安规用试验指校准方法及其测量不确定度分析

林芳芳 韩 梅

（1.河南省计量科学研究院 郑州 450008；2.空军工程大学航空机务士官学校 河南信阳 464000）

生产家用电器都必须通过安规试验，判断被测产品的对触及带电部件的防护、机械强度、结构等重要指标的合格性，进行试验所使用的器具即为安规用试验指[1]。

安规用试验指可检验评定外壳防护等级，检验外壳的孔或外壳内部挡板的机械强度，检验设备中危险的带电部件、灼热部件是否被触及，检验针对电击或接触运动部件的不可拆卸零件能否经受得住正常使用中出现的机械应力，也用于防止手指触及的防护检验。安规用试验指（试具A）的结构示意图如图1所示。

图1 安规用试验指（试具A）结构示意图

目前，国标GB/T 16842-2008《外壳对人和设备的防护检验用试具》对安规用试验指的尺寸等参数进行了规定，但国内还没有统一的校准方法。作者结合国标中规定的技术参数，提出了用影像测量仪作为标准器校准安规用试验指的校准方法，配合安规用试验指专用夹具和与影像测量仪适配的自动测量软件，能够实现对安规用试验指参数的自动校准。

1 安规用试验指校准方法

安规用试验指的校准参数主要参考 GB/T 16842-2008《外壳对人和设备的防护检验用试具》，外形结构尺寸是安规用试验指的关键性能指标。安规用试验指的种类较多，其结构尺寸多样复杂，在满足精度需求的前提下采用光学类的测量仪器较为方便，选取影像测量仪作为标准器对安规用试验指的尺寸参数进行校准，其中选用的影像测量仪的分辨力为0.001 mm、 MPE为±0.013 mm。

校准时，先将安规用试验指夹持在对应该型号的专用夹具上，再将试验指和夹具放置在影像测量仪的工作台上，调整测量位置至测量视野中，调整焦距和光圈使被测位置能够清晰显示，打开对应该型号安规用试验指的测量软件，运行该软件即可进行自动测量，或直接手动提取出被测位置的轮廓，用影像测量仪的计算功能即可得到该位置的尺寸测量值。校准方法的示意图如2所示。

图2 校准示意图

2 测量不确定度分析

2.1 测量模型

式中：D为安规用试验指的被测尺寸；A为影像测量仪的测量结果。

2.2 标准不确定度的评定

2.2.1 影像测量仪的示值误差引入的标准不确定度u1

影像测量仪的最大允许误差为 MPE：±0.013 mm，设在其半宽范围内服从均匀分布，则其标准不确定度u1为：

2.2.2 影像测量仪的重复性/分辨率引入的标准不确定度u2

（1）影像测量仪的重复性引入的标准不确定度u重

对安规用试验指的一处尺寸连续测量10次，得到测量数据如表1所示。

表1 重复性数据

由贝塞尔公式可得：

本次校准取单次测量的值作为测量结果，则影像测量仪重复性引入的标准不确定度为：

（2）影像测量仪的分辨率引入的标准不确定度u分

影像测量仪的分辨率为0.001 mm，设在其半宽范围内为均匀分布，则其标准不确定度u分为：

取u重和u分中较大的值，则u2取影像测量仪重复性引入的标准不确定度为：

2.3 合成标准不确定度

可认为各不确定度分量互不相关，则合成标准不确定度为：

2.4 扩展不确定度

取k=2，则扩展不确定度为：

3 结语

本文提出了用影像测量仪作为标准器校准安规用试验指的校准方法，并对该校准方法的测量结果的不确定度进行了分析，为安规用试验指的校准提供了参考。