数显卡尺示值误差的测量结果不确定度评定.doc

数显卡尺示值误差的测量结果不确定度评定1、概述：1.1测量方法:依据JJG30-2002通用卡尺检定规程。1.2环境条件：（201）1.3测量标准：5等量块，其长度尺寸的不确定度不大于（0、5+5L）m（L测量长度），包含因子为2.6。1.4被测对象:测量范围为(0300)mm,分度值为0.01mm的电子数显卡尺,最大允许示值误差为0.04mm.1.5测量过程对于测量范围为(0300)mm,的电子数显卡尺,测量点的分布不少于均匀分布的3点,如300mm的电子数显卡尺,其受测点为101.2、201.5 和291.8mm。被测电子数显卡尺各点示值误差以该点读数值（示值）与量块（测量标准）之差确定。1.6评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。2、建立数学模型L= Lc Lb + Lt式中：L卡尺示值误差，mmLc卡尺的示值，mmLb量块的标称长度，mmLt温度偏差修正值，mm3、列入不确定度分量（鱼刺图见附件）： 3,1卡尺示值分辩力引起的标准不确定度分量u1(Lc)； 3.2卡尺的测量重复性引起的标准不确定度分量u2(Lc)；3.3标准量块中心长度值引起的标准不确定度分量u(Lb)；3.4被校卡尺与量块的温度差和线膨胀系数差引起的不确定度分量u(Lt) ；4、测量不确定度评定：4.1、卡尺示值分辩力引起的标准不确定度分量u1(Lc)对于0.01mm分度值的卡尺，分辩力误差估计符合均匀分布，很可靠，u1(Lc) = （0.01/2）/=2.8m估计其相对标准不确定度为25%，1(Lc) = 84.2、卡尺的测量重复性引起的标准不确定度分量u2(Lc) 对卡尺进行10次重复测量，计算实验标准差为s3.0mu2(Lc) = 3.0m， 2(Lc) = 94.3、标准量块中心长度值引起的标准不确定度分量u(Lb) 5等3级量块的标称长度偏差允许值为 (0.80m +1610-6L)，(L-量块标称长度)，按均匀分布，当量块长度为291.8mm，其标准不确定度u(Lb)为：u(Lb) =3.2m 估计其相对标准不确定度为25%，(Lb) = 8(不可靠性)4.4、被校卡尺与量块的温度差和线膨胀系数差引起的不确定度分量u(Lt)由于温度偏离引起量块中心长度的偏差值为：1b=Lb（tb-20）b式中：1b： 量块中心长度修正值，mLb： 量块标称中心长度，mmtb ： 量块所处的实际温度，b： 量块膨胀系数， （11.51）10-6-1同时，卡尺的示值偏差值为：数显卡尺示值误差的测量结果不确定度评定1c= Lc（tc-20）c式中：1c： 卡尺偏差值，mLc： 卡尺示值，mmtc ： 卡尺所处的实际温度，c： 卡尺膨胀系数，（11.51）10-6-1所引起的实际尺寸偏差为：11b - 1cLb（tb-20）b - Lc（tc-20）c考虑以下极限情况：取：Lb= Lc= 291.8mmb=12.510-6-1c=10.510-6-1校准时按规程规定在(205)范围进行，估计卡尺与量块间存在0.5的不等温情况，取极限情况tb = 25， tc = 24.5，有：1291.8512.510-6291.84.510.510-64.4m该量未做修正直接引入误差，视为均匀分布，则：u(Lt) = 4.4/2.5m估计其相对标准不确定度为25%，(Lt)85、标准不确定度一览表：不确定度分量不确定度来源标准不确定度值灵敏系数自由度u1（Lc）卡尺分辩力2.8m18u2（Lc）卡尺测量重复性3.0m19U（Lb）量块尺寸3.2m-18U（Lt）卡尺和量块温度差和线膨胀系数差2.5m18uc()5.8m eff U95= 0.01mm6、合成标准不确定度：u1（Lc）、u2（Lc）、u（Lb）和u（Lt）相互独立，故c()= 5.8m7、有效自由度按韦尔奇-萨特思韦特公式算得：eff 8、扩展不确定度取置信概率P = 95%，查t分布表得k95 = 1.96，故U95 = kuc 0.01mm故出校准证书时，按下列给出：k=2，U=0.01mm或U95= 0.01mm，eff 9、报告 电子数显卡尺示值误差的扩展不确定度为U95= 0.01mm，有效自由度为eff 或U=0.01mm（k=2）附：鱼刺图卡卡尺的测量重复性引起的标准不确定度分量u2(Lc)被卡尺与量块的温度差线膨胀系数差引起的不定