测长仪示值误差测量结果的不确定度评定

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1.1 测量方法：依据 J.IFl189-20o8《测长仪校准规范》。

1.3 测量标准：三等标准量块，扩展不确定度 U0.10tma1×10 f 包含因子 2.58，有效自由度 ∞。

14 被测对象：测长仪，测量范围(0-100)rlml，最大允许误差(1 ) m。

1.5 测量过程校准测长仪示值误差时，移动测量轴，使两球面测帽接触，并将测帽调整至正确状态，并将仪器置零。然后将间隔 10mm的量块，依次地安装在工作台上。升降和移动工作台，使量块处于测量轴线上。移动测量轴，使球面测帽与量块工作面接触。再使工作台按其水平轴和垂直轴转动，找到最小值时(拐点)，在仪器上读数，取各读数与所用量块实际长度之差，即为各校准点相对零位的误差。

1.6 评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，-般可直接使用本不确定度的评定结果。

2 数学模型△( - 0)-式中：△各点的示值误差；- 各校准点上仪器的读数值；。- 起始点上的仪器的读数值；- 所用标准量块的实际长度。

3 输入量的标准不确定度评定3.1 输入量 厶的标准不确定度 n(L )的评定输人量 的不确定度来源是测长仪的测量重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。

选-稳定测长仪(型号为JD25-C，生产厂家为贵州新天)，选择 10mm点，连续测量 lO次，得到测量列10.0001，10.0000.10.0000，10.0001，10.0000，10.0000，10.0000，10.0000，10.0002，10.0002ramor------- -√ o.o8再对 20mm，30mm，40mm，50ram，60mm，70mm，80mm，90mm测量点，各在重复性条件下连续测量 lO次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述得到单次实验标准差，如表 1所示。

表 1 m组实验标准差计算结果茎墅堑 墨 ! ! ： ：塑 ： ：塑 ：塑 ： ： ： ：合成样本标准差 s。为sP √ s 20.08tm则可得到(Li)s。0.08tm自由度为I∑ 9×(10-1)-803.2 输人量 L0的标准不确定度 u(Lo)的评定按 3.1方法，可得到(Lo)s。O.08p.m自由度为2∑ 1f9×(10-1) 803.3 输人量 的标准不确定度 (L )的评定输入量 t的标准不确定度来源主要是标准量块的定值不确定度引起的标准不确定度分项 ( 1)；由于测长仪与标准量块的温度线膨胀系数不同，当温度偏离标准温度20cC时引起的标准不确定度分项 u(厶2)；由于测长仪与标准量块的温度线膨胀系数的不确定度，当温度偏离标准温度20C时引起的标准不确定度分项 u(厶3)；以及由于测长仪与标准量块温度差引起的标准不确定度分项 /.Z( 4)。以上均可采用 B类方法进行评定。

3.3.1 标准量块的定值不确定度引起的标准不确定度陈俊等：鼬长佼示值误差溺量结果的不确定度评定( 1)的评定三等标准量块的扩展不确定度：U0.10/zm1×l0 fI包含因子 后2.58，有效 自由度 Vef：。。，当 f 取100ram时，U0.11/ma，标准不确定度 ( 1)为(Ls1)： ： ：0.04tma /)31：∞3.3.2 测长仪与标准量块的温度线膨胀系数不同，当温度偏离标准温度2O℃时引起的标准不确定度 u(厶2)评定校准时，温度在(20±1)c的范围内服从均匀分布，该分面的半宽 C/，1 oC，包含因子 k ，测长仪与标准量块温度线膨胀系数分别为(1O.2±O.5)×10-6oC-1和(11.5±1)×10- oC～，则 Aa1.3×10- ℃～，标准不确定度 ( 2)为( k /4 合成标 准不确 足反 的评足4.1 传递系数厶的传递系数 c l的传递系数 c2 -l的传递系数 c， -14.2 标准不确定度汇总表(见.表 2)。

表 2 标准不确定度汇总表 o.08tma 4. 3估计 为0.1，则自由度 50n3.3.3 测长仪与标准量块的温度线膨胀系数的不确定度，当温度偏离标准温度 ℃时引起的标准不确定度 (厶 )评定测长仪与标准量块的温度线膨胀系数分别在(1O.2±0.5)×10 clC 和(11.5±1)×10- ℃ 的范围内服从均匀分布，则△口在(1.3±1.5)x 106oC 的范围内服从梯形分布，该梯形分布的半宽 a1.5×10 oC～，包含因子 k/6/(10.333 )2.324，当温度偏离量 △ 1℃时，标准不确定度 (Zs )为(Ls) 0.06tan估计 宅 为0.1，则自由度 ∞ 50。

3.3.4 测长仪与标准量块温度差引起的标准不确定度(厶4)评定经等温后，测长仪与标准量块温度之差估计在 ±0.3C范围内服从均匀分布，该分布半宽 口O.3℃，包含因子 k：√3，标准不确定度 ( 4)为(厶4)： ： ：0.2O舯 ，-了---------- -------- u lm√3估计 为 o.2，则自由度 12。

3.3.5 输入量 的标准不确定度 (厶)的计算U4(Z s1) /Z4 (L，2 ) /，4(Z s3) u4 (Zs4)/)31 V32 V33 V34(厶)/0.0420.08 0.0620.2020.23脚3 - 0. 234 2l s∞ 。 50 50 。 12合成标准不确定度的计算输入量Lf、 0、Ls彼此不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：(△)-a-A ) 2 ) ) [clu(厶)] [c2u( )] [c3(厶)]即 。(△)、 o.264.4 合成标准不确定度的有效自由度(△)Vef ! 兰! ]：[12兰!墨 ]：[! 刍1 3：1 V2 V3- - ：0.084 0.08 O.23 -J叶 5 扩展不确定度的评定取置信概率 P95%，按有效自由度 34，查t分布表得到kpt95(34)2.04扩展不确定度为U95t95(34) 。(△)2.04×O.260.5tan6 测量不确定度的报告与表示测长仪示值误差测量结果的扩展不确定度为U950.5tma kt95(34)2.04 v，f34