外径千分尺示值误差测量结果的不确定度评定

纪红

【摘要】本文选用四等量块对测量范围为0～25 mm，分度值为0.01 mm的千分尺进行测量，得到千分尺的示值误差，在千分尺检定规程上查表得知，0～25 mm外径千分尺的最大允许误差为±4μm，即此千分尺示值误差≤±4μm，在此基础上对外径千分尺示值误差进行不确定度的分析与评定。

【关键词】外径千分尺；示值误差；不确定度

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.02.013

Evaluation of Uncertainty in Measurement Results of Indication Error of Outside Micrometer

JI Hong

（Xingcheng Inspection and Testing Center，Xingcheng 125100，China）

Abstract：In this paper，four equal measuring blocks are selected to measure the micrometer with a measuring range of 0～25 mm and a graduation value of 0.01 mm，and the indication error of the micrometer is obtained. According to the table on the micrometer verification regulation，the maximum allowable error of the 0～25 mm outside micrometer is±4μm. Namely，the indication error of the micrometer is≤±4μm. On this basis，the uncertainty of the indication error of the external diameter micrometer is analyzed and evaluated.

Key words：outside micrometer；indication error；uncertainty

千分尺作为常用的测量工具，由于具有测量精度高、使用便捷等优点而经常被企业用于测量工件的外形尺寸，是在我国被广泛使用的一种计量器具。千分尺的基本原理就是通过旋转测力装置把旋进运动变为直线位移，然后通过读取千分尺的读数测量工件尺寸。

1外径千分尺的检定方法

1.1检定方法

选用四等量块，采用直接测量法对千分尺的示值误差进行检定。检定时对千分尺的计量性能要求是：测微螺杆的轴向串动和径向摆动均不大于0.01 mm，测砧与测微螺杆测量面的相对偏移不超过0.05 mm，测量面与球面接触时作用力在5～10 N之间，固定套管上的刻线与微分筒上的刻线的宽度差不大于0.03 mm，测量面的平面度为0.15μm≤0.6μm，两测量面的平行度为1μm≤2μm，均符合JJG 21—2008《千分尺》要求。检定时四等量块与千分尺测量面直接接触，让两接触面相互垂直，然后轻轻转动测力装置，使测量砧面与量块均匀接触，最后进行读数。各受检点的测量读数值与量块尺寸的标称值的差值即为各受检点的示值误差。测量范围为0～25 mm的千分尺受检点分别是5.12 mm、10.24 mm、15.36 mm、21.5 mm、25 mm。

1.2检定环境条件

实验室应具有稳定的环境条件，温度和湿度符合检定规程的要求，应避免温度、湿度大范围波动，以减小环境条件对检定结果的影响。被测量的千分尺样品应提早放入实验室，放置时间要大于2小时。按照检定规程的规定，被测样品与标准器室温一致后再进行测量，避免千分尺与标准器环境温度相差过大而影响测量结果。检定温度为（20±5）℃，室内湿度不大于70%RH。

1.3被检测样品

被检测样品名称：千分尺。型号规格：0～25 mm，分度值0.01 mm。编号：1304737。接收状态：正常。

2千分尺测量数学模型

3千分尺標准不确定度分析与评定

依据JJG 21—2008《千分尺》要求分析不确定度的来源，采用A类、B类评定方法对千分尺示值误差的不确定度进行评定，千分尺当测量范围为0～25 mm时，通过分析得到标准不确定度的来源有以下几点：

1）由于对千分尺各个检测点分别进行了10次重复性测量，所以由测量重复性引入的不确定度，采用贝塞尔公式进行计算，求得实验室标准偏差；2）检定用的标准量块带入的不确定度，是由公式中分别带入测量点的数值求得；3）由于千分尺和标准量块具有线胀系数差带入的不确定度，由B类评定得到；4）千分尺和标准量块的温度差引入的不确定度也由B类评定得到；5）由于千分尺的测量范围为0～25 mm，所以被检千分尺下限为零，不需使用对零量块，故对零量块引入的不确定度为零。

在室温20℃，湿度为60%RH的环境中，采用四等标准量块对规格为0～25 mm，分度值为0.01 mm的千分尺，分别在5个被测点进行10次重复独立测量，然后根据所得数据进行不确定度评定。具体见表1。