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准机构
复校间隔
大允许误差
编号
量
大八
哈量
黑龙江省
125-500mm
四等
86-32
计量检定
2009.6.3-2010.6.2
块
09
测试院
哈量
83块
0.5-100mm
三等
8607
2009.6.3-2010.6.2
9
计
标
准
器
一
米
JD9A
MPE
±
新天
2008.9.12-2010.9.1
测
0-1000mm
(0.5+L/100)
8200
长
型
μm
11
1
机
立
主
式
JDG-
佳木斯市
0-180mm
0.25μm
2008.6.3-2009.10.4
要
光
上海
配
学
测试所
套
设
平
备
面
Φ
2级
长沙
2010.6.10-2011.6.9
60mm
晶
四、计量标准的主要技术指标
..四等量块的测量扩展不确定度不大于(0.10+1)µ
m(L以m为单位)
2
测长机
测量范围:
MPE:
0.25µ
m
3
立式光学计
0-100mm
五环境条件
序号
项
目
要求
实际情况
结论
温度
20℃±
1℃
20℃
合格
湿
度
<65%
<60%
4
5
6
7
8
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上
量块(三等)
级
省计量检定测试院
具
比较测量法
本
单
位
量块(125-500)mm
下
校对杆
25—1000mm
五等
七、计量标准的测量重复性考核
选取一个500mm的四等被测量块,在装置正常工作的条件下,等精度直接重复测
量10次则各次测量结果如下:
序
号
测量值X¡
(µ
m)
υ=X¡
-X平均(µ
m)
υ²
+0.6
+0.5
-0.1
0.01
+0.7
+0.1
10
X和
X平均
0.6
∑6×
10-2
S=
∑(X¡
-X平均)2╱n-1
=√∑6×
10-2╱10-1
=0.082µ
m<υc=0.44µ
m
八、计量标准的稳定性考核
选取个四等被测量块在其291.8测点处,分别于2009.年10月15日,12月16日,
2010年2月8日,4月16日,在该测点10次,其测量结果如下:
序号
2009.10.15
2009.12.16
2010.2.8
2010.4.16
0.61
0.66
稳定型X大平均(0.66)-X小平均(0.6)
=0.66-0.6=0.06µ
m﹤υ99=1.2µ
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
1.测量方法;
依据JJG146---2003《量块检定规程》
量块的中心长度测量时通过与同样标称长度的已知标准比较来确定两个端面量块比较的直接输出就是它们的中心长度差d
2.数学摸型:
被测量即被检端面在20℃时的中心长度由方程
(1)给出
L=[ls(1+ɑs△ts)+d]/(1+ɑ△t)
=ls+d+ls(ɑs△ts-ɑ△t)
(2)
设被测量与标准量块的温度差为δt热膨胀系数之差δɑ
L=l(ls·
d·
ds·
△t·
δɑ·
δt)
=ls+d-ls(δɑ△t+ɑsδt)
(3)
差值δt和δɑ估计为零.但它们的不确定度非零。
δɑ与ɑsδt与△t认为无
关
因此,由方程(3)知被测量L可由简单表达式LS+d表示而LS为标准量块证书所
给20℃时标准的长度d为n=2次独立重复测量的算术平均值。
L的合成不确定度UC由下式表示:
3.方差和传播系数
.由(3).(4)得
UC2
(1)=c2lsU2(ls)+c2U2(d)+c2ɑSU2(ɑS)+c2△tU2(△t)+c2δɑU2
(δɑ)+c2δtU2(δt)
式中Cls=af/aLs≈1C(d)=af/a=1cɑS=af/aɑS=0、
C△t=af/aδt=0cδt=af/aδt=-LsdScδɑ=af/aδɑ=-Lsδt
于是:
UC2(L)=U2(Ls)+U2(d)+Ls2△t2U2(δɑ)+Ls2ds2U2
(δt)
4标准不确定度览表
标准不确定度
不确定度来源
标准不确定度值
C1=af/Ax1
∣C∣×
u(X
自由
¡
))
U(Ls)
标准量块
0.60×
(1/2.58)=0.23µ
0.23
∞
U(d)
比较差值
0.20µ
0.20
U(d1)
测量重复性
0.08µ
U(d2)
仪器示值稳
0.02×
1=0.02µ
定性
(h/2×
(ɑ/h)3
U(d3)
测头的瞄准
误差
=0.07µ
U(d4)
仪器的示值
0.20×
(1/3)=0.12µ
U(δɑ)
量块间的
(2×
10-6℃-1
)×
-Ls×
△t
50
热膨胀系
(1/3=1.15×
10-6C-1
数
U(dt)
0.05×
(1/3)=0.029
ɑs
温度差
℃
Uc2+(l)=0.1926(µ
m)2
Uc(l)=0.44µ
Vеff=66
注:
h---被检量块的变动量0.70µ
b---量块测量面短边1/2
b=4.5-1.5=3mm(不含两边缘的1.5mm)
5.计算分量标准不确定度
5.1三等标准量块中心长度测量不确定度估算分量U(Ls)
е1=±
(0.10+lL)µ
按正态分布处理
覆盖因子
K=2.58
500mm时
е1±
0.60
U(Ls)=е1/
K1=0.60/2.58=0.23µ
5.2比较差值估算的不确定度
U(d)
5.2.1由测量重复性给出的分量
(实验n=10)
标准偏差σn-1是根据标准量块与被检量块长度差值的重复测量10次求出的,为0.08µ
U(d1)=0.08µ
5.2.2仪器的示值稳定性给出的分量U(d2)(n=10)
标准偏差σn-1是仪器测头对测量块重复采样10次求出的为0.08µ
5.2.3
U(d2)=σn-1=0.08µ
由于量块变动量,检定时瞄准中心点偏移而引起得分量U(d3)量块的变动量情况有两种:
其一
是当上工作面相对下工作面呈现为中间凸或凹(即0点长度值比a.b.c和d点长度值均大小)一分析统计此时其变动量不超过h/2;
其二是上工作面相对下工作面呈现一边比另一边高,此时的变动不超过h。
故因量块变动量检定时瞄准中心点偏移产生的误差为е1=±
a/b).在半宽为(h/2×
a/b)的区间内以等概率分布式.h为被检量块规程要求的变动量(µ
m);
a为测量时球面测帽顶点对
量块测量面中心瞄准圆的半径a≤1mmb为量块测量面短边的1/2,b=4.5-1.5=3mm(不含两边缘的1.5mm)
500mm时h=0.70µ
L2=±
(h/2)·
(a/b)=±
(0.70/2)×
(1/3)=±
0.12µ
+U(d3)=L2/K2=0.12/
3=0.07µ
5.2.4仪器的示值误差估算的分量U(d4)
测长机“µ
m”标尺±
60µ
m范围内的示值误差L3=±
m此示值误差在半宽为0.20µ
m的区间内等概率分布
U(d4)=L3/K3=0.20/
3=0.12µ
比较差值给出的标准不确定度为:
U2(d)=U2(d1)+U2(d2)+U2(d3)+U2(d4)
=0.082+0.082+0.072+0.122=0.0321
U(d)=0.18µ
5.3标准量块与被测量的膨胀系数差给出的分量U(δα)
标准量块与被测量的膨胀系数均匀(11.5±
1)×
10-6℃-1其膨胀系数差在半宽为2×
10-6C-1
的区间内等概率取任一值.得U(δα)=(2×
10-6℃-1)/
3=1.15×
10-6℃-1
5.4标准量块与被测量间的温度差给出的分量U(δt)
标准量块与被测量应有相同的温度.但温度却以概率落于估计区间-0.05~0.05℃内任何处.
因此有:
U(δt)=(0.05)/3=0.029℃
6.合成标准不确定度;
Ls=0.5m
△t=0.5℃
αs=11.5×
10-6C-1
U2(L)=U2(LS)+U2(d)+LS-2△t-2U2(δα)+LSαsU2δt
=(0.23)2+(0.18)2+(0.5×
106)2×
(0.5)2×
(1.15×
10-6))2+(0.5×
(11.5×
10-6)2×
(0.029)2=(0.23)2+(0.18)2+(0.28)2+(0.17)2
=0.1962
Uc(L)=0.44µ
7.有效自由度
7.1标准量块中心长度U(Ls)
由正态分布知V(Ls)→∞
7.2测得的长度差值的标准不确定度U(d)
U(d1)的自由度U(d2)的自由度
V(d1)
V(d2)
V(d1)=10-1=9
V(d2)=10-1=9
U(d3)的相对不确定度为1/5依公式V=(1/2)×
(△u(Xi)/u(Xi))2
V(d3)=(1/2)×
(1/5)-2=12.5
U(d4)的相对不确定度为1/4依公式V=(1/2)×
V(d4)=(1/2)×
(1/4)-2=8
依韦达公式:
500mmV(d)=0.184/(0.084/9+0.084/9+0.074//12.5+/0.124/8)
=21
7.3量块间热膨胀系数差给出的标准不确定度U(δα)
U(δα)=1.15×
10-6C-1相对不确定度为10%故VU(δα)=50
7.4标准量块与被测量间的温度差给出的标准不确定度U(δt)
(δt)=0.029℃
相对不确定度为50%故V(δt)=2
UC(L)有效自由度为
500mm时Vеff=0.444/(0.234/∞+0.184/26.2+0.284/50+0.174/2)
=65
t099(65)=2.67
8扩展不确定度
500mm时V=t099(65)×
UC(L)
=2.67×
0.44
=1.1748µ
≈1.2µ
十、检定或校准结果的验证
选取一块500mm五等被测量块,自检后送上级检定机构检定其测量结果比对如下;
受检点
上级检定结果
本装置检定结果
比对结果差值
(μm)
500
0.7
0.8
0.1
∣y1-y2∣=∣0.7-.0.8∣
=0.1≤U12+U22
=
1.22+0.32
=1.24μm
十一、结论
该四等量块标准装置中不确定度u=0.93μm该装置的重复性s=0.082μm<0.93μm符合国
家检定系统表和JJG146-2003<
<
量块检定规〉〉要求,可以开展125--500mm四等量块及的检定工作。
十二、附加说明
1.JJG146—2003《量块检定规程》
2.标准器的检定证书
3.标准装置的操作规范
祝语:
别再说,地铁太挤工作不易,你可曾见过火车上肩扛手提,许多我们叫爸的人拖着比自己都高的行李奔赴生计压力太大生活艰辛,你可曾知道有人已经年逾古稀依然起早贪黑,只为解决一家温饱!
灯红酒绿索然无味,你可曾想过穿梭城市的民工也许连一瓶矿泉水都狠拥有心珍惜!
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- 计量 标准 技术 报告