针规直径测量结果的不确定度评定

倪颖倩　刘彤

【摘 要】直径是校准针规的一个重要参数，本文依据JJF1207-2008《针规、三针》校准规范，运用不确定度评定与表示方法，对针规直径的测量不确定度进行评定。

【关键词】针规；直径；不确定度

0 引言

针规是带有标称直径的圆柱體量具，用于检查位置，测量孔的尺寸，检查两孔距，也可作通止规及测量孔的深度用，是孔的标准化检测的必备检具。直径值是针规的重要参数，本文对针规的直径值进行测量不确定度评定，在以后的计量工作中，可根据评定结果，采取相应措施，提高测量准确度，因此具有重要的研究意义。

1 概述

1.1 测量依据与测量标准

JJF 1207—2008《针规、三针》校准规范。测量标准器为测长机，测量范围为（0～3）m。

1.2 环境条件与被测对象

实验室温度为（20±1）℃，相对湿度为50%～70%。被测对象为标称尺寸为Φ5.000mm的针规。按照JJF 1207—2008《针规、三针》的要求进行测量，在测长机上对针规直径尺寸测量10组，求其平均值作为最终结果。

2 测量模型及各输入量的灵敏系数

2.1 测量模型

根据测量原理或方法，给出被测针规直径D的数学测量模型：

D=l

式中：D-被测针规的直径；l-测长机读数值。

2.2 灵敏系数

依据：u2c（y）=∑u2（xi）得：u2c=（D）=u2（l）

3 各输入量的标准不确定度分量的评定

3.1 A类标准不确定度评定

3.1.1 由测量重复性引入的标准不确定度分量u1

对Φ5.000mm的针规重复测量10次，测得结果如下：

=5.0003mm ∑V2i=0.11μm

根据贝塞尔公式，计算实验标准偏差S==0.11μm

由于实测时以十次测量值的平均值作为测量结果，故A类不确定度u1==0.035μm

3.2 B类标准不确定度评定

3.2.1 由测长机的示值误差引入的标准不确定度分量

测量Φ5.000mm针规时，测长机的示值误差为0.3μm，服从均匀分布，则由测长机的示值误差引入的标准不确定度分量为u2==0.173μm

3.2.2 由测长机的测头误差引入的不确定度分量

测量直径时是用测头刃口测量，一般前端和后端的误差基本在0.3μm以内，服从均匀分布，则测头误差引入的不确定度分量为u3==0.173μm

3.2.3 由测长机分辨力估算引入的不确定度分量

测长机的分度值为1μm，准确估读到0.1μm，服从均匀分布，则测长机分辨力估算引入的不确定度分量为u4==0.06μm

3.2.4 环境温度引起的不确定度分量

环境条件的影响主要表现为室温的变化，被测针规与仪器的差异等方面。测量时，在校准规范规定的环境条件下进行，并在测量前充分恒温，因此以上因素的影响可以忽略不计。

4 合成标准不确定度及扩展不确定度的评定

4.1 灵敏系数

C1=C2=C3=C4=1

4.2 标准不确定度汇总表

表1 标准不确定度汇总表

4.3 合成标准不确定度uc（y）的评定

各输入量x1…xi…xn独立不相关，合成uc（y）

测量Φ5.000mm针规时：

uc=

=

≈0.25μm

4.4 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，计算扩展不确定度U：

U=k·uc（y）=2×0.25≈0.5μm

5 测量不确定度报告

根据评定后的扩展不确定度，Φ5.000mm针规直径测量结果扩展不确定度为：

U=0.5μm k=2。

【参考文献】

[1]JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》.

[2]JJF 1207—2008《针规、三针》.endprint