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        鋼直尺示值誤差測量結(jié)果的測量不確定度評定

        2016-08-05 08:06:25周立民內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市阿魯科爾沁旗市場監(jiān)督管理局內(nèi)蒙古赤峰024000
        中國科技縱橫 2016年11期
        關(guān)鍵詞:示值誤差測量不確定度

        周立民(內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市阿魯科爾沁旗市場監(jiān)督管理局,內(nèi)蒙古赤峰 024000)

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        鋼直尺示值誤差測量結(jié)果的測量不確定度評定

        周立民
        (內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市阿魯科爾沁旗市場監(jiān)督管理局,內(nèi)蒙古赤峰 024000)

        【摘要】鋼直尺是最簡單的長度量具,它的長度通常有150,300,500和1000 mm四種規(guī)格。由于鋼直尺的刻線間距為1mm,而刻線本身的寬度就有0.1~0.2mm,所以測量時讀數(shù)誤差比較大,只能讀出毫米數(shù)。檢定鋼直尺時需要借助讀數(shù)顯微鏡才能更準確的判斷檢定結(jié)果,評定的測量不確定度的大小直接影響鋼直尺示值誤差。

        【關(guān)鍵詞】鋼直尺 示值誤差 測量不確定度

        1 概述

        (1)測量方法:依據(jù)JJG1-1999《鋼直尺》檢定規(guī)程。(2)環(huán)境條件:溫度(20±5)℃。(3)測量標準:三等標準金屬線紋尺,其全長最大允許示值誤差為±0.05mm。(4)測量對象:鋼直尺。150mm鋼直尺最大允許示值誤差為0.10mm;1000mm鋼直尺最大允許示值誤差為0.40mm。(5)測量過程:鋼直尺測量時,將鋼直尺和三等標準金屬線紋尺平行放置在檢驗臺上,并使兩尺的首端(零位)對準,然后在三等標準金屬線紋尺上直接讀出被測尺的示值誤差。

        2 數(shù)學(xué)模型

        L=e

        式中:L—鋼直尺的示值誤差;

        e—鋼直尺在三等金屬線紋尺上對應(yīng)的偏差讀數(shù)值。

        3 輸入量e的標準不確定度的評定

        3.1 測量重復(fù)性引入的標準不確定度分項u1的評定

        對鋼直尺進行重復(fù)性試驗,是用三等金屬線紋尺零刻線對準鋼直尺零刻線,然后再用人眼讀出所對應(yīng)的示值誤差。對一長度為1000mm的鋼直尺,重復(fù)上述過程,在重復(fù)性條件下連續(xù)測量10次,可得到測量列(mm)1000.10,1000.10,1000.10,1000.08,1000.08,1000.10,1000.10,1000.10,1000.08,1000.10。

        同樣150mm鋼直尺單次實驗標準差s=0.003mm。

        因此測量重復(fù)性引入的標準不確定度分量為:

        L=150mm,u1=0.003mm;

        L=1000mm,u1=0.009mm。

        3.2 讀數(shù)顯微鏡引入的標準不確定度分項u2的評定

        根據(jù)規(guī)程規(guī)定,校準時用讀數(shù)顯微鏡在標準尺上讀出被檢尺的誤差,讀數(shù)顯微鏡分度值為0.01mm,以均勻分布估讀誤差,則:

        3.3 三等金屬線紋尺示值誤差引入的標準不確定度分項u3的評定

        根據(jù)國家線紋計量器具校準系統(tǒng),置信度為99.97%時,三等標準金屬線紋尺(引入的)不確定度為δ0=±(5+10L)μm,當L= 0.150m,δ0=±6.5μm;L=1m,δ0=±15μm,因為k=3,其引入的測量不確定度分量為:

        L=150mm,u3=6.5/3=0.0022mm;

        L=1000mm,u3=15/3=0.005mm。

        3.4 線膨脹系數(shù)不同,當溫度偏離標準溫度20℃時引起的標準不確定度分項u4的評定

        被檢鋼直尺與三等金屬線紋尺兩者線膨脹系數(shù)中心值差為a=5.0×10-6m/℃,t在半寬a為5℃范圍內(nèi)服從均勻分布,故

        4 不確定度匯總表(表1)

        表1

        5 合成不確定度的計算

        各標準不確定度分量獨立不相關(guān),則合成不確定度為:

        L=2000mm時,需要分兩段校準,則合成不確定的度為

        6 擴展不確定度的計算

        取k=2,則鋼直尺示值誤差測量結(jié)果擴展不確定度為:

        L=150mm時,U=kuc=0.015mm;

        L=1000mm時,U=kuc=0.076mm;

        L=2000mm時,U= kuc=0.11mm。

        7 測量不確定度的報告與表示

        鋼直尺示值誤差測量結(jié)果的測量不確定度為:

        L=150mm時,U= 0.015mm,k=2;

        L=1000mm時,U=0.076mm,k=2;

        L=2000mm時,U= 0.11mm,k=2。

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