线纹钢直角尺垂直度和线纹示值结果的分析

李炜东

【摘 要】线纹钢直角尺是一种计量长度的工具，该工具应用范围十分广泛，为了保证线纹钢直角尺测量准确性，本文开展了相关实验。本文主要内容以JG7-2004《直角尺》检定规程为依据，通过介绍线纹钢直角尺的量值的溯源方法，分析了该测量工具税制度以及相关示值结果，包含有评估该直角尺的不确定度以及最大允许误差等，希望能为我国线纹钢直角尺的应用有所启示。

【关键词】线纹钢直角尺;垂直度;线纹示值;不确定度;计量误差

前言：在长度计量过程中，基础是圆规与直尺，刻度直角钢尺是鲁班曲尺的基础上进行改造的，刻度直角钢尺主要是将符合垂直度的两把钢直尺铸造在仪器，使得一把线纹钢直角尺同时拥有测量垂直度与长度的功能，并且还能够在一定条件下，代替圆规作图。线纹钢直角尺身为劳动人民的智慧结晶，为人们提供了诸多便捷，但是在使用工具计量工具开展测量工作时，为了确保计量准确，需要定期对工具进行校正，以确保工具使用者的利益。在校正过程中，刻度直角钢尺身为一种常见的测量器具，能够测量线纹示值误差与垂直度，在计量工作中应用十分广泛。

1.线纹钢直角尺的相关概述

在使用线纹钢直角尺计量长度时，首先要保证该计量器具的准确性与一致性，这样才能在最大程度上保证器具使用者的利益。在我国JG7-2004《直角尺》检定规程中规定，线纹钢直角尺又被称为刻度直角钢尺，在使用过程中，测量面的垂直度不能低于2级的标准角尺或者宽座直角尺。在检定线纹钢直角尺的过程中，可以使用钢直尺进行比较检定[1]。

2.线纹钢直角尺外角的不确定度评估

2.1测量原理、方法与依据

在我国出台的JG7-2004《直角尺》检定规程中规定，在确定线纹钢直角尺的外角偏差值时，需要以平板作为标准面，将圆柱角尺作间隙与线纹钢直角尺进行比较，最终得出直角尺的外角偏差值。

在对线纹钢直角尺外角不确定度进行评估时，首先将被测量的器具放置在平板工作面上，观察线纹钢直角尺与平板面之间的光隙，然后使用塞尺对线纹钢直角尺的外角偏差值进行测量，最终得出相关数值。

2.2建立数学模型

2.2.1数字模型

H=h+h0

在已建立的数字模型当中，H代表的是线纹钢直角尺的外角偏差值，h代表的是測量线纹钢直角尺的塞尺的测量值，h0代表的是圆柱角尺母线垂直度的偏差，以上所有测量的数值单位都为毫米（mm）。

方差与灵敏度系数可以用以下算式进行表述：

得：

在该算式中，c（h0）=1，c（h）=1，则

2.3测量不确定度分量计算

2.3.1线纹钢直角尺与标准圆柱角尺比较差值估算的不确定度分量u（h）

（1）通过重复性测量不确定度分量值u（h1）

所谓的测量重复性指代的是测量圆柱角尺与长边尺寸为150～500mm的直角尺外角两者在平板上的比较测量角度，根据十次反复测量结果最终得到的标准差。

（2）使用塞尺示值测量不确定分量值u（h2）

（3）根据定位误差计算线纹钢直角尺的不确定度分量值u（h3）

在测量线纹钢直角尺的不确定度分量时，由于最终不确定度分量值会受到支撑平板平面度的影响，此影响是由线纹钢直角尺偏离垂直位置所导致的，因此在测量比较的过程中，一定要考虑垂直度偏离带来的影响，否则会导致不确定度分量值不够准确，但是一般情况下由此产生的测量误差可以对其忽略不计。

2.3.2通过标准圆柱角尺角值不确定度估算的分量u（h0）

通过圆柱角尺母线垂直度误差估算不确定分量值u（h01）：根据我国已经出台的JJG7-2004《直角尺》检定规程规定，在测量线纹钢直角尺的不确定度时，0级圆柱角尺在测量过程中，测量面相较于基面而言，其中的垂直度误差每500mm应该在0.08mm以内，取k=3，则：

通过圆柱角尺母线的直线度误差对线纹钢直角尺的不确定度分量值进行估算：根据我国已经出台的JJG7-2004《直角尺》检定规程规定，在测量线纹钢直角尺的不确定度时，0级圆柱角尺在测量时目前的直线度应该为0.003mm，此时取k=3，则：

3.线纹钢直角尺的线纹直尺的不确定度评估

3.1测量方法，利用线纹尺与被检尺进行比较，两者之间的差异即为被检尺，也就是线纹钢直角尺的线纹直尺的示值误差。

3.2建立数学模型

在该数学模型当中， 为线纹钢直角尺的线纹直尺示值误差，L为线纹钢直角尺的线纹直尺示值， 为标准尺的示值。 为线纹钢直角尺的线纹直尺的膨胀系数，此数值的单位为1/℃， 为测量环境温度与20℃之间的偏差数值选取℃，上述数值除了特殊单位之外，其余数值单位皆为mm。

3.3测量线纹钢直角尺的线纹直尺的不确定度分析

测量线纹直尺不确定度分析如下表所示。

结语：综上所述，线纹钢直角尺身为长度计量中的重要工具，在使用过程中首先得保障该工具的精确性，在对线纹钢直角尺的垂直度与线纹示值结果进行分析时，需要对其不确定度进行评估，开展分量计算工作，以便能够得出最大允许误差值，为计量工作顺利开展提供保障，保护线纹钢直角尺使用者的自身利益，提高线纹钢直角尺的精确度。

参考文献：

[1]李凌梅，戴庆生，张欣，等.线纹钢直角尺垂直度和线纹示值结果的分析[J].电子测量技术，2017，40（7）：64-66.

（作者单位：广东省梅州市质量计量监督检测所）