计量标准技术报告(端度仪器).doc

计量标准技术报告计量标准名称端度测量仪器检定装置建立计量标准单位镇江市计量所计量标准负责人包剑筹建起止日期1999年4月说 明1、申请建立计量标准应填写计量标准技术报告。计量标准考核合格后由申请单位存档。2、计量标准技术报告由计量标准负责人填写。3、计量标准技术报告用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。目 录一、计量标准的工作原理及其组成（1）二、选用的计量标准器及主要配套设备（2）三、计量标准的主要技术指标（3）四、环境条件（3）五、计量标准的量值溯源和传递框图（4）六、计量标准的测量重复性考核（5）七、计量标准的稳定性考核（6）八、测量不确定度评定（7）九、计量标准的测量不确定度验证 （11）十、结 论（12）十一、附加说明 （12）一、计量标准的工作原理及其组成按JJG55-1984测长仪检定规程和JJG45-1999光学计检定规程，本套计量标准主要用于检定新制造、修理后及使用中的测长仪和分度值1mm的光学计。以检定仪器的示值误差为例，计量标准的工作原理叙述如下：1.检定卧式测长仪将仪器调整至正确状态，对准零位，然后将间隔10mm的三等量块，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。使工作台按水平轴和垂直轴转动，找到量块的最小值时，按仪器读数。各读数和所用量块的实际长度之差，即为各受检点相对零位的误差，任意两点误差中的最大值与最小值之差应不超过（mm）。2.检定立式光学计 用三等量块以“配对法”检定。检定前，在测量杆上安装球面测帽。立式光学计的工作台上安装三珠工作台，其中心应处在测量轴线上。受检点应至少分布在30mm，60mm和90mm六个位置上。其中，30mm和60mm点配4对，90mm点配3对。本套计量标准主要由三等83块组量块和光学仪器检具组成。1二、选用的计量标准器及主要配套设备计量标准器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定证书号量块83块组0.5100mm三等成都量具刃具厂/2694012001222量块+10块组11.009mm三等成都量具刃具厂/71-09012001221量块-10块组10.991mm三等成都量具刃具厂/1775012001108光学仪器检具北京计量院工厂/71021042001165主要配套设备平面平晶F100mm1级杭州光学仪器厂/88022102A4001扭簧比较仪00.05mm0.25mm哈尔滨量具刃具厂 /0086102B4512平面度检查仪01000哈尔滨量具刃具厂 /1-279102B4504标准玻璃线纹尺0200mm(0.2+1.5L)mm上海光学仪器厂/802408062002299读数显微镜JC-10济南光学仪器厂/8812102B45132三、计量标准的主要技术指标三等量块（83块组）测量范围：(0.5100)mm；不确定度：(0.10+1l)mm. 四、环境条件项 目要 求实 际 情 况结 论温 度(203)20合格温度变化0.5/h0.3/h合格3五、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具江苏省计量测试技术研究所二等量块标准装置0.5mm1000mmU=(0.05+0.5l)mm直 接 测 量本单位计量器具镇江市计量测试技术研究所端度测量仪器检定装置0100mmU=(0.10+1l)mm直 接 测 量下一级计量器具镇江市各企事业单位测长仪 1mm立、卧式光学计 0.2mm光学计0500mm 0200mm 0200mm=(1+5l)mm =(0.20.25)mm =(0.05+0.0025A)mm4六、计量标准的测量重复性考核以检定卧式测长仪100mm处示值误差为例。将卧式测长仪调整至正确状态，使毫米刻度尺的零线与读数装置的零位对准。将100mm量块安装在工作台上，升降和移动工作台，使量块处于测量轴线上。使工作台按其水平轴和垂直轴转动，找到量块的最小值时，按仪器读数。如此重复对零、对100mm量块读数，进行10次，得以下数据：100.0000mm; 100.0001mm; 100.0001mm; 100.0002mm; 100.0000mm;100.0000mm; 100.0001mm; 100.0001mm; 100.0002mm; 100.0000mm.得：n=10；平均值=0.26mm.于是其重复性为： s=0.052mm该数值小于测量不确定度评定（4.1）中引入的单次测量标准偏差s=0.079mm计量标准的重复性考核合格。5七、计量标准的稳定性考核 现将历年(2000年2002年)江苏省计量测试技术研究所的三等量块检定证书中检定数据作为计量标准的稳定性考核的有效数据(以100mm为例)进行数据分析： 检定日期检定证书号100mm量块实际尺寸（mm）2000年8月28日012000227100mm -0.72mm2001年8月27日012001222100mm -0.57mm2002年9月16日012002249100mm -0.72mm上表中，最大值与最小值之差为0.15mm，0.15mm，符合JJG146-1994量块检定规程中关于量块长度稳定度的要求。计量标准的稳定性考核合格。6八、测量不确定度评定1 概述1.1 测量方法 ：依据JJG55-1984测长仪检定规程1.2 环境条件：温度（203）。1.3 测量标准：三等量块，光学仪器检具 1.4 被测对象：以检定卧式测长仪示值误差为例评定测量不确定度。1.5 测量过程： 检定卧式测长仪时，移动测量轴，使两球面测量帽接触，并将测帽调整至正确状态，转动尾管的微动螺丝，使毫米刻度尺的零线与读数装置的零位对准。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。使工作台按其水平轴和垂直轴转动，找到量块的最小值时，按仪器读数。各读数和所用量块的实际长度之差，即为各受检点相对零位的误差。任意两点误差中的最大值与最小值之差为测长仪的示值误差。2 数学模型 各受检点相对零位的误差为= D - L (1)式中：D各受检点上仪器的读数值；L所用标准量块的实际长度。测长仪的示值误差为=max-min = (Dmax- Lmax)-(Dmin Lmin) (2)式中：max,min 对零位的误差的最大值与最小值（mm）；Dmax , Dmin 对零位的误差为最大值与最小值的受检点至零位的长度（mm）； Lmax , Lmin 对零位的误差为最大值与最小值的受检点检定所用量块的实际长度（mm）。考虑到测量中可能导致不确定度的其它来源，式（2）可写成：= (Dmax- Lmax)-(Dmin Lmin) +a+b (3)式中：a检定时温度偏离标准温度对检定结果的影响； b检定时量块与仪器的温度差对检定结果的影响。3 方差和灵敏系数式（3）中，没有任何输入量具有值得考虑的相关性。依，有 (4)7八、测量不确定度评定式（4）中，u1、u2、u3、u4、ua、ub分别为Dmax、Dmin、Lmax、Lmin和a、b的标准不确定度。又，式（4）中，灵敏系数的绝对值均为1，故可写为 (5)4 计算分量标准不确定度下面设对零位误差的最大值为100mm受检点，对零位误差的最小值为10mm受检点，以此为例进行不确定度分析4.1 测量重复性估算的不确定度分量u1和u2u1和u2的不确定度来源相同，故u1=u2。测量重复性是将测长仪调整至正确状态，零位对准，然后将100mm量块安装在工作台上进行测量。找到量块的最小值时，按仪器读数。如此重复对零、对100mm量块读数，进行10次，得以下数据：100.0000mm; 100.0001mm; 100.0001mm; 100.0002mm; 100.0002mm;100.0002mm; 100.0001mm; 100.0001mm; 100.0002mm; 100.0000mm.实验标准差s=0.079mm，n=10。在实际检定中测量一次，故u1=u2=s=0.079mm4.2 100mm三等量块中心长度测量不确定度的引入分量u3100mm三等量块中心长度的扩展不确定度为0.20mm，置信概率为99%，按正态分布，包含因子k=2.58，量块的不确定度引入的分量u3估算为mm4.3 10mm三等量块中心长度测量不确定度的引入分量u410mm三等量块中心长度的扩展不确定度为0.11mm，置信概率为99%，按正态分布，包含因子k=2.58，量块的不确定度引入的分量u3估算为mm4.4 温度偏离标准温度对检定结果影响的不确定度引入分量ua按JJG55-1984测长仪检定规程要求，检定室内温度为（203）。仪器玻璃尺与量块的线膨胀系数分别为D=(10.20.5)10-6 -1和L=(11.51)10-6 -1。4.4.1 温度偏离标准温度未对检定结果进行修正而引入的不确定度分量ua18八、测量不确定度评定仪器玻璃尺与量块的线膨胀系数差的最佳估计值= -1.310-6 -1，按规程要求温度最多偏离3，则未修正量最大值a1=90mm(1.310-6) -13=0.35mm，按均匀分布，不确定度分量ua1估算为mm估计其相对不确定度为10%，得自由度a1=50。4.4.2 仪器玻璃尺与量块的线膨胀系数差的不确定度引入的不确定度分量ua2仪器玻璃尺和量块的线膨胀系数在(10.20.5)10-6 -1和(11.51)10-6 -1范围内满足矩形分布，则线膨胀系数差在1.510-6 -1的区间内满足三角分布。按偏离标准温度3计算，得线膨胀系数差的不确定度引入的不确定度分量ua2mm估计其相对不确定度为10%，得自由度a2=50。以上两项合成得：mm4.5 量块与仪器玻璃尺的温度差对检定结果的影响引入的不确定度分量ub量块和仪器平衡温度时间充分后，温度差以等概率落于估计区间（-0.2+0.2）内任何处，即温度差在估计区间（-0.2+0.2）内为均匀分布，温度差对检定结果的影响量的误差限b=90mm(11.510-6) -10.2=0.21mm。所以，有mm估计其相对不确定度为25%，得自由度b=8。5 合成标准不确定度 (mm)2mm6 有效自由度9八、测量不确定度评定7 扩展不确定度mm8 报告卧式测长仪示值误差的扩展不确定度：U95=0.64mm，合成标准不确定度mm，有效自由度，包含因子kp = t95(100) = 1.98，从而具有约为95%概率的置信区间。10九、计量标准的测量不确定度验证以一台稳定的卧式测长仪，分别用我所及扬州市计量所的端度测量仪器检定装置进行检定，检定数据如下：检定单位100mm点示值误差（mm）扩展不确定度我所0