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直径测量不确定度评定 直径测量不确定度评定 1. 测量任务和目标不确定度 测量一组精密(钢制)转轴的局部(两点)直径，标称尺寸? 25 mm，150 mm。 目标不确定度U = 8 ,m。 T 2. 测量原理、测量方法和测量条件 (1) 测量原理 长度测量，与一已知长度进行比较。 (2) 测量方法 带有? 6平面测砧的模拟式外径千分尺进行测量，外径千分尺的测量范围用 为0 , 25 mm，游标刻度间隔为1 ,m。 (3) 初始测量程序 , 被测轴在机床卡盘上时测量其直径; , 只允许测量一次; , 测量前，用布将被测量轴擦干净; , 测量时使用摩擦轮; , 不使用主轴卡具。 (4) 初始测量条件 , 已经证实，轴和千分尺的温度会随时间而改变。与标准参考温度20 :C 的最大偏差为15 :C; , 轴和千分尺之间的最大温度差为10 :C; , 有三个操作人员使用该机床和千分尺; , 轴的圆柱度优于1.5 ,m; , 形状误差的类型未知，但其锥度很小。 4. 不确定度贡献因素列表和讨论 下表给出所有影响直径测量不确定度的不确定度贡献因素及其名称。 1 局部直径测量(两点直径)的不确定度分量及评注 符号 符号 不确定度分量 评注 低分辨力 高分辨力 名称 的要求对千分尺示值误差的最大允许值MPEML千分尺 , 示 是一个未知变量，初步设定为6 ,m。通过校准u ML值误差 后的零位调整，使示值误差曲线对称地分布。 千分尺 , 两 对两测砧平面度偏差的要求MPE是一个未知MFu MF测砧平面度 变量，初步设定为1 ,m。 千分尺 , 两对两测砧间平行度偏差的要求MPE是一个未MPu MP测砧间平行度 知变量，初步设定为2 ,m。 主轴卡具的影由于并未使用主轴卡具，故对测量结果并不起 响，千分尺方位作用。对0 , 25 mm 千分尺，方位和手持时间u MX 和手持时间 也无重大影响。 1,mdu,,,0.29,m 分辨力 uRARA2323 u等于两RR实验证明三位操作人员具有同样者之间较大u RR的重复性。该实验包括每位操作者 者对一?25精密塞规作15次以上u 重复性 RE 的测量。千分尺柔性的影响已包 括在重复性内。 三位操作者以不同的方式使用千分尺。零位是三位操作人员 不同的，这取决于千分尺的校准者。每一位操u NP间的零位变化 作者对同一? 25精密塞规作15次以上的测量。 温度差 在测量期间，轴和千分尺的最大温度差为10 :C。 u TD 相对于标准参考温度20 :C的最大温度偏差为 温度 u TA15 :C。 测得的圆柱度为1.5 ,m。圆柱度的主要部分是 工件形状误差 圆度偏差。对直径的影响是圆柱度的两倍，即3 u WE ,m。 2 5. 首次评估 (1) 首次评估 , 不确定度分量说明和估算 a) u, 千分尺示值误差 ML 外径千分尺示值误差的最大允许值MPE被定义为示值误差曲线的最大范ML 围，而与零位的示值误差无关。示值误差曲线相对于零点的位置是另一个(独立的)计量特征量。 假定在校准过程中对示值误差曲线定位，使示值的最大正，负误差具有相同的绝对值。 最终的MPE值尚未确定，这是不确定度概算的任务之一。现初步选定ML MPE=6 ,m。由于上面提到的置零程序，误差的极限值为: ML 6,m a,,3,mML2 在给定的情况下无法证明服从高斯分布，故根据高估的原则假定为矩形分布，即分布因子b = 0.6。于是: u,3,m，0.6,1.8,m ML b) u, 千分尺测砧的平面度 MF 当用具有两个平行平表面的量块来校准示值误差曲线时，测砧的平面度偏差对轴的直径测量有影响。 最终的MPE值尚未确定，这是不确定度概算的任务之一。现初步选定MF MPE=1 ,m。 MF 由于有两个测砧，MPE对测量不确定度的影响应加倍。假定为高斯分布，MF 即b = 0.5，于是由每个测砧的平面度所引入的不确定度分量为 u,1,m，0.5,0.5,m MF c) u, 千分尺两测砧间的平行度 MP 当用具有两个平行平表面的量块校准示值误差曲线时，测砧的平行度偏差对轴的直径测量有影响。 最终的MPE值尚未确定，这是不确定度概算的任务之一。现初步选定MP MPE=2 ,m。并假定服从高斯分布，即b = 0.5，于是 MP 3 a,2,mMP u,2,m，0.5,1,mMP d) u, 重复性/分辨力 RR 三位操作者具有相同的重复性。在实验中，将? 25的塞规当作“工件”进行测量。因此实际工件的形状误差未包括在重复性研究中。每一位操作者均进行了15次测量，得到的实验标准差均为1.2 ,m，，即u,1.2,m。 RE , u，因此u已包括在在本情况下，由于分辨力引