指示表示值误差测量结果的不确定度评定

韩杨

赤峰市产品质量计量检测所 内蒙古赤峰 024000

1 概述

1.1 测量依据

JJG34-2008《指示表（指针式、数显式）》。

1.2 环境条件

温度（20±10）℃，每小时温度变化不大于2℃，湿度不大于80%RH。

1.3 测量标准

全自动光栅式指示表检定仪，检定仪量程：（0-50）mm，检定仪示值误差：在量程范围内，任意2mm内不大于0.8μm，任意10mm内不大于1.5μm，全程最大误差不大于3.0μm。

1.4 被测对象

指示表（百分表）量程为（0-10）mm，分度值为0.01mm。

1.5 测量过程

先将指示表固定在检定仪上，检定时指示表处于空置状态下，将百分表测杆压缩一小段（一般0.2mm左右），将指示表指针对准刻度盘零刻线，将检定仪置零，开始检定后，检定仪按规程要求自动移动规定分度后，在指示表上读取各点相应的示值误差，直到指示表量程终点，完成正行程检定，随后进行反行程检定。各受检点示值误差由标准器和受检表示值之差确定。由各受检点正行程得到的最大误差与最小误差之差值为指示表的全量程示值误差。以10mm点为例进行不确定度评定[1]。

2 测量模型

指示表的示值误差e：

式中：Ld----指示表受检点的示值（20℃条件下），mm；

Ls----检定仪受检点的示值（20℃条件下），mm；

αd、αs----分别为指示表和检定仪的线胀系数；

△td、△ts----分别为指示表和检定仪偏离温度20℃时的数值。

3 输入量的标准不确定度评定

3.1 测量重复性引入的标准不确定度u1

在相同条件下，对该指示表（分度值为0.01mm）10mm点重复测量10次，经计算得到单次测量实验标准差s=0.57μm[2]。检定时对10mm点仅测量一次，因此测量重复性引入的标准不确定度分量为：

u1=0.57μm。

3.2 检定仪的示值误差引入的标准不确定度u2

全自动光栅式指示表检定仪示值误差在任意10mm内不大于1.5μm，按均匀分布，则检定仪的示值误差引入的标准不确定度为：

3.3 指示表和检定仪线膨胀系数引入的标准不确定度u3

指示表与检定仪的线胀系数差δα的界限为±2×10-6℃-1，当L=10mm，△t=10℃，按均匀分布，则指示表和检定仪线膨胀系数引入的标准不确定度为

3.4 指示表和检定仪温度差引入的标准不确定度u4

指示表与检定仪存在一定温度差，温差估计最大为±1℃，当L=10mm，线膨胀系数α=11.5×10-6℃-1，按均匀分布[3]，指示表和检定仪温差引入的标准不确定度为

4 标准不确定度一览表

标准不确定度一览表

序号 不确定度来源 标准不确定度分量 标准不确定度1测量重复性 u1 0.92μm 2 检定仪的示值误差 u2 0.87μm 3 指示表和检定仪线膨胀系数 u3 0.17μm 4 指示表和检定仪温度差 u4 0.066μm

5 合成标准不确定度uc

各标准不确定度分量之间不存在值得考虑的相关性，该指示表10mm点示值误差的合成不确定度为：

6 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，则该指示表10mm点示值误差扩展不确定度U为：

U=k×uc=2×1.4=2.8（μm）

7 测量不确定度的报告与表示

（0-10）mm指示表10mm点示值误差测量结果的扩展不确定度为U=2.8μm，k=2。