游标卡尺示值误差测量结果不确定度分析报告(1800字)

发表于:2021.1.18来自:www.fanwen118.com字数:1800 手机看范文

游标卡尺示值误差测量结果不确定度分析报告

1、 测量方法 :(按JJG30-2002《通用卡尺》)

在符合规程规定的环境条件下,用标准量块直接校准卡尺的示值,计算示值误差。

2、 数学模型

e?Lc?Lb

式中: Lc– 卡尺的示值(在测量条件下)

Lb - 量块的标称长度(在标准条件下)

3、 方差和传播系数

方差:

uc(e)?c2(Lc)?u2(Lc)?c2(Lb)?u2(Lb)

传播系数: c(Lc)??Lc?1 c(Lb)??e?Lb??1

则:uc(e)?u2(Lc)?u2(Lb)

4、 标准不确定度分析及评定(以291.8mm,0.02mm分度值的卡尺为例)

4.1、 卡尺测量引起的标准不确定度分量u(Lc)

4.1.1、 卡尺读数的对线误差引起的标准不确定度分量u1(Lc)

对于0.02mm分度值的卡尺,对线误差为?0.01mm,读数对线误差估计符合三角分布,故有: 22

u1(Lc)?0.6?0.0041mm?4.1?m

估计其相对标准不确定度为25%,?1(Lc)?8

4.1.2、 卡尺的测量重复性引起的标准不确定度分量u2(Lc)

对卡尺进行10次重复测量,计算实验标准差为s=8.4μm ,

故u2(Lc)=8.4μm

?2(Lc)?9

4.1.3、 以上二项合成

2u(Lc)?u12(Lc)?u2(Lc) ?4.12?8.42?9.3?m

4u4(Lc)9.3 ?(Lc)?4??15 444u1(Lc)u2(Lc)4.18.4??1(Lc)2(Lc)89

4.2、 标准量块中心长度值引起的标准不确定度分量u(Lb)

4.2.1、 3级量块的偏差引起的标准不确定度分量u1(Lb)

3级量块的偏差控制在?4?m,属两点分布,则有:

u1(Lb)?4?m

估计其相对标准不确定度为0,?1(Lb)??

4.2.2、 由于温度偏离引起的标准不确定度分量u2(Lb)

由于温度偏离引起量块中心长度的修正值为:

lb?Lb(tb?20)?b

式中: lb: 量块中心长度修正值,μm

Lb: 量块标称中心长度,m

tb: 量块所处的实际温度,℃

αb: 量块膨胀系数,(11.5±1)×10-6℃-1

同时,卡尺的示值偏差值为:

lc?Lc(tc?20)?c

式中:lc: 卡尺修正值,μm

Lc: 卡尺示值,m

tc: 卡尺所处的实际温度,℃

αc: 卡尺膨胀系数,(11.5±1)×10-6℃-1

所引起的实际尺寸偏差为:

l=lb-lc

=Lb(tb?20)?b-Lc(tc?20)?c

考虑以下极限情况:

取:Lb=297.80mm

αb=12.5×10-6℃-1

Lc=291.80mm

αc=10.5×10-6℃-1

检定时按规程规定在(20±3)℃范围进行,估计卡尺与量块间存在0.5℃的不等温情况,取极限情况tb=23℃,tc=22.5℃,

有:l=291.80×3×12.5×10-6-291.80×2.5×10.5×10-6

=3.3μm

该量未做修正直接引入误差,视为均匀分布,则:

u2(Lb)?3.3?1.9?m

估计其相对标准不确定度为25%,?2(Lb)?8

4.2.3、 以上两项合成:

2u(Lb)?u12(Lb)?u2(Lb) ?42?1.92?4.4?m 4u4(Lb)4.4 ?(Lb)?4?4?230 44u1(Lb)u2(Lb)41.9??1(Lb)2(Lb)?8

5、 合成标准不确定度 uc(e)?u2(Lc)?u2(Lb)

uc(e)?u2(Lc)?u2(Lb) 2

?9.32?4.42?10.3?m

6、 有效自由度

4

?eff4uc(e)?4??23 u(Lc)u4(Lb)9.344.44

??cb15230

7、 扩展不确定度

U95?t95(?eff)?uc =2.06×10.3 =0.02mm

8、 标准不确定度分量一览表:

游标卡尺示值误差测量结果不确定度分析报告




第二篇:游标卡尺测量结果的不确定度分析(附图)

30  2003年第7期ENTERPRISE STANDARDIZATION《           》

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