千分尺不确定度评定与表示2015.doc

检定测微量具标准器组 JDQS-C013103-2010
作业指导书

千分尺示值误差测量结果的不确定度评定与表示

本作业指导书是对校准结果测量不确定度进行评定和表示的规范化程序。在实际运用中，应注意人员、标准、环境、方法等引入的标准不确定度分量与本作业指导书采用的评定条件的区别，并按实际情况和本作业指导书规定的程序进行评定。
1 测量方法
1.1测量依据
JJG21-2008千分尺检定规程
1.2测量方法
千分尺示值误差是以五等量块进行校准，千分尺的受检点均匀分布于测量范围5点上。
1.3环境条件
温度：（20±4）℃
1.4测量标准
检定测微量具标准器组
1.5测量对象
分度值为0.01mm的千分尺。本文以测量范围（0～25）mm的千分尺为例进行分析评定。

1.6评定结果的使用
板厚千分尺、深度千分尺、公法线千分尺、带表千分尺的示值误差不确定度均可参照本文进行评定。
2 不确定度评定
2.1数学模型
δ=La＋Lo－Ls
式中：δ—千分尺某点示值误差；
La—千分尺微分筒25mm内示值；
Lo—对零量块的长度；
Ls—校准量块的长度；
2.2方差：
灵敏系数：
2.3标准不确定度分量的来源
2.3.1示值La由测量重复性误差引入的标准不确定度分量
2.3.2标准器引入的标准不确定度分量
2.3.2.1被检量具对零时引入的标准不确定度分量，由对零量块的不确定度和对零时的估读误差引起；
2.3.2.2校准量块引入的不确定度分量。
2.3.4千分尺和量块间线膨胀系数差给出的不确定度u3
2.3.5千分尺和量块间的温度差带来的不确定度u4
2.4标准不确定度分量的评定
2.4.1示值La测量重复性引入的标准不确定度分量的评定
以千分尺微分筒25 mm示值为例，在重复性条件下连续测量10次，
实际测量情况，在重复性条件下连续测量10次的测量算术平均值为测量结果
u1=0.48μm
2.4.2.1被检量具对零时引入的标准不确定分量u2的评定
根据5等量块不确定度表0.50μm+5×10-6，可查扩展不确定度为， 包含因子为2.58 所以
25 mm的千分尺下限取0 mm，u21=0.00μm
100 mm的千分尺下限取75 mm，u21=0.875/2.58=0.34μm
150 mm的千分尺下限取125 mm，u21=1.13/2.58=0.44μm
300 mm的千分尺下限取275 mm，u21=1.88/2.58=0.73μm
500 mm的千分尺下限取475 mm，u21=2.88/2.58=1.12μm
2.4.2.2校准量块引入的标准不确定度分量的u22评定
其不确定度主要来源于校准量块中心长度的不确定度。5等量块的示值不确定度为0.50μm+5×10-6，包含因子k取2.58，则
25 mm的千分尺上限取25 mm，u22=0.625/2.58=0.24μm
100 mm的千分尺上限取100 mm，u22=1.0/2.58=0.39μm
150 mm的千分尺上限取150 mm，u22=1.25/2.58=0.48μm
300 mm的千分尺上限取300 mm，u22=2.0/2.58=0.76μm
500 mm的千分尺上限取500 mm，u22=3.0/2.58=1.16μm
25 mm的千分尺u2==0.233μm
100 mm的千分尺u2==0.523μm
150 mm的千分尺u2==0.661μm
300 mm的千分尺u2==1.05μm
500 mm的千分尺u2==1.55μm
2.4.3.千分尺和量块间线膨胀系数差给出的不确定度u3
取千分尺和量块的线膨胀系数为（11.5±1）×10-6C-1 线膨胀系数的界限为
±2×10-6 C-1服从三角分布, k=,则：u3=2×10-6 C-1/=0.816×10-6 C-1
2.4.4 千分尺和量块间的温度差带来的不确定度u4
千分尺和量块间的温度差为1℃时，取k=（均匀分布），取千分尺和量块的线膨胀系数为（11.5±1）×10-6C-1 线膨胀系数
则：u4=1/=0.58℃

2.5合成标准不确定度的评定

检定范围不超过100mm千分尺时，规程要求温度允许偏差△t=±5℃，大于100mm时，规程要求温度允许偏差△t=±4℃，线膨胀系数为（11.5±1）×10-6C-1由于输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度按公式

=

25 mm的千分尺， =0.55μm
150 mm的千分尺， =1.0μm
300 mm的千分尺， =1.50μm
500 mm的千分尺， =2.50μm

2.6扩展不确定度的评定
根据上述：
150 mm的外径千分尺 U=2.0μm
＞150 mm＜300mm的外径千分尺 U=3.0μm
＞300 mm＜500mm的外径千分尺 U=5.0μm

编制： 审核： 批准： 实施日期：