(遼寧省計量科學(xué)研究院，遼寧沈陽 110004)

塞尺屬于單值量具，使用方便，測量方法簡單，即經(jīng)濟(jì)又實用，所以被廣泛的用于機(jī)械等行業(yè)，而且大部分單位使用較頻繁，其測量結(jié)果準(zhǔn)確與否將直接關(guān)系到機(jī)械等產(chǎn)品的質(zhì)量。目前，大部分實驗室通常使用測長儀進(jìn)行塞尺厚度測量，現(xiàn)通過對使用該測量方法的測量不確定度進(jìn)行定量分析，明確測量程序和測量條件的合格性。

1 任務(wù)和目標(biāo)不確定度

1.1 測量任務(wù)

對標(biāo)稱值為0.02 mm、3.00 mm 的塞尺厚度偏差進(jìn)行測量。

1.2 目標(biāo)不確定度

目標(biāo)不確定度：標(biāo)稱值為0.02 mm 的塞尺，滿足U0.02小于等于0.004 mm 的三分之一；標(biāo)稱值為3.00 mm 的塞尺，滿足U3.00小于等于0.036 mm 的三分之一。

2 測量原理、方法、程序和條件

2.1 測量原理

直接測量。

2.2 測量方法

使用測長儀的球形測帽與Φ12 mm 平面測帽接觸，此時測長儀上的讀數(shù)值作為測量時的相對零點，測得的數(shù)值與相對零點的數(shù)值差值即為該點的厚度值，厚度值與標(biāo)稱值之差即為厚度偏差。

2.3 初始測量程序

用測長儀測量塞尺。

2.4 初始測量條件

—測長儀應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范要求的技術(shù)指標(biāo)；

—測長儀分度值為1 μm；

—測長儀使用2 N 的測量力；

—實驗室溫度為20℃±8℃；

—操作人員是經(jīng)過培訓(xùn)的，并且十分熟悉測長儀的使用。

3 不確定度來源和列表評注

厚度偏差測量的不確定度分量概述和評注如表1 所示。

4 首次評估

4.1 首次評估—不確定度分量的說明及計算

4.1.1uEC—測長儀的示值誤差（B 類評定）

測長儀在測量范圍內(nèi)的允許誤差為1.0 μm，安全起見，

假定為矩形分布（b＝0.6），于是不確定度分量為：

4.1.2uRR—重復(fù)性/分度值（A 類評定）

對塞尺重復(fù)進(jìn)行10 次測量，得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.13 μm（0.02 mm 厚度塞尺）、0.53 μm（3.00 mm 厚度塞尺）。取安全因子h＝1，則不確定度分量為：

測長儀的分度值為1 μm，估讀誤差不超過分度值的十分之二，則不確定度分量為：

4.1.3uE1—測力造成的壓陷變形（B 類評定）

測量時，塞尺的一面與平測帽接觸，由于是平面對平面的接觸，變形量可以忽略不計；另一面是球測帽與塞尺的平面接觸，變形量不能忽略。根據(jù)變形量計算公式：

式中：

f—變形量，μm；

p—測量力，N；

d—球形測量頭直徑，mm；

K1—不同情況下的材料系數(shù)。在塞尺厚度的測量過程中，測頭和塞尺的材料都是鋼，則K1=0.415。假定服從U 形分布（b＝0.7），則：

4.1.4uE2—測長儀測帽的平面度（B 類評定）

測長儀測帽的平面度估計為0.15 μm，假定服從U 形分布（b＝0.7），則：

4.2 首次評估—不確定度分量之間的相關(guān)性

估計各不確定度分量之間無相關(guān)性。

4.3 首次評估—合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度

4.3.1 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

當(dāng)各個分量之間不存在相關(guān)性時，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

代入4.1 節(jié)中的數(shù)值后，可得：

4.3.2 擴(kuò)展不確定度

取k=2，則擴(kuò)展不確定度：

表2 不確定度概算匯總（首次評估）

4.4 首次評估的不確定度概算匯總

經(jīng)過首次評估，以d＝0.02 mm 為例對分量名稱、評定類型、分布類型、測量次數(shù)、變化限等內(nèi)容進(jìn)行概算匯總。

首次評估得到的不確定度分量概算如表2 所示。

5 首次評估結(jié)論

表2 數(shù)據(jù)表明，不確定度已得到滿足：

U0.02＝1.3 μm，小于0.004 mm 的三分之一；

U3.00＝1.7 μm，小于0.036 mm 的三分之一。

首次評估表明測量條件合格。

6 結(jié)束語

本文通過對使用測長儀進(jìn)行塞尺厚度測量的方法進(jìn)行了測量不確定度評估，通過對影響測量的因素進(jìn)行測量和分析，在當(dāng)前的測量條件和測量方法下，塞尺厚度偏差測量可以達(dá)到目標(biāo)不確定度。