不同规格光滑塞规直径尺寸比较测量的不确定度分析

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不同规格光滑塞规直径尺寸比较测量的不确定度分析光滑塞规直径 寸既可在测长机、测K仪上直接测量义 叮进行比较测量 在直接测量中由于受环境温度和仪器本身示值误差的影响．当塞规直径尺寸较大时 .

测量准确度相对较低『f『且不同规格之间差异较大：如果采用比较测量．不确定度之间的差异相对较小 下面在温度为(20+0．5)℃、0．3*C／h条件下，用测量范同为(0～1O00)mm的测长 机对 20mm、~50mm、qb100mm光滑寒规和相同 寸的■等量块比较测量．对其不确定度进行分析。为突 重点，忽略塞规直径变动量的影响。

一
、测量模型1．塞规直径尺寸的测量结果d=d l+t+amXOL xAt —dbXO／hxAth+A／式巾：d——被测寒规的直径尺寸；d ——量块的实际 寸：Z——量块和被测塞规 比较测量的差值 ：OL?OL ——量块 、被测塞规的线膨胀系数 ；△ 、△ ——量块 、被测寒规对参考温度20℃的偏差：△Z——量块长度变动量引入的修正量2．方差和灵敏 系数设被测塞规 与量块温度差为 ．线膨胀系数差为6 ，含去微小量 ，简化运算后得：d=d +f—d xAtx6~一d．,xax6t+Al由 ( )：∑( )2U2(％)，得OXi“ ．(d)=“ (d )+M (Z)+dZ．,At U ( )+d U ( )+(△Z)82 中国汁 2013 t0口牛小民 高宇海即M ．(d)=M I(d)+uZz(d)+u：3(d)+“ ( )+u 5( )二、标准不确定度分量的评定1．量块 实际值 引入的不确定度 分量“ (d)根据JJG146—2011《量块》检定规程 ， 等量块长度测量不确定度为0．10txm+l Xl0 ×f 包 含因子 =2．58．由此引入的不确定度分量为在 20film时 ，M1(d)=—O．1O
—
+lx lO~ k
一
20000=0
．0465 m2．量块 与塞规 比较测量差值引入 的不确定度 分量『上2(d)测长机比较测量差值引入的不确定度主要来源于测长机微米刻度尺示值误差和测量重复性.

(1)测长机微米刻度尺示值误差引入的不确定度t2(矗1)根据测长机校准规范．微米刻度尺最大允许误 差为±0_2 m，按均匀分布，X~ 2Omm、(I)50mm、中1OOmnl的塞规．由微米刻度尺示值误差引入的标准不确定度均为U2( 1)=0．2／x／3=0．1l5t-urn(2)测量重复性引入的标准不确定度U：(r2：)在重复性条件下用量块与塞规比较测量l0次 在中20mmH~J"．单次测量的实验标准差为= 0．0956~m取3次测量的算术平均值作为测量结果，则存又 箍
O —＼ 术误u2(d2)：—0．
_=_
0956
： 0．055 1 mV 3由上述两项合成得到测长机测量差值引入的不确定度分量为在中20mmH~M2(d)=Vu2(d。)+M2(d2)= V0．1 15。+0．0551= 0．1281xm3．量块与塞规线膨胀 系数 差引入 的不确 定度 分量U3(d)量块与塞规线膨胀系数均为 (11．5~1)×l0 ～，估计线膨胀系数差在半宽为2xl0 一的区间服从三角分布．△f=0．5℃．由线膨胀系数差引入的不确定度分量为在 20mm时／Z3(d)=2OOOOxO．5x2x10 x／6=0．0082~m4．量块 与塞规 温度差引入的不确定度分量U (d)量块与塞规温度差估计不超过±0-3cIC．服从半宽为0-3℃的均匀分布．则由此引入的不确定度分量为在 20mm时U4(d)=2OOOOx1 1．5x10％<0．3／X／3=0．0398~m5．量块 长度 变动 量引入 的不确定度分量“ (d)根据JJG146—201l，20ram、50rain、lOOmm三等 量块的长度变动量为0．169~m。由于实际测量时测帽与量块为线接触．估计量块的长度变动量以最大值发生在短边方向．则南此引起的误差以上述变动量为半宽服从均匀分布．其不确定度分量为在~20mmH~，M5(d)=0．169／、／了=0．0976~m三、合成标 准不确 定度由于上述各分量彼此不相关 ．故其合成标准不确定度为／~2
c(d)=“ 。( )+M2(d)+M23(d)+M (d)+M25(d)TECHNOLOGY误差与不确定在中20ram时 一U(d)=0．172 m四、扩展不确定度的评定取包含因子k=2．则塞规直径尺寸比较测量的扩展不确定度为在dD2OmmH~．U=kxu (d)=2xO．1 72 0．351xm同理，在qb5Omm、~lOOmm时．相关标准不确定度分量的评定同qb2Omm对上述不确定度分量计算的结果汇总如表1所示表 1 不确定度一览表标准不确 不确定度值( m)定度分量 不确定度来源中2Omm 中50mm 中1O0mmH．(d) 量块实际值 0．0465 0．0581 0．0775It2(d) 比较测量的差值 O．128 O．125 0．130U3(d) 量块与塞规线膨胀系数差 0．0082 0．0204 0．O4O8U (d) 量块与塞规的温度差 0．0398 0．0995 O．199U5(d) 量块长度变动量 0．0976 O．1O5 0．1l8合成不确定度 (d) 0．172 O．2O1 0．279扩展不确定度 U，k=2 0．35 0．40 0．56通过上述分析可知 ．对不同规格的光滑塞规直径尺寸 ．在测长机上与三等量块进行比较测量 ．其不确定度主要来源于比较测量差值中的微米刻度尺示值误差、量块与塞规的温度差及量块长度变动量3个分量．而相互之间的差异主要是由量块与塞规的温度差产生的 可见在测长机上比较测量光滑塞规直径尺寸．由于仪器的示值误差仅来 自于微米刻度尺 ．与直接测量相 比．测量准确度得到显著提高 ：另一方面如果进行充分等温 ．控制量块与塞规的温度差．则在提高测量准确度的同时．可使不同规格的塞规直径尺寸测量准确度差异减小作者单位 【牛小民 西北烟草质检站、高宇海甘肃省计量研究院】岛关于请作者提供身份证号码及其他个人基础信息的启事根据《北京市地方税务局关于在全市范围内实行个人所得税全员全额扣缴申报管理的通知》精神，稿酬所得也作为个人所得税全员全额扣缴 申报项 目．并且扣缴义务人在进行初次扣缴 申报前应记录以下个人基础信息：姓名 、身份证照类型及号码 、职务 、户籍所在地 、有效联系电话 、有效通信地址及邮政编码等。个人及基础信息发生变化时 ，扣缴义务人应及时变更。因此，请广大作者给予配合 ，提供以上信息。

《中国计量》编辑部2013．10中国计量 83