计量标准技术报告钢卷尺

1、计量标准技术报告计量标准名称钢卷尺标准装置建立计量标准单位扬州市计量所计量标准负责人筹建起止日期1990年4月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,要求字迹工整清楚.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按JJG

2、4-1999?钢卷尺检定规程?和JJG-2001?布卷尺检定规程?,本套计量标准主要用于新制造、使用中的普通钢卷尺、测深钢卷尺、钢围尺及布卷尺、测绳的检定.以钢卷尺示值误差为例,计量标准的工作原理表达如下：1,零值误差的方法将尺端装有尺钩或拉环的普通钢卷尺平铺在钢卷尺台上,加上规定的拉力后,与经合格的I级标准钢卷尺进行比拟,将表示零位位置的尺钩或拉环与标准钢卷尺的零值线纹对准,在100mmt读出误差值.2.任意段钢卷尺示值误差的方法在钢卷尺台上用经合格的I级标准钢卷尺与被检尺进行比拟测量钢卷尺台面与被检尺的摩擦力应04M.首先用压紧装置将标准钢卷尺和被检钢卷尺紧固在台上,分别在标准尺及被检尺的

3、另一端按规定加上拉力.调整台上的调零机构.使被检尺的零值线纹与标准尺的零值线纹对齐测深钢卷尺是用500mmt线纹与标准钢卷尺零值线纹对齐,按每米逐段连续读取各段和全长误差.全长缺乏3m的钢卷尺,受才段应不小于3段.任意两线纹见的示值误差是在逐米进行的同时在全长范围内任选23段进行评定,其示值误差不得超过相应段允许误差的要求.当被检尺全长大于台面长度时,可用分段法进行,其全长误差为各段误差的代数和.测深钢卷尺和钢围尺的工作原理同普通钢卷尺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出厂厂及编号证书号标准钢卷尺(05)m(0C2l02)mn天津89

4、007200201-2-021113主要酉己套设备读数显微镜JC1010mm0.01mm8812102B4513尺类量具检定仪CHZT-15m00589/7300：102A10064整码(10005000)g102G9048工作台标准钢卷尺测量范围：0-5m；最大允许误差：(0.02+0.02L)mm四、环境条件项目要求实际情况结论温度(20-5)20C合格相对湿度75%65%合格六、计量标准的测量重复性考核以检定钢卷尺3.0m处示值误差为例.将被检定钢卷尺放在台上,使其与标准钢卷尺平行,并使被检定钢卷尺和标准钢卷尺零位对齐,然后读出3m处示值误差,作为一+0.1mm+0.2mm+0.1mm；

5、+0.2mm.次测量过程.重复上述过程,检定10次,读得以下数据：+0.1mm；+0.1mm；+0.2mm；+0.2mm；+0.1mm；+0.1mm；行：n=10；平均值y=0.14mm.于是其重复性为：n_2“y-y1 -=0.052mmn-1结论：s(y切、于不确定度评定中单次测量的重复性s=0.07mm符合要求七、计量标准的稳定性考核现将历年1999年2002年上海市计量测试技术研究院的钢卷尺证书中数据作为计量标准的稳定性考核的有效数据进行数据分析：一,一、时间被检点1999.3.252000.4.142001.4.132002.6.261.0m+0.04mm+0.02mm+0.03mm

6、+0.05mm2.0m+0.06mm+0.03mm+0.03mm+0.08mm4.0m+0.09mm+0.06mm+0.06mm+0.09mm3.0m+0.08mm+0.05mm+0.07mm+0.09mm5.0m+0.11mm+0.09mm0.08mm+0.10mmXnaXnin=0.11-0.02=0.090.1mm符合I级标准符合JJG741-91?标准钢卷尺规程?1概述1.1 测量方法：依据JJ4-1999?标准钢卷尺规程?.1.2 环境条件：温度(202)C,相对湿度075%1.3 测量标准：标准钢卷尺.一级标准钢卷尺最大允许误差为(0.02+0.02L)mm.1.4 被测对象：钢卷

7、尺,I级钢卷尺最大允许示值误差为土(0.1+0.1L)mm；II级钢卷尺最大允许误差为土(0.3+0.2L)mm;以5m钢卷尺为例,即得出不同规格钢卷尺的示值误差测量结果不确定度.1.5 测量过程：在钢卷尺台上用经合格的I级标准钢卷尺与被检尺进行.较测量(钢卷尺台面与被检尺的摩擦力应04N).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数学模型L=.e式中：位-钢卷尺的示值误差；05m钢卷尺在标准钢卷尺所对应的偏差读数值3输入量四的标准不确定度的评定输入量3的不确定度的来源主要是测量重复性引起的标准不确定度分项u(备1)；钢卷尺时人眼分辨率引起的标

8、准不确定度分项u(42);标准钢卷尺示值误差引起的标准不确定度分项u(&3)；拉力误差引起的标准不确定度分项u(加4)；线膨胀系数不同,当温度偏离标准温度20c时引起的标准不确定度分项u(&5);被检定钢卷尺和标准钢卷尺各自线膨胀系数有不确定度,当温度偏离标准温度20C时引起的标准不确定度分项u(&6)和钢卷尺和标准钢卷尺温度差引起的标准不确定度分项u(ie7)03.1 测量重复性引起的标准不确定度分项u(a1)的评定将被检定钢卷尺放在台上,使其与标准钢卷尺平行,并使被检定钢卷尺和标准钢卷尺零位对齐,然后读出5m处示值误差,作为一次测量过程.重复上述过程,在重复性条件下连续测量10次,得一测量

9、列：(单位：mm5000.1 ,5000.2,5000.1,5000.2,5000.1,5000.2 ,5000.1,5000.2,5000.1,5000.3.Le1=5000.16mm单次标准差s=J-(Le1i-Le1)-=0.07mm,n-1那么可得到u(.ej)=sp=0.07mm自由度v(&i)=10-1=93.2 检定钢卷尺时人眼分辨率引起的标准不确定度分项u(加2)的评定由于每次测量人眼分辨率a大致为0.1mm包含因子K为由于一次测量带有2次人眼分辨率误差,故,、1u(3)=72x-a/T3=0.041mm估计其相对不确定度为20%那么其自由度为v(32)=25.3.3 标准钢卷

10、尺示值误差引起的不确定度分项u(四3)的评定根据JJG741-1991?标准钢卷尺规程?,I级标准钢卷尺最大允许示值误差为土(0.02+0.02L)mm,半宽a为(0.02+0.02L)mm；认为其服从正态分布,包含因子K为3,那么L以5m代入：u(匚金)=(0.02+02L)3=0.04mm考虑其相当可靠,那么自由度,(a),二.3.4 由拉力误差给出的标准不确定度分项u(04)的评定由拉力引起的误差为：=L103X5/(9.8MEMF)(mm)式中：L-钢卷尺的长度,以m为单位取值；-拉力偏差,由JJG741-1991?标准钢卷尺检定规程?知Ap0.5N;E-弹性系数,E=20000kg/

11、mm2;F-钢卷尺的横截面积,改尺的横截面宽度为12mm,其厚度为0.22mm(F=12X0.22mm2)那么：-=9.66104L(mm)拉力误差如以相等的概率出现在半宽为0.5N的区间,认为其服从均匀分布,包含因子k取石.由于被检验钢卷尺和标准钢卷尺都需加一定的拉力,故拉力误差在5m测量过程中影响两次.u(Le4)=2c,3=、20.0027mm=0.004mm(标称长度小于5m的弧形尺带卷尺张紧力不作规定)估计其相对不确定度为20%那么其自由度为n(&2)=25.3.5 两者线膨胀系数不同,当温度偏离标准温度20c引起的标准不确定度分项u(&5)的评定钢卷尺的线膨胀系数为11.51X10

12、/c,而标准钢卷尺的线膨胀系数为10.81Xi0c,两者线膨胀系数中央值之差曲=0.7X10上/c,人在半宽a为2c范围内服从均匀分布,包含因子k取%：3,L以5m代入,得ue5=L103a.3=0.004mm估计其相对不确定度为10%,自由度为-.a=50.3.6 被检验钢卷尺和钢卷尺线膨胀系数都存在不确定度,当温度偏离标准温度20c时引起的标准不确定度分项U胡5的评定由于钢卷尺的线膨胀系数和标准钢卷尺的线膨胀系数在11.51X10/c和10.81X10/c的范围内等概率分布,两者线膨胀系数之差应在0.72X10/C范围内服从三角分布,该三角分布半宽a为2X10/c,包含因子k取遍,L以5m

13、rf弋入,四以2c代入,得u坨6=LX103X&Xa/厩=0.0082mm估计其相对不确定度为20%那么其自由度为.=25.3.7 标准钢卷尺和被检验钢卷尺温度之差引起的标准不确定度分项u生7的评定原那么上要求标准钢卷尺和被检验钢卷尺温度到达平衡后进行测量,但实际测量时两者有一定的温度差由存在,假定&在0.1C范围内等概率分布,那么该分布半宽a为0.1C,包含因子k取向,L以5m代入,a以11.5X10勺代入得标准不确定度分项u&7为u&7=LX103XaXa/石=0.0033mm估计其相对不确定度为10%自由度为、.令=50.3.8 输入量3的标准不确定度计算ue=u2e1u2=e2u2=e

14、3u24u2=e5u,-%u2=e7=0.091mm；e=u4；eu4；e、.匕+u4：e2、&2+u4.&、&+u4；：e4蓊+u4飞.a+u4七6a+u4；e7-e7=254合成标准不确定度的评定4.1 灵敏系数丛=&数学模型C=j：L;:e=14.2 标准不确定度汇总表输入量的标准不确定度汇总于下表L=5m时:标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度值ci|ciu(xi)mmviu(测量重复性、校准钢卷尺时人眼分辨率、标准钢卷尺示值误差、拉力误差、温度偏离标准温度、被校准钢卷尺和标准钢卷尺各自线膨胀系数存在不确定度以及被校准钢卷尺和标准钢卷尺两者温度差0.09110.091254.3合成不确定度的计算合成标准不确定度可按下式得u22(从尸bu(Ae)2uc(L-)=0.091mm4.4合成标准不确定度的有效自由度eff=、(xe)=255扩展不确定度的评定取置信概率p=95%按有效自由度Veff,查t分布表的kp值,L=5mW,kp=2.06扩展不确定度：U95=2.06X0.091=0.19mm九、计量标准的测量不确定度验证以一把使用稳定的5mI级钢卷尺,分别用我所及扬州市计量所的钢卷尺标准装置进行检定,检定数据如下：检定单位5m点小值误差mm扩展不确定度我所y+0.2U95=0