光滑极限塞规外径的测量不确定度评定

光滑极限塞规外径的测量不确定度评定

瞿学锋

（天水风动机械有限责任公司，甘肃天水７４１０２０）

摘要：叙述了测量不确定度评定在光滑极限塞规测量中的应用。分析和计算了测量系统的不确定度来源，对从事精密测量的人员有一定的借鉴作用。

关键词：四等量块；立式光学计；光滑极限塞规；测量不确定度中图分类号：ｒＩＨ７１１．１

文献标识码：Ｂ

Ｏ概述

厶——量块在２０℃时的中心长度６——立式光学计读数

光滑极限量规广泛应用于机械制造行ａ。——量块的线性热膨胀系数

业，对它的测量精度直接影响到机械零件质

乱——量块与被检塞规的线性膨胀系

量是否能得到保证。下面依据计量技术规范

数差

ＪＪＦｌ０５９—１９９９，对光滑极限塞规外径测量结

△。＝口一０ｃＢ

果的不确定度分析进行评定。

ａ——被测塞规的线性热膨胀系数

１测量方法

最（△Ｐ。）——测量点偏离量块中心所产生的

误差

在立式光学计上，对四等量块与被检６（△Ｐ）——由于塞规圆柱度误差所产生的

塞规进行比较。求出量块中心长度与塞规测量偏差

外径的差值。由于量块的中心长度已知。

瓦——量块研合层厚度

即可获得被检塞规的外径。这里的测量方△【－一量块与被检塞规的温度差

法，直接测量的是长度与外径的差值，即△。＝ｔ—ｔ。

修正值Ｄ：Ｄ＝ｆＢ＋６，Ｄ是被检塞规的外径，￡——被检塞规的温度？８是四等量块的中心长度（上级证书给毛——量块的温度

出），占是多次重复测量数据列的算术平均由于塞规外径的测量不确定度主要来源

值。

于ｆ３，６，ｔ，△。，△ｔ，％，△Ｐ，△Ｐｓ’ｋ等影响因素，除测量时，先将对应于量块中心长度的

立式光学计读数６通过实测按Ａ类计算外．立式光学计示值调整为零，再测得被测塞

其余不确定度分量均视为Ｂ类不确定度。且

规外径和量块中心长度的差值。多次重复

相互间基本上独立无关。

测量结果的算术平均值艿与标准量块中心合成标准不确定度表示为

长度的实际值Ｚ。之和即为被测塞规外径的

实测结果Ｄ。

ｕ：＝善（等）邮；）

２数学模型

灵敏系数：

对式中各影响量求偏导数．可得对应于

Ｄ＝“艿一厶“．△。一厶△。（￡一２０）一挽（△Ｐｓ）

各影响量的灵敏系数：

＋艿（△Ｐ）＋氐

式中Ｄ——被测塞规在２０℃时的外径

ｃ。＿ｌ等ｌ＝ｌ＿“刖ｔ一２０）￣ｌ

凿岩机械气动工具。２０１２（３）

３７

万方数据

ｃ２＝Ｉ罟Ｉ＝ Ｇ＝ｆ罢阻。ａ．１罟阻ｃ５刮罢Ｉ啪＿２０）ｃ６＝Ｉ要Ｉ吐屯

ｃ７＝Ｉ志Ｉ＝娄尹（＾。为量块长度变动

量）

ｃ８＝Ｉ器｜＝砉（＾为被测塞规的圆

柱度）

Ｇ－Ｉ志ｆ＝

故得

Ｕ：（Ｄ）＝ｃ：ｕ：（厶）＋ｃ：ｕ：（６）

＋ｃ；ｕｚ（％）＋ｃ：ｕ：（△。）＋ｃ：ｕ：（△。）＋ｃ：ｕ：（ｔ）＋ｃ；ｕｚ（△，。）

＋ｃ：ｕ：（△Ｐ）＋ｃ：ｕ２（△ｈ）

３各影响量的标准不确定度分

量的评定

以测量直径Ｄ＝８９．９ｍｍ的塞规为例评定

３．１四等量块的中心长度瓦引入的标准不

确定度分量Ｕ（厶）的评定四等量块的测量不确定度为

则∥（厶）：毕：塑磐牡

Ｅ岛＝０．２０斗ｍ＋２×１０气（尼＝２．７）

托

Ｚ．，

故ｃ ㈣－ｌ×业鼍笋盟

：Ｑ：至Ｑ些里±至兰！Ｑ！茎墨里：２

２．７

＝Ｏ．１４１斗ｍ

３．２立式光学计的读数引入的标准不确定

度分■Ｕ（艿）的评定

万方数据

立式光学计的读数引入的标准不确定度，来源于仪器示值不稳定性和读数误差，

可以通过重复性读数来得到。选取一量块在立式光学计上在重复性条件下连续２０次重复测量，得到测量列（单位：斗ｍ）：０．２、Ｏ．１、一

０．１、一Ｏ．１、＋０．１、０、０、＋０．２、＋０．１、＿０．１、－０．２、＋

０．１、０、一０．１、一Ｏ．１、０、＋０．１、＋０．２、一０．１、０；ｊ汁算

其单次测量实验标准差．ｓ＝

３．５１３（岫５ｔ）。实际测量时，光学计的读数由

量块和被测光滑塞规的差构成。每个读数按３次的均匀值取，则

ｕ（艿）：蔓警兰当：２．５７岫

、／３

由于Ｃ≥１，故ｃ２Ｕ（艿）＝Ｏ．２５７斗ｍ

３．３■块的线性膨胀系数口。引入的标准不

确定度分量￡，（％）的评定

根据量块检定规程。钢质量块的线性膨胀系数应在（１１．５±１）×１０－６℃一１范围内。现假定其在该范围内等概率分布，即Ｋ＝

、／３．则

ｕ（嚷）＝——；＝×ｌｏ币℃．１

Ｖ

３

＝０．５７７×１０’６℃一１

在工厂的精密测量时。量块与被检塞规温度最大差△ｔ以０．２℃计算，即Ｃｊ＝ｚＩ△。＝厶×０．２℃

Ｃｊ￡，（ａ。）＝ｆ｜×０．２℃×０．５７７×１０。℃一１

＝ｆｌ×０．１１５４×１０ｒ６

＝８９．９×Ｏ．１１５４×１０．６＝Ｏ．０１０４斗ｍ

３。４量块与被溯塞规温度差Ａ引入的标准

不确定度分量扩（厶。）的评定

精密测量光滑塞规温度最大差△ｔ在±ｌ℃

范围内计算。假定其在０．１℃范围内等概率分

布，即ｂ、／３，则

凿岩机械气动工具，２０１２（３）

ｕ（△。）：ｊ坚＝℃二ｏ．０５７８℃

、／３

线性膨胀系数

ａ一１１．５×１０巧℃一ｌ

ｃ４－ｌ罟卜昨Ｗ１．５×１０ｒ６掣

Ｃ．Ｕ（△。）＝ｚ‘％Ｕ（ａ。）

＝厶×１１．５×１０《℃．１×Ｏ．０５７８℃

＝厶×０．６６０×１０＿６

＝８９．９×０．６６０×ｌ驴

＝０．０６０灿ｍ

３．５量块与被测塞规线性膨胀系数之差屯

引入的标准不确定度分量￡，【厶。）的评定

钢的线性膨胀系数在（１１．５±１）×１０巧℃一－范围内。现假定量块与被测塞规的线性膨胀

系数均在±１×１０—６℃一－范围内等概率分布，则线性膨胀系数差△ａ应在±２×１０。６℃＿范围内

并服从三角分布，即Ｋ＝、／百，该三角分布的半宽为２×１０巧℃一，标准不确定度ｕ（△ａ）＝

婴：ｏ．８１６×ｌｏ－６℃～，测量时量块温度

、／６

２０℃对标准温度的偏差不超过０．５℃

ｃ５＿｛罟ｌ＝托一２０℃）－枷．５℃

ｃ５Ｕ（△。）＝ｆ８×０．５℃×０．８１６×１０巧℃一１

＝厶×Ｏ．４０８×１０＿６

＝８９．９×０．４０８×１０巧＝０．０３７斗ｍ

３．６被测塞规温度ｆ对标准温度２０℃的偏

离引入的标准不确定度分量Ｕ（ｔ）评定

测量时，温度要求为（２０±Ｏ．５）℃，认为

温度在（２０±０．５）℃范围内等概率分布，即

Ｋ：、／可，ｕ（ｔ）：ｊ堑＝℃：ｏ．２８９℃。由于量块

Ｖ

３

和被检塞 …… 此处隐藏：1784字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……