(duì)125mm量塊：uc(L)=0.140μm

(二)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(L)的自由度為：

νeff=(1.17μm4/5.79μm4)×103≈50

同理可得：125mm量塊，νeff≈30

五、擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度UP的評(píng)定

UP=kPuc(L)=tP(νeff)uc(L)

六、測量結(jié)果不確定度的報(bào)告與表示

對(duì)500mm量塊：νeff≈50，取置信概率P=0.99，查表可得：k99=t99(50)=2.68，故U99=k99·uc(L)=2.68×0.329μm=0.88μm

對(duì)125mm量塊：νeff≈30，取置信概率P=0.99，查表可得：k99=t99(30)=2.75，故U99=k99·uc(L)=2.75×0.140μm=0.39μm

測量結(jié)果的不確定度可用下式表示：

U99=(0.20+2L)μm(L以m為單位)

[參考文獻(xiàn)]

[1]JJG146-2011量塊[M].北京：中國計(jì)量出版社出版，2011.

[2]JJF1059-2012測量不確定度的評(píng)定與表示[M].北京：中國計(jì)量出版社出版，2012.

中圖分類號(hào)：TB921

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0049-(2016)06-0114-02