标准环规内径尺寸测量不确定度的评定.doc

标准环规内径尺寸测量不确定度的评定1概述1.1校准方法：依据JJG894-95标准环规检定规程，在万能测长仪上用三等量块作为参考标准与标准环规相比较的方法来测量环规内径尺寸。1.2校准环境条件：温度（201）,湿度65%以被测直径为50mm 的环规为例，分析测量结果不确定度。2数学模型D=Ds+a- Ds(t-sts) (1)式中： D被测环规的内径尺寸,mm； Ds三等量块的实际尺寸,mm； a测长仪测得三等量块与环规的差值,mm； s, 三等量块，被测环规的线膨胀系数；ts, t 三等量块，被测环规的温度对参考温度20的偏差设被测环规与三等量块的温度差为，线线膨胀系数之差为，则式(1)变换为D=Ds+a- Ds(t+st)温度差t和线膨胀系数差估计为零，但它们的不确定度非零。与s，t与t认为无关。以上各输入量彼此独立。3.标准不确定度分量评定3.1三等量块引入的标准不确定度u (Ds) 三等量块中心长度测量不确定度为U=（0.1+1L）m，服从正态分布,取k=2.58，则u (Ds)=0.15/2.58=0.06m3.2万能测长仪测量三等量块与标准环规差值引入的标准不确定度u (a)(1)测长仪示值误差引入的标准不确定度u (a1)万能测长仪的最大允许误差MPE：（1+L/100）m, 服从正态分布,取k=2.58，则u (a1)= 1/2.58=0.387m(2)量化误差(如果是光学读数的，应该改为对线误差)引入的标准不确定度u (a2)测长仪分辨率为0.1m，故量化误差服从半宽为0.05m的均匀分布，该项要影响两次，则u (a2)=0.05/=0.041m(3)测量重复性引入的标准不确定度u (a3)实验标准差s是在重复性条件下用标准环规与被测环规重复比较测量10次求出的，s=0.1m,实际测量中测量1次，则u (a3)=s=0.1m（4）环规几何形状影响的标准不确定度u (a4) 测得该环规的圆度为0.3m，直径变动量为0.3m，服从均匀分布，则u (a4)=0.424/=0.245m由以上四项合成，得出u2 (a)= u2 (a1)+ u 2(a2)+ u 2(a3)+ u2 (a4) =0.3872+0.0412+0.12+0.2452 =0.221m2 u (a)=0.47m3.3被测环规与三等量块线膨胀系数引入的标准不确定度u ()三等量块与被测环规线膨胀系数均为（11.51）10-6-1，考虑到测量与20之差可能为正也可能为负，两者的线膨胀系数差在半宽为210-6-1的区间均匀分布，则u ()= 210-6-1/0.50.05=0.03m3.4被测环规与三等量块温度差引入的标准不确定度u (t)由于测量前已充分等温，被测环规与三等量块温度差估计不超过0.5，温度差服从半宽为0.5的均匀分布，则 u (t)=0.5/0.0511.510-6-1=0.17m4.标准不确定度汇总标准不确定度分量u (xi)不确定度来源标准不确定度u (Ds)三等量块0.06mu (a)测长仪0.47mu (a1)u (a2)u (a3)u (a4)测长仪示值误差量化误差测量重复性环规几何形状u ()环规的线膨胀系数0.03mu (t)环规的温度差0.17mu (D)= 0.51m k=24.合成标准不确定度u 2(D) = u2 (Ds)+ u2 (a)+ u 2()+ u 2(t) =0.062+0.472+0.032+0.