数码测定仪测量结果的不确定度评定

于雷 赵增宝

潍坊市计量测试所 山东潍坊 261061

1 测量过程简述

（1）测量依据：参照JJG571-2004《读数、测量显微镜》中的相关要求对数码测定仪测量结果的不确定度进行精确地测量。

（2）测量环境条件：为了尽可能降低温度对测量精度造成的不利影响，需要将温度控制在（20±5）℃的范围内，进而为整个测量工作的顺利开展建立良好的基础。

（3）测量设备：分度值为0.1mm的十字分划板。

（4）被测对象：数码测定仪

（5）测量方法：参照JJG571-2004《读数、测量显微镜》，确定数码测定仪校准方法，如下所示：校准前，需要确保数码测定仪处于良好的工作状态，这就要对仪器的外观、各部分相互作用及光学系统进行检查，确保其各移动、转动部位应灵活，无过松、过紧及滞涩急跳现象，对于存在问题的部位，要采取有效的应对措施，及时消除问题，为校准工作的顺利进行提供可靠保障[1]。同时，视场内应照明均匀、成像清晰、无影响测量的霉斑、阴影、色差、像场弯曲等因素，如果存在上述缺陷就会对测量结果造成非常严重的影响，导致测量误差过大无法用于实际的测量工作。摄像功能的显示屏视场内应洁净、亮度均匀、无影响观察的阴影、斑点、反射光斑等因素[2-3]。

在工作台上放置分度值为0.1mm的十字分划板，调焦至成像系统视场清晰，移动工作台或移动十字分划板，调整视野范围内的十字分划板的刻线方向与成像系统标尺刻线平行[4]。用系统自带的线性测长功能，对成像系统中十字分划板进行测量，用成像系统的零刻线对准十字分划板零刻度线，移动成像系统的终端刻线终点与十字分划板的刻线处重合一致，在成像系统标尺上直接读出仪器实测值。按照公式（1）计算数码测定仪的示值误差。数码测定仪的示值误差测量需在成像系统标尺全长范围，内均匀分布的5点进行，取最大误差值作为校准结果[5]。

2 数学模型

式中：∆L-各点的示值误差；

Li-各检测点在仪器上的读数值；

L0-十字分划板各检测点的实际值；

3 各输入量的标准不确定度分量的评定

不确定度评定——不确定度分量的说明及计算

3.1 十字分划板引入的不确定度分量（B类评定）

根据十字分划板的校准证书，二等线纹尺的测量不确定度为，包含因子k=2，标准线纹尺引起的不确定度分量为

3.2 测量重复性引入的不确定度分量（A类评定）

测量重复性引入的不确定度分量即以瞄准、读数Li——计算（Li-L0）作为一个测量循环，对十字分划板5mm点进行10组测量，得到如下测量结果：5.01、5.01、5.01、5.01、5.01、5.02、5.02、5.02、5.02、5.02利用贝塞尔公式计算标准差得到s=5.3μm，则

3.3 温度误差引入的不确定度分量（B类评定）

仪器证书中无膨胀系数，故忽略。

3.4 合成标准不确定度和扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度：

3.5 不确定度概算汇总表

不确定度概算汇总见表1。

表1 不确定度概算汇总表

4 结语

依据上述的校准方法，进行综合性的评定分析，数码测定仪示值误差测量的不确定度计算如下所示：

通过上述的分析计算能够得到，数码测定仪在工作过程中的不确定度主要是由十字分划板引入的不确定度分量和测量重复性引入的不确定度分量构成的，在实际的测量过程中要对这两者予以充分的关注，并采取有针对性的控制措施，尽可能降低其对数码测定仪测定结果所造成的不利影响，进而确保数码测定仪的测定结果具有足够的精度。