曾泓順

（南寧局集團(tuán)有限公司質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督所，助理工程師，廣西 南寧 530001）

內(nèi)距尺是用于測量鐵路機(jī)車車輛輪對內(nèi)側(cè)距離的計(jì)量器具，其準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到列車運(yùn)行安全。因此開展內(nèi)距尺檢定前，應(yīng)當(dāng)對輪對內(nèi)距尺檢定裝置進(jìn)行不確定度分析，以確認(rèn)輪對內(nèi)距尺量值的可靠傳遞。

1 測量方法

檢定前，內(nèi)距尺檢具先用內(nèi)距量規(guī)進(jìn)行校準(zhǔn)，并記下內(nèi)距尺檢具（以下簡稱“檢具”）的讀數(shù)A0,然后將內(nèi)距尺調(diào)整至相應(yīng)檢定點(diǎn)后緊固并放置于內(nèi)距尺檢具上，用檢具測量內(nèi)距尺并記下讀數(shù)Ai，通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算出內(nèi)距尺的實(shí)際值，內(nèi)距尺讀數(shù)與其實(shí)際值之差即為內(nèi)距尺示值誤差。

2 數(shù)學(xué)模型

式中：e 為內(nèi)距尺示值誤差；L 為內(nèi)距尺示值；Li為內(nèi)距尺實(shí)際值；Ai為檢具在相應(yīng)點(diǎn)的讀數(shù)；A0為檢具校準(zhǔn)時(shí)的讀數(shù)；L0為內(nèi)距尺量規(guī)的實(shí)際值；α為內(nèi)距尺的線膨脹系數(shù)；Δt 為內(nèi)距尺與檢具的溫度差；Δα為內(nèi)距尺與檢具的線膨脹系數(shù)差；（t-20℃）為內(nèi)距尺偏離20℃的溫差。

檢定環(huán)境溫度為（20±5）℃，主要檢定器具與支距尺檢定器溫度平衡時(shí)間不少于4 h。

3 靈敏系數(shù)計(jì)算

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定

內(nèi)距尺檢定時(shí)一般按均布三點(diǎn)進(jìn)行檢定，檢定點(diǎn)為1 345 mm、1 353 mm和1 365 mm。本文以測量范圍上限1 365 mm點(diǎn)為例進(jìn)行不確定度分析。

因?yàn)锳i≈1 365 mm，所以c1=c2=c3=c4=1；

4.1 內(nèi)距尺讀數(shù)引入的不確定度u(L) 內(nèi)距尺的分度值為0.1 mm，則其分辨力為0.05 mm，假設(shè)服從均勻分布，則：u(L)=0.05 mm=0.0144 mm。

4.2 在檢定內(nèi)距尺時(shí)讀數(shù)引入的不確定度u(Ai)

1）檢具測微頭示值誤差引入的不確定度u21。檢具測微頭的示值誤差為±4 μm，假設(shè)服從均勻分布，則：u21=0.004 mm/=0.0023 mm

2）檢具測微頭讀數(shù)引入的不確定度u22。檢具測微頭分度值為0.01 mm，按1/5 估讀，假設(shè)服從均勻分布，則

3）檢具兩測量面平行度引入的不確定度u23。檢具的平行度不大于0.03 mm，區(qū)間半寬為0.015 mm，假設(shè)服從均勻分布，則：

4.3 檢具在校準(zhǔn)時(shí)讀數(shù)引入的不確定度u(A0)

1）檢具測微頭示值誤差引入的不確定度u31。檢具測微頭的示值誤差為±4 μm，假設(shè)服從均勻分布，則：

2）檢具測微頭讀數(shù)引入的不確定度u32。檢具測微頭分度值為0.01 mm，其分辨力取分度值的1/2，假設(shè)服從均勻分布，則：

3）檢具兩測量面平行度引入的不確定度u33。檢具平行度小于0.03 mm，假設(shè)服從均勻分布，則：

4.4 量規(guī)實(shí)際值引入的不確定度u(L0) 內(nèi)距尺量規(guī)實(shí)際值使用的不確定度U=18 μm，k=2。所以：

4.5 內(nèi)距尺與檢具溫度差引入的不確定度u（Δt）假設(shè)內(nèi)距尺與檢具溫度差在±0.3℃范圍，且服從均勻分布，則：；假設(shè)檢定點(diǎn)為測量上限1 365 mm點(diǎn)，則此時(shí)的靈敏系數(shù)：c5=Aiα ≈1 365×11.5×10-6=0.0157mm/°C

4.6 內(nèi)距尺與檢具線膨脹系數(shù)差引入的不確定度u(Δα) 實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度滿足（20±5）℃。假設(shè)測量時(shí)溫度差為5℃，因?yàn)閮?nèi)距尺與檢具線膨脹系數(shù)均為（11.5±1）×10-6/℃，其線膨脹系數(shù)差在±2×10-6/℃范圍內(nèi)，假設(shè)服從三角分布，則：

c6=Ai（t-20°C）≈1 365mm×5°C=6 825mm°C

4.7 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表如表1 所示。

表1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

5 擴(kuò)展不確定度

取k=2，擴(kuò)展不確定度為：

U=k·uc=2×0.02 mm=0.04 mm。

6 結(jié)論

依據(jù)JJG 220-2004《鐵路輪對內(nèi)距尺檢定規(guī)程》的要求，輪對內(nèi)距尺首次檢定最大允許誤差MPE=±0.15 mm,所以目標(biāo)不確定度Uobj=MPEV/3=0.05 mm。由不確定度評(píng)定結(jié)果知U=0.04 mm，有U＜Uobj,根據(jù)符合性判定原則，該裝置的測量不確定度對符合性評(píng)定的影響可忽略不計(jì)，此檢定裝置可以檢定輪對內(nèi)距尺。