李凡 王穆涵

【摘要】本文通過對四方鐵工作角的偏差測量結果的不確定度進行概算，根據(jù)JJF 1130—2005《幾何量測量設備校準中的不確定度評定指南》中目標不確定度合格判據(jù)U≤UT，確認本文提出的四方鐵工作角的偏差的技術要求、測量原理、測量條件、測量方法和測量程序的科學性、經(jīng)濟性及可行性。

【關鍵詞】光學儀器檢具；四方鐵；不確定度

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.02.016

Analysis of the Measurement Uncertainty of the Deviation of the Working Angle of Tetragonal Iron

LI Fan1，WANG Muhan2

（1.Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China；2.Fushun Institute of Technology Innovation，F(xiàn)ushun 113006，China）

Abstract：This paper confirms the scientific，economical and feasible technical requirements，measurement principles，measurement conditions，measurement methods and measurement procedures of the square iron working angle deviation proposed in this paper by estimating the uncertainty of the measurement results of the square iron working angle deviation and according to the objective uncertainty qualification criterion U≤UT in JJF 1130—2005 Guidr to the Estimation of Uncertainty in Calibration of Geometrical Measuring Equipment.

Key words：optical instrument fixture；the quartet iron；uncertainty

1概述

標準角尺有200 mm×100 mm、100 mm×63 mm和70 mm×70 mm等規(guī)格。200 mm×100 mm刀口直角尺主要用于工具顯微鏡滑板運動直線度和垂直度的檢定和校準。100 mm×63 mm刀口直角尺用于小型工具顯微鏡工作臺移動的直線度和垂直度的檢定和校準。70 mm×70 mm的四方鐵主要用于萬能工具顯微鏡縱向、橫向滑板運動的垂直度，以及支臂升降對工作臺垂直度的檢定和校準。其外形如圖1所示。

2測量任務和目標不確定度

2.1測量任務

用確認的技術要求、測量原理、測量條件、測量方法和測量程序，測量范圍為70 mm的四方鐵工作角的偏差。

2.2測量任務目標不確定度UT

3原理、方法、程序和條件

3.1測量原理

四方鐵工作角的偏差是根據(jù)圓周封閉原則進行測量的。

3.2測量方法

四方鐵工作角的偏差用0.1″的光電自準直儀與1級平板等組成的測量裝置進行檢定。將一塊1級平板與光電自準直儀放在處于水平位置的水泥工作臺面或低準確度等級的大平板上，調(diào)整自準直儀，使其光軸位于被檢四方鐵工作面的中間位置。將四方鐵放在1級平板上，并使其∠1的左工作面緊靠于直角尺的刀口，調(diào)整自準直儀，使由∠1的右工作面上反射回來的十字線影像處于視場中間部位，然后轉動自準直儀的鼓輪，使指標線（雙線）對準由四方鐵工作面上反射回來的單十字線影像（或觀察電器箱上電表指針是否指零，指針指零即已對準），在測微鼓輪上進行讀數(shù)得α1。到此，即以∠1定位讀數(shù)為α1。再依次將四方鐵的∠2、∠3、∠4的左工作面緊靠于直角尺的刀口，分別檢定∠2、∠3、∠4，同樣按上述方法得讀數(shù)值α1、α2、α3。四方鐵的每一個角度的偏差是以工作面上四個讀數(shù)的平均值與每一個角度的工作面上的讀數(shù)的差值確定。

3.3測量程序

用光電自準直儀校準四方鐵。光電自準直儀是校準的主標準器，光電自準直儀安置在檢定平臺上。

3.4測量條件

光電自準直儀經(jīng)檢定符合JJG 202—2007《自準直儀》的要求；校準室的溫度為（20±1）℃，且每小時溫度變化應不大于2℃；操作人員是經(jīng)過培訓的，并且十分熟悉測量過程。

4數(shù)學模型

5標準不確定度分量的來源和說明

標準不確定度分量的來源和說明見表1。

6標準不確定度分量的說明和計算

6.3平板平面度引起的標準不確定度分量u（ai3）的評定

7合成標準不確定度和擴展不確定度

8不確定度概算匯總表

不確定度概算匯總情況見表2。

9不確定度概算討論

10結語

光學儀器檢具是由直尺、標準角尺、十字線校對桿、大小錐體心軸等多個設備組成。四方鐵是光學儀器檢具中的一個標準器。本文只是這些標準器不確定度分析的其中一篇文章，作者還將陸續(xù)發(fā)表直尺、標準角尺、十字線校對桿、大小錐體心軸等標準器的不確定度分析，最終形成完整的光學儀器檢具的不確定度分析。

【參考文獻】

[1]測量儀器特性評定：JJF 1094—2002[S].

[2]幾何量測量設備校準中的不確定度評定指南：JJF 1130—2005[S].

[3]測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012[S].

【作者簡介】

李凡，男，1983年出生，高級工程師，研究方向為計量檢測及相關技術。

王穆涵，男，1978年出生，高級工程師，研究方向為計量檢測及相關技術。

（編輯：李加鵬）