百分表计量标准技术报告.doc

计量标准技术报告计 量 标 准 名 称 检定指示类量具标准装置 建立计量标准单位 计量标准负责人 筹 建 起 止 日 期 一、计量标准的工作原理及其组成工作原理：用光栅式指示表检定仪或百分表检定器检定百分表时，先将检定仪和指示表分别对好零位，百分表示值误差是在正反行程的方向上间隔10个分度进行检定。检定仪移动规定分度后，在指示表上读取各点相应的误差值，直到工作行程终点，继续压缩测杆使指针转过10个分度，接着反向进行检定。指示表的工作行程示值误差由正向行程内各受检点误差中的最大值与最小值之差确定。百分表任意1mm示值误差分别根据百分表0-1，1-2，2-3mm各段正行程范围内所得误差中的最大值与最小值之差确定。百分表任意0.1mm范围内的示值误差以正行程内任意相邻两点上的误差之差来求得。在示值误差检定完后，取正、反行程同一点误差之差的最大值确定回程误差。组成：本套装置主要由百分表检定仪、万能工具显微镜、表面粗糙度比较样块等组成。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百分表检定仪BJ-0-25mm合格上海技监局实验工厂263CD2004-1-050297百分表检定仪BJ-0-25mm合格苏州计量局实验工厂379CD2004-1-050309百分表检定仪BJ-0-25mm合格苏州计量局实验工厂607CD2004-1-050298百分表检定仪BJ-0-25mm合格上海技监局实验工厂259CD2004-1-050299百分表检定仪BJ-0-25mm合格上海检测仪器厂405CD2004-1-050300光栅式指示表检定仪GZJ0-10mm2.5m郑州市永成量仪研制所99006CD2004-1-050308主要配套设备万能工具显微镜19JA横向行程100mm纵向行程200mm（1+L/100）m上海光学仪器厂720219长度字第2003414号表面粗糙度比较样块27块组Ra（0.025-6.30）m合格山东潍坊量具厂91-2552CD2003-3-021794表面粗糙度比较样块27块组Ra（0.025-6.30）m合格山东潍坊量具厂91-2454CD2003-3-021795表面粗糙度比较样块27块组Ra（0.025-6.30）m合格哈尔滨市龙江非标量具厂CD2003-3-022127表面粗糙度比较样块27块组Ra（0.025-6.30）m合格山东潍坊量具厂91-2461CD2003-3-021793三、计量标准的主要技术指标1、测量范围：0-25mm2、百分表检定仪示值误差：4m/25mm3、万能工具显微镜的示值误差：（1+L/100）m4、扩展不确定度：U95=6.7m kp=t95（100）=1.98四、环境条件项目要求实际情况结论温度2010205符合要求湿度65%RH65%RH符合要求五、计量标准的量值溯源和传递框图安徽省计量测试研究所四等量块0.5100mmU=（0.20+2L）m比较测量百分表检定仪025mm=（34）m安徽合力股份有限公司直接测量量传对象内径百分表6160mm=（615）m杠杆百分表00.8mm=（615）m百分表025mm=（520）m符 号说 明U-测量结果总不确定度（m）L-被测量块标称长度（m）-示值误差（m）六、计量标准的测量重复性考核选取0-3mm百分表，在本装置正常工作的条件下，等精度直接测量百分表第四圈0.4mm重复5次，各次测量值如下：序号测量值Xi（m）V=XiXVi21+50.40.162+50.40.163+50.40.164+6+0.60.365+6+0.60.16X+5.41.21.00m 七、计量标准的稳定性考核选定一台光栅式百分表检定仪，型号为GZJ，本厂编号LS60-03-201，出厂编号99006。经省计量测试所检定，2003年9月16日，任意1mm的示值误差为1.0m。2004年6月3日，任意1mm的示值误差为1.5m。两年同一指标的示值误差的差值为0.5m，符合稳定性考核的要求。八、测量不确定度评定1. 数学模型：e=max-min式中：e百分表示值误差； max百分表正行程上最大误差； min百分表正行程上最小误差； max= La- Ls；min= La- Ls式中：La百分表的示值；Ls百分表检定器的示值。2.输入量的标准不确定度的评定2.1 输入量max的标准不确定度u（max）的评定输入量max的不确定度来源，主要是百分表示值引起的标准不确定度分项u（La）和百分表检定器引起的标准不确定度分项u（La）。2.1.1 百分表什引起的不确定度分项u（La）采用A类方法进行评定。选取百分表示值3mm为测量点，连续测量10次，得到测量列3.008mm、3.008mm、3.007mm、3.008mm、3.008mm、3.008mm、3.007mm、3.008mm、3.009mm、3.008mmLa = 3.0079 mm(Lai- )2n - 1La单次标准差 s = = 0.568m选取百分表示值为3mm、5mm、9mm 3点，每点分别用百分表检定仪各在重复性条件下连续测量10次，共得3组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差。如下表所示。3组实验标准差计算结果示值（mm）359实验标准差 sj1mj =1m2jS0.568 m0.620 m0.597 m合并样本标准差 Sp = = 0.595m所以 u(La) = Sp 0.595m故自由度 (La) = 3 (10-1) = 272.1.2 百分表检定仪引起的标准不确定度分项u（Ls）的评定百分表检定仪引起的不确定度分基u(Ls)，由百分表检定仪示值误差引起的不确定度分项u(Ls1)和百分表检定仪测杆测量面，与旋转轴垂直度引起和不确定度分量u(Ls2)测力变化引起的不确定度分项u(Ls3)组成。2.1.2.1 百分表检定仪示值误差引起的不确定度分项u(Ls1)的评定（采用B类方法进行评定）3 根据检定规程，百分表检定仪示值误差为4.0m，认为其服从均匀分布，故包含因子k取3 u(Ls) = 4.0 / = 2.31mu(Ls1)U(Ls1)估计 = 0.10, 故则（Ls1）= 502.1.2.2 百分表检定仪测杆测量面与旋转轴垂直度引起的标准不确定度分项u(Ls2)（采用B类评定方法评定） 百分表测头和百分表检定仪测杆测量面接触点，对旋转轴的偏离R由百分表座与面分表检定仪测杆的同轴度R1和百分表装夹倾斜引起的偏离R2之和。R=R1+R2因R1= 0.10mm,R2 = Lsin。根据规程要求=0.002rad，又因值很小，sin= 0.002rad，L=10mm。则S = RS = 0.12 103 0.0003 = 0.036m百分表检定仪测杆测量成与旋转轴垂直度S为0.0003rad，故垂直度引起的轴向变化量为该误差为均匀分布，故33 u(Ls2) =S / = 0.036 / = 0.021mu(Ls2)U(Ls2)估计 = 0.25, 故（Ls2）= 82.1.2.3 测力变化引起的标准不确定度分项u(Ls3)的评定（采用B类方法进行评定）百分表与百分表检定器的接触为球面对平面接触，测力引起的变形量为P2 / d= k3式中：k系数，当百分一有检定器的测杆为硬质合金，百分表的测头材料为钢时，k=1.59.8-(2/3)m(mm)1/3(N)-2/3；p 测力值，p=1.0Nd 测头直径，d=2.5mm。由此得=（2k/3）d (-1/3) P (-1/3)P式中： 测头测力变化引起的变形量；P 测头测力变化允许值，P = 0.5 N 。=（2k/3）d (-1/3) P (-1/3)P=0.08m3认为其服从均匀分布，故k取 ，所以u(Ls3)U(Ls3)估计其 = 0.5 ，则（Ls3）= 22.1.2.4 百分表检定仪引起的标准不确定度分项u(Ls)的计算u2(Ls1)+ u2(Ls2)+ u2(Ls3)标准不确定度 u(Ls) = = 2.31m自由度(Ls) = u4(Ls)/ u4(Ls1)/(Ls1)+ u4(Ls2)/(Ls2)+ u4(Ls3)/(Ls3)=502.1.3输入量max的标准不确定度分项u（max）的计算u2(La)+ u2(Ls)标准不确定度 u(max) = = 2.385mu4(La)(La)u4(Ls)(Ls)u4(max)自由度 (max) = = 572.2 输入量min的标准不确定度分项u（min）的评定（采用B类方法进行评定）按上条方法可得到u(max)= 2.385m；自由度(max)=573.合成标准不确定度的评定3.1灵敏系数 数学模型 e=max-min 灵敏系数 c1= e /max = 1 c2= e /min = -13.2 合成标准不确定度的计算c1u (max) 2+ c2u (min) 2 输入量La与Ls彼此独立不相关，所以，合成标准不确定度可按下式得 uc(e) = =3.373m3.3合成标准不确定度的有效自由度 eff = =114自由不确定度大多是估算的，所以有效自由度按公式计算的结果可以近似取整，故eff取整为100。4.扩展不确定度的评定取置信概率p=95%，按有效自由度eff=100时，查t分布表得kp=t95（100）=1.984扩展不确定度为U95=6.7m九、计量标准的测量不确定度验证选定一测量范围（0-3）mm，分度值：0.001mm，本厂编号：LS20-01-253，出厂编号：91517 经本标准装置和省所分别检定结果如下表：单位：（m）百分表受检部位（mm）本装置检定结果省所检定