圆柱螺纹量规的测量不确定度评定.docx

作业指导书编号：zy12-gz-001版本：第三版修改：第0次修改 作业指导书种类及格式 编写规则作 业 指 导 书圆柱螺纹量规校准结果的测量不确定度评定版号：第一版文件编号：编制： 日期： 年 月 日审核： 日期： 年 月 日批准： 日期： 年 月 日实施日期： 年 月 日受控编号：2013-08-21 实施 第4页 共5页圆柱螺纹量规校准结果的测量不确定度评定1 概述1.1 测量依据：jjf1345-2012圆柱螺纹量规校准规范1.2 环境条件：（1723）1.3 计量标准：主要计量标准设备为测长仪，三坐标测量机。表1 实验室的计量标准器和配套设备序号设备名称技术性能1测长仪测量范围：（0500）mmmpe：（1+l/200）m三坐标测量机测量范围：（200200400）mmmpe：（1+l/400）m1.4 被测对象：m（1180）mm的圆柱螺纹量规中径。1.5 测量方法：测量外螺纹时在卧式测长仪上用三针法测量外螺纹中径。把三根直径相同的三针放在螺纹的沟槽里，其中两根放在一侧相邻的沟槽里，而另一根放在另一边对应的中径沟槽内，用测长仪测量出尺寸m，然后根据公式计算求出被测螺纹的单一中径。测量内螺纹中径时在三坐标测量机上用两点法测量内螺纹中径。2 影响测量不确定度的影响量影响测量不确定度的影响量主要有：测量重复性引起的标准不确定度分量、从测长仪上读数m的不确定度的分量、三针直径引入的不确定度分量、螺距误差引入的不确定度分量、螺纹半角误差引入的不确定度分量、测量温度引入的误差。3 数学模型对于外螺纹中径：对于内螺纹中径： 式中: 仪器测量值（mm）； 三针直径（mm）； 探针或三针常数（mm）； 公称螺距（mm）； 公称牙型半角（）。4 标准不确定度评定4.1 测量重复性引起的标准不确定度用a类标准不确定度评定。利用本标准装置连续测量m221.5-6h工作螺纹塞规t端中径，得到测量数列（单位 mm）：21.0252、21.0252、21.0255、21.0255、21.0255、21.0253、21.0252、21.0255、21.0255、21.0255计算单次实验标准偏差。用同样的方法测量该塞规的另外两截面，得到2组测量数据，单次实验标准偏差为2=0.15m，3=0.15m。合成样本标准偏差为； 由此可得重复性引起得不确定度分量 4.2 从测长仪上读数m的不确定度的分量用b类标准不确定度评定。测长仪的示值误差为（1+l/200）m，在25mm以内仪器示值误差为1.125m，服从均匀分布，其包含因子，故：。4.3 三针直径引入的不确定度分量用b类标准不确定度评定。三针为0级三针，当，允许偏差； 当，允许偏差服从均匀分布，则4.4 螺距误差引入的不确定度分量 用b类标准不确定度评定。根据jjg56-2000工具显微镜校准规程，万能工具显微镜10mm范围内示值误差为1.1测螺距的极限误差为服从均匀分布， 则4.5 螺纹半角误差引入的不确定度分量用b类标准不确定度评定。当选最佳直径三针时，即半角偏差的影响可以忽略不计，所以当选最佳直径三针时，即半角偏差的影响可以忽略不计，所以4.6 测量温度引入的误差用b类标准不确定度评定。按照规程要求进行等温，被测塞规与测长仪温度差不大于0.3.假定塞规与测长仪线膨胀系数假定为=11.5 10-6-1且均匀分布： 则=11.5 10-6-122mm0.3/1.732=0.044检定时温度对20的最大偏差为3，假定测长仪与塞规线膨胀系数之差小于10%且服从均匀分布： 则=11.5 10-6-122mm310%/1.732=0.0445 合成标准不确定度5.1 灵敏系数 测量值的灵敏系数 ： 三针的灵敏系数 ： 螺距的灵敏系数： 5.2 不确定度分量汇总表2 不确定度分量汇总表不确定度来源包含区间半宽a包含概率p包含因子k灵敏系数ciui（y）测量重复性0.15m68%110.15m测量值m 1.125m100%10.65m三针直径0.5m100% 0.58m螺距误差1.1m100%0.55m螺纹半角误差00温度误差0.076m100%10.044m0.076m0.044m5.3 合成标准不确定度计算 以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：uc(y)=6 扩展标准不确定度计算因输出估计值的合成标准不确定度包含的多个分量可视为正态分布，所以输出量估计值可近似为正态分布。uc(y)的有效自由度估计较大，可取包含因子k2，此时u=2 uc(y)所确定区间具有的包含概率约为95，则： 7 日常常规校准测量不确定度的预评估 日常常规工作中，使用螺纹量规装置对圆柱外螺纹量规进行校准。对各型号圆柱外螺纹量规中径测量不确定度评估如表3。表3 各型号测量不确定度评估汇总表（外螺纹） d/mm不确定度分量/muc/mu/m (k2)u1u2u3u4u5u61u621250.150.650.580.5500.0440.0441.052.125500.150.730.580.5500.100.101.102.2501000.150.870.580.5500.200.201.232.51001500.150.870.580.5500.300.301.272.61501800.150.870.580.5500.360.361.302.6 对内螺纹进行测量时，测量不确定度各影响分量与外螺纹一样。在重复性实验中发现稍大于外螺纹测量时的值。三坐标测量机准确度优于测长仪，探针经校准后误差优于0.5m，所以分量、可认为不发生变化。但由于探针的直径偏离最佳探针直径，所以此时牙侧角引入的不确定度分量不能忽略，经相应公式计算可取。因此对各型号圆柱内螺纹量规测量不确定度评估如表4。表4 各型号测量不确定度评估汇总表（内螺纹） d/mm不确定度分量/muc/mu/m (k2)u1u2u3u4u5u61u621250.400.650.580.551.00.0440.0441.53.025500.400.730.580.551.00.100.101.543.1501000.400.870.580.551.00.200.201.633.31001500.400.870.580.551.00.300.301.663.41501800.400.870.580.551.00.360.361.683.48 校准和测量能力（cmc）螺纹量规校准装置校准圆柱外螺纹量规中径项目的cmc为：测量范围（125）mm， u=2.1m，k=2；测量范围（2550）mm， u=2.2m，k=2测量范围（50100）mm， u=2.5m，k=2测量范围（1001