(高清版)GBT 24635.4-2020 产品几何技术规范(GPS) 坐标测量机(CMM)确定测量不确定度的技术 第4部分：应用仿真技术评估特定任务的测量不确定度

产品几何技术规范(GPS)坐标测量机(CMM)确定测量不确定度的技术第4部分：应用仿真技术评估特定任务国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会IGB/T24635.4—2020 Ⅲ 1 1 14缩略语 1 25.1说明UES使用范围的规范 25.2UES的输入规范 2 3 35.5UES结果的应用 3附录A(规范性附录)检查表：影响量的声明 4附录B(资料性附录)不确定度评估软件(UES)的要素 7附录C(资料性附录)测试不确定度评估软件(UES)的方法 9附录D(资料性附录)示例：对单个坐标测量机进行实体测试 附录E(资料性附录)示例：计算机辅助验证和评估 附录F(资料性附录)示例：与特定参考结果的比较 附录G(资料性附录)描述性实例：长期统计调查 附录H(资料性附录)与GPS矩阵模型的关系 Ⅲ本部分为GB/T24635的第4部分。●用JJF1001—2011代替ISO/IEC指南99:2007(见第3章);使用坐标测量机(CMMs)检查公差，在进与JJF1059.1一致的替代方法可藏在经编译的计算机代码中，使得用户难以评估所计算的不确定度表达的可靠性。GB/T24635的本部分为UES供应商和坐标测量机用户提供了沟通和量化UES能力的术语和测试程序。GB/T24635的本部分首先考虑影响量的声明。声明明确了UES在其不确定度评估中考虑了哪lGB/T24635的本部分给出了用于评估特定任务测量不确定度的仿真技术的信息描述，并规定了GB/T16857.1产品几何量技术规范(GPS)坐标测量机的验收检测和复检检测第1部分：词CVE计算机辅助验证和评估(Computer-aidedVerificationandEvaluation)25.1说明UES使用范围的规范 b)允许的任务类型(例如不包括扫描或形状测量);d)允许的时间温度梯度dT/dt;e)允许的空间温度梯度dT/dx;5.2UES的输入规范UES制造商应详细说明(或参考适当的文件)需要哪些输入量来表征测量系统以及如何获得这些35.3附加的UES文档合这一要求的不确定度报告证明。这对于GB/T19000来说尤其重要，因为它要求记录用于评定不确UES报告的不确定度仅适用于软件(见5.1UES评估的不确定度和UES未考虑的、已通过其他适当方式进行评估获得的其他影响量的不确定度组成。这些不确定度应以符合JJF1059.1的方式进行合成。4中也包括各种检查表。表A.1列出的坐标测量机类型摘自GB/T16857.1。附加信息坐标测量机类型(见GB/T16857.1)固定桥式固定工作台悬臂式固定工作台水平悬臂式旋转工作台刚体误差零件装载影响温度偏离20℃空间梯度随时间的温度变化5表A.1(续)附加信息多个测针多个测头方向有最大/最小实体要求的方向温度偏离20℃(与坐标测量机相同)温度偏离20℃(独立于坐标测量机)空间热梯度(例如：最高2℃/m)给定时间的热变化(例如：最高1℃/小时)材料组成(热膨胀系数等)6表A.1(续)附加信息点数点在工件坐标系中的位置工件在机床坐标中的位置和方向操作员的影响(特定)(特定)探头类型(选择框):相关特征(复选框):最大内接(切)线圆球圆柱锥圆环曲线(特定)其他(特定)7仿真软件可以集成到坐标测量机的控制和评估软件中(在线),也可以作为独立系统在另外的计算UES所采用的测量过程模型描述了输入量(包括被测量和影响量)与输出测量结果之间的数学关坐标测量机上的一些测量所使用的UES模型可以用流程图来描述，其中绘制了测量过程的影响温度温度非线性任务加到总的不确定度中(参见B.3)。从计量学角度来看，模拟测量的参数很重要，它应该与实际测量的参数尽可能相似。测量结果y8u=√usm+Σu?…………(B.1)9UES应考虑5.1给出的所有影响量的影响。测试UES的目的是验证当说明部分声明的所有影响(通常为95%)的测量误差。考虑到CMM测量中可能出现的大量显著不同的被测量和影响量组合，每这些方法最适合于识别UES低估不确定度时的案例。评估UES的高估值很复杂，因为不知道示例参见附录D至附录G。软件报告的不确定度进行比较。可以使用5.1中允许的任何工件。该工件应通过独立的方法进行校的。通过实际测量计算结果y,并通过仿真确定测量相关的特定任务的不确定度U。y-—测量结果；U——特定任务的测量扩展不确定度。y校准的不确定度和单次测量的不确定度之间必须具有合理的比例。作为规定，必须保证关系式水平(例如95%)。——当UES模型的一个或多个输入参数发生改变时；可以利用计算机程序模拟坐标测量机的一些常见行为和错误来源。为获得测量量块的不确定度U时为95%)。就CVE而言，5.1的声明确定了可以用来定义误差向量的影响的范围。例如，如声明部分包括对UES(5.2)要求的输入数量的指示。这些输入量可能来自特别校准的工件或者指定的MPE值。可以通过下述方式获得合适的输入量：在计算机程序中创建的模拟坐标测量机可以用来仿真已校准的工件的检测或者产生适当的MPE值。因此可以获得UES所需的输入量。C.3.5注意事项该很好理解，并且应该与被测软件要求覆盖的影响量的范围一致。尽管CVE测试模型的影响因素可 在没有充足的时间和成本的情况下，也可以进行大量的模拟测量；——参数和影响因素可以被互相隔离，并在很大范围进行变化，以对针对软件的特定目标进行 ——计算机模拟的测量情况无法涵盖所有实际的影响因素(当某些参数可以使用这种方法进行隔 有关示例参见附录E。这种方法涉及将被测软件报告的不确定度与已知的参考结果进行比较。例参考程序的一个例子是利用一台完美的坐标测量机使用n个等距点测量三叶圆(相对于圆点任意有关示例参见附录F。在宽泛的条件和很长时间范围进行测量的结果。所以即使这个方法部分依赖于C.2,它也具有更多的优点。C.2.1的合格标准应得到满足(k=2时为95%报告的不确定性的历史记录。这段历史记录可以让人们了解UES在几个月和几年的各种条件下的表果每天(例如在启动时的早晨)同时测量检查标准，那么长期研究中可能不会反映某些测量环境条件。有关示例参见附录G。AbBb1图D.2说明在测试过程中，测试圆柱(如图D.1所示)可以放置在测量空间的不同位置和方向(图D.2所示的位置1到位置4)。此外，可以采用不同的探头配置进行各种测量。利用多探针系统显是=通过坐标测量机否=不通过坐标测量机算模拟的测量误差。这是通过从测得值(考虑坐标测量机模拟行为的模拟测量值)中减去真值(由数学不确定度。该过程可以通过其他长度测量重复进行，同时保存对比记录的三叶形误差，如图F.1所示。此示例是利用最小二乘法拟合的形状测量。七个等间隔点相对于三叶r=100+0.05sin(30)…………0——极角。在这种情况下，测得值的分布(由七个点相对于叶形的随机旋转偏移产生)不是正态分布(参见图F.2测量形式值的直方图门正门正(资料性附录)坐标测量机上经常使用已校准的圆柱体作为检查标准。保留测量值，校准值，测量误差和UES报告的不确定度的历史记录，该历史数值可以提供对在不同条件下经过数月和数年的UES性能参数。也可使用跨越多个坐标测量机的数据，这是该方法的一个优势。图G.1显示了在100个圆柱体直径测量中观察到的数据的示例。需要注意的是，UES对每个测量实例单独评估一个U(95%)。为了在图上直观显示这些结果，采用每个观测误差的绝对值除以UES报告的该特定测得值的U(图中指示的E/U)表示。数据表明，在这些情况下，UES报告的不确定性足够大。在这个例子中，UES没有考虑影响因素的不确定度贡献。如果考虑其影响，UES报告的U会更大。因此，报告的U对于这些情况已经足够大了。10图G.1在超过100个圆柱体直径测量中观察到的历史数据示例GB/T20308中的GPS矩阵模型对GPS体系进行了综述，本部分是该本部分规定了坐标测量机获得的测量结果的测量不确定度评估，以及使用本部分是一项GPS通用标准。本部分给出