产品几何技术规范（GPS） X射线三维尺寸测量机 第4部分：测量不确定度评定 征求意见稿

1产品几何技术规范(GPS)X射线三维尺寸测量机第4部分：测量不确定度本文件适用于X射线三维尺寸测量机的测量不确定GX(ξ)=Pr(X≤ξ)………(1)gx(ξ)=dGX(ξ)/dξ………(2)连续随机变量X的概率分布，其概率密度函数表ξ<∞………………μ——X的期望；σ——标准偏差。测量中涉及的所有已知量间的数学关系。，X2…机测量误差的关键因素，并据此评估X射线三维尺寸测量机自身的不确定度。此外，还提供了适用于X射线三维尺寸测量机的被测对象的测量不确定度评定方法，旨在引导使用者通过建立数学模型以评估主要为环境温度发生偏离时，由于标准器校准值发生改变而引入的不在短时间内对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条在层析成像过程中产生的与被测对象真实物理特征不相符的图像特征或信息。伪影可能源于各种原因，如成像设备的效能、物理和生物样品的性质、成机断层扫描中，因使用的重建算法没有考虑到所有的物理效应，Δ=A………………(4)A——X射线三维尺寸测量机的示值。5.4.1由标准器的引入的不确定度分量ucal标准器引入的不确定度分量可利用校准证书中校准值的不确定度进行评估，如公式(5)所U其中，扩展不确定度Ucal和包含因子k由校准证书中给出。5.4.2仪器分辨力引入的不确定度分量urur=0.29a……………(6)a——结构分辨力，单位为μm。5.4.3由多次重复测量引入的标准不确定度分量urexmax——多次重复测量的最大值，单位为μm；xmin——多次重复测量的最小值，单位为μm；c——极差系数，根据重复测量次数查表可得。Ure=√…………xi——单次测量值，单位为μm；n——重复测量次数。5.4.4由温度波动引入的标准不确定度分量uw温度变化对于几何量测量的影响与被测对象测量的热膨胀系数直接相关。假设测量过程中温度波…………UMP=√………………… k——包含因子。X射线三维尺寸测量机的测量不确定度依赖于特定的检测任务，包括所有影响测量过程中被测对a)被测对象：被测对象本身的特性、形状、表面状况等因素会对测量结果产生影b)仪器自身：仪器的精度、分辨率、校准状态等因素会直接影响测量结果的准确性。Δ=A………………(12)A——X射线三维尺寸测量机的示值。6.4.1由X射线三维尺寸测量机的几何尺寸测量误差引入的不确定度分量ua…………6.4.2仪器分辨力引入的不确定度分量ur………………ure=……………xmax——多次重复测量的最大值；xmin——多次重复测量的最小值；c——极差系数，根据重复测量次数查表可得。ure=√…………xi——单次测量值；n——重复测量次数。6.4.4由温度波动引入的不确定度分量uw温度变化对于几何量测量的影响与被测对象测量的热膨胀系数直接相关。假设测量过程中温度波……………D——被测尺寸；kp2——包含因子。6.4.5利用系统误差b修正测量结果时引入的不确定度分量ubub由包含被校准被测对象线性热膨胀系数的标准不确定度uab得到，如公式(18)所示：8T——测量不确定度评定期间被测对象的平均温度；T0——参考温度，通常为20准不确定度uab。如果对已校准被测对象进行了热膨胀系数的额外校准，则应从校准证书中提取不确定度uab作为标准不确定度（uab=Uab/k）。测对象热膨胀系数与未校准被测对象热膨胀系数平均值之间的偏差。如果利用系统误差b对测量结果进行修正，则无论X射线三维尺寸测量机测量操作时是否进行被测对象温度补偿，都应评定ub6.4.6合成扩展不确定度UMPX射线三维尺寸测量机检测的扩展测量不确定度UMP利用下列公式计算，如公式(19)所示：UMP=k⋅√…………………UMP=k⋅√…………………注：由仪器分辨力引入的标准不确定度分量ur和由多次重复测量引入的标准不确定度分量ure可仅考虑较大的分量。报告应明确列出依据GUM方法计算的X射线三维尺寸测量机对测量对象的测量结果Y以及对应Xre，Xw，ⅆ,Xs；最后，通过对测量过程的评估，在式(23)中，建立Y和Xcal，Xr，Xre，Xw，ⅆ,Xs之间的模型，如公式(21)所示：Y=f(xa,xr,xre,xw,⋯,xs)…………………(21)Xr——X射线三维尺寸测量机分辨力引入的误Xw——温度效应引入的误差分量；Xs——被测物体自身引入的误差分量。类的信息所得到的科学判断，为各Xi设定概率密度函数gxi(ξi)，见表1。µσνabrXa—————Xr arbr XreXre,mean————XwT和△t组成αT———αT1αT2—△t————Xs————M=max(J,104)…………(22)(1)从N个输入量Xi的gxi(ξi）中抽取M个样本值xi,r，i=1，2，ⅆ,(2)根据公式(23)对每个样本向量（Xcal,r，Xr,r，Xre,r，Xw,r，ⅆ,Xs,r)计算相应Y的模型值，执行初次yr=f(xa,r,xr,r,xre,r,xw,r,⋯,xs,r),r=1,2,⋯M……………(23)(3)利用M组离散模型值计算:输出估计值y(h),标准不确定度u(y(h)),包含区间左右端点ylow(h)和yhigh(h)；(5)按公式(24)计算Y的估计值y(1)，y(2)，ⅆ,y(h)的平均值的标准偏差sy：(6)以相同的方式计算标准不确定度、包含区间左右端点的h个迭代的平均值的标准偏差sy,su(y),sylow,syhigh；(9)如果迭代过程中2sy,2su(y),2sylow,2syhigh中任意一个值大于δ,则h增加1并返回步骤1，否则认为的离散表示G，利用输出量Y的分布函数Gy(η)来获得y,u(y)和概率p的包含区间。(1)由G计算X射线三维尺寸测量机对被测物体的输出量Y的估计值y及y的标准不确定度u(y);yhigh]；A.1验收与复检的不确定度评定示例A.1.1测量模型ESD=SDa-SDr………(A.1)A.1.2测量不确定度来源及说明1234A.1.3合成标准不确定度公式uMP=√ual+u…………………u——由温度波动引入的标准不确定度分量。A.1.4标准不确定度分量的评定(1)标准器校准证书中给出的尺寸测量示值误差标准不确定度分量ul准证书中给出的探测尺寸误差标准不确定度分量球棒的测量数据为例，实验数据为：19.4621mm，19.4温度变化对于几何量测量的影响与被测物测量的热膨胀系数直接相关，标准器由红宝石球及碳纤维材料构成，20℃时其热胀系数分别为：6.65×10-6/℃和-0.5×10-6/℃。假），A.1.5合成标准不确定度uulB1uB1uA1uB1A.1.6合成标准不确定度计算球距测量误差的合成标准不确定度，见公式uMP=√ual+u=0.6A.1.7扩展不确定度计算B.1基于GUM法的X射线三维尺寸测量机被测对象的测量不确Δ=A………………(B.1)A——X射线三维尺寸测量机的示值。根据式(B.3)，仪器分辨力引入的不确根据式(B.4)，多次重复测量的量值分散性引入的标准不确定ure=√=1.712μm………uuaB1urB1ureA1uwB1由仪器分辨力引入的标准不确定度分量ur和由多次重复测量引入的标准不确定度分量ure仅考虑较基于蒙特卡洛法（MCM）法的X射线三维尺寸测量机被测对X射线三维尺寸测量机的测量不确定度的评定过程因为其复杂的测量系统，会受到诸多因素的影lSD=l(ESD1)+l(ESD2)+l(ESD3)+l(ESD4)………(B.8)式(B.8)中，在X射线计量学中，大量重复测量往往耗费时间较长，因此本案例采用X并以此作为长度测量值的基准参数lsD1进行计算，具体见式(B.9):l(ESD3)=μ+σ×Nv…………此外，在式(B.10)中，对温度效应所作的修正本身可以分解式(B.l(ESD4)=αSD×△tSD×μ……(B.10)l(ESD2)——仪器分辨力引入的误差分量；l(ESD4)——由温度效应引入的误差分量；αSD——被测物体的线膨胀系数；△tSD——室内环境温度波动相对于参考温度t0=20℃的式(B.7)为本例的测量模型，模型输出量为lSD，输入量µσνabrlsD1————N(a,b)lsD2————R(a,b)lsD3———N(µ,σ2)lsD4由αsD4和△tsD4组成αsD4——————△tsD4————R(a,b)MlsD/mmu(y)/µm测量方法的可行性评估用扩展不确定度UMP（k=2）与特征公差T的比值描述gPP与其允许的极限值Gpp进行比较，如果gPP不超对于通过可行性评估的测量方法宜按照一定的时间间隔，定期或不定期通过测量不确定度来监控期间核查宜以适当的方式定期监控所有确定对生产或测量环节产生影响的因素，包括被测对象的测量边界条件的期间核查可通过测量已溯源的被测对象，评估其已知测量值ycal和本次测量值ya之通过下列公式计算归一化偏差En值，评估测量结果的一致性见式(C.………………ycal——已知测量值；Ucal——已知测量值ycal的扩展不确定度，包含因子k=2。期间核查的间隔时间可由X射线三维尺寸测量机的操作者确GB/T20308中的GPS矩阵模型对GPS体系进行了综述，本文件是该体系的一部分。除非另有说明，GB/T4249给出的GPS基本规则适用于本文件，GB/T1877本文件规定了GPS滤波的基本术语和GPS滤波采用的ABCDEFG••••••[1]GB/T4249-2018产品几何技术规范（GPS）基础概念、原则和规则[2]GB/T18779.1-2022产品几何技术规范(GPS)工件与测量设备的测量检验第1部分：按规范验证合格或不合格的判定规则[3]GB