林芳芳 韓 梅

（1.河南省計(jì)量科學(xué)研究院 鄭州 450008；2.空軍工程大學(xué)航空機(jī)務(wù)士官學(xué)校 河南信陽 464000）

生產(chǎn)家用電器都必須通過安規(guī)試驗(yàn)，判斷被測產(chǎn)品的對觸及帶電部件的防護(hù)、機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等重要指標(biāo)的合格性，進(jìn)行試驗(yàn)所使用的器具即為安規(guī)用試驗(yàn)指[1]。

安規(guī)用試驗(yàn)指可檢驗(yàn)評(píng)定外殼防護(hù)等級(jí)，檢驗(yàn)外殼的孔或外殼內(nèi)部擋板的機(jī)械強(qiáng)度，檢驗(yàn)設(shè)備中危險(xiǎn)的帶電部件、灼熱部件是否被觸及，檢驗(yàn)針對電擊或接觸運(yùn)動(dòng)部件的不可拆卸零件能否經(jīng)受得住正常使用中出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力，也用于防止手指觸及的防護(hù)檢驗(yàn)。安規(guī)用試驗(yàn)指（試具A）的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 安規(guī)用試驗(yàn)指（試具A）結(jié)構(gòu)示意圖

目前，國標(biāo)GB/T 16842-2008《外殼對人和設(shè)備的防護(hù)檢驗(yàn)用試具》對安規(guī)用試驗(yàn)指的尺寸等參數(shù)進(jìn)行了規(guī)定，但國內(nèi)還沒有統(tǒng)一的校準(zhǔn)方法。作者結(jié)合國標(biāo)中規(guī)定的技術(shù)參數(shù)，提出了用影像測量儀作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)安規(guī)用試驗(yàn)指的校準(zhǔn)方法，配合安規(guī)用試驗(yàn)指專用夾具和與影像測量儀適配的自動(dòng)測量軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對安規(guī)用試驗(yàn)指參數(shù)的自動(dòng)校準(zhǔn)。

1 安規(guī)用試驗(yàn)指校準(zhǔn)方法

安規(guī)用試驗(yàn)指的校準(zhǔn)參數(shù)主要參考 GB/T 16842-2008《外殼對人和設(shè)備的防護(hù)檢驗(yàn)用試具》，外形結(jié)構(gòu)尺寸是安規(guī)用試驗(yàn)指的關(guān)鍵性能指標(biāo)。安規(guī)用試驗(yàn)指的種類較多，其結(jié)構(gòu)尺寸多樣復(fù)雜，在滿足精度需求的前提下采用光學(xué)類的測量儀器較為方便，選取影像測量儀作為標(biāo)準(zhǔn)器對安規(guī)用試驗(yàn)指的尺寸參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，其中選用的影像測量儀的分辨力為0.001 mm、 MPE為±0.013 mm。

校準(zhǔn)時(shí)，先將安規(guī)用試驗(yàn)指夾持在對應(yīng)該型號(hào)的專用夾具上，再將試驗(yàn)指和夾具放置在影像測量儀的工作臺(tái)上，調(diào)整測量位置至測量視野中，調(diào)整焦距和光圈使被測位置能夠清晰顯示，打開對應(yīng)該型號(hào)安規(guī)用試驗(yàn)指的測量軟件，運(yùn)行該軟件即可進(jìn)行自動(dòng)測量，或直接手動(dòng)提取出被測位置的輪廓，用影像測量儀的計(jì)算功能即可得到該位置的尺寸測量值。校準(zhǔn)方法的示意圖如2所示。

圖2 校準(zhǔn)示意圖

2 測量不確定度分析

2.1 測量模型

式中：D為安規(guī)用試驗(yàn)指的被測尺寸；A為影像測量儀的測量結(jié)果。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

2.2.1 影像測量儀的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1

影像測量儀的最大允許誤差為 MPE：±0.013 mm，設(shè)在其半寬范圍內(nèi)服從均勻分布，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1為：

2.2.2 影像測量儀的重復(fù)性/分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2

（1）影像測量儀的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u重

對安規(guī)用試驗(yàn)指的一處尺寸連續(xù)測量10次，得到測量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 重復(fù)性數(shù)據(jù)

由貝塞爾公式可得：

本次校準(zhǔn)取單次測量的值作為測量結(jié)果，則影像測量儀重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）影像測量儀的分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u分

影像測量儀的分辨率為0.001 mm，設(shè)在其半寬范圍內(nèi)為均勻分布，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u分為：

取u重和u分中較大的值，則u2取影像測量儀重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

可認(rèn)為各不確定度分量互不相關(guān)，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.4 擴(kuò)展不確定度

取k=2，則擴(kuò)展不確定度為：

3 結(jié)語

本文提出了用影像測量儀作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)安規(guī)用試驗(yàn)指的校準(zhǔn)方法，并對該校準(zhǔn)方法的測量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析，為安規(guī)用試驗(yàn)指的校準(zhǔn)提供了參考。