百分表检定仪示值误差的测量不确定度

　　一、概　述

　　指示类量具检定仪主要用于检定(千分表和百分表)、杠杆表和内径表的示值误差和回程误差。指示表广泛运用于机械工业及其它精密测试分析中,指示类量具检定仪的及时正确的检定才能确保量值的正确可靠,现对百分表检定仪示值误差的测量不确定度作一分析。

　　二、测量原理及数学模型

　　百分表检定仪示值误差是用分度值为0.1μm的电感比较仪或用扭簧表和四等量块进行检定。以电感比较仪检定为例。检定仪示值误差为:

　　三、方差及灵敏系数

　　四、标准不确定度的评定

　　1.测量读数引入的标准不确定度u(Lm)

　　1)百分表检定仪瞄准引入的标准不确定度u₁，若读数误差±1μm,该误差认为三角分布,则该值估计可靠性为80%,其自由度υ₁=12.5。

　　2)电感比较仪分辨力引入的标准不确定度u₂所用档其自由度为:υ₂=∞。

　　3)零位一致性引入的标准不确定度u₃

　　由规程知其允差为0.2μm;该误差认为三角分布,则

　　该值估计可靠性为90%,其自由度υ₃=50。

　　4)电感比较仪示值误差引入的标准不确定度u₄

　　由规程知:当使用轴向测头时,δ=±(0.1+0.006A),其中A为比较仪的示值,检定仪示值允差为4μm,A=4μm,δ=0.124。

　　该项误差为梯形分布,u₄=0.124/2=0.062。

　　该值估计可靠性为95%以上,其自由度υ₄=∞。

　　5)传感器装夹倾斜引入的标准不确定度Δl=±Lcosθ

　　当θ很小时,Δl=L/₂·θ2为二次误差可以忽略。

　　2.标准用量块引入不确定度u(Lb)

　　1)对零量块的标准不确定度u₂₁根据量块检定规程四等量块小于10mm的不确定度为0.2μm,为正态分布,置信概率99%, k=2.58。则零量块的标准不确定度u₂₁=0.2/2.58=0.08μm,其自由度,υ₂₁=∞。

　　2)校准用量块的标准不确定度u₂₂

　　当L=25mm,四等量块的不确定度为0.25μm,是正态分布,置信概率99%,k=2.58,则校准用量块的不确定度u₂₂=0.25/2.85=0.1μm,其自由度υ₂₂=∞。

　　五、合成标准不确定度

　　上述各标准不确定度彼此间互相独立,则合成标准不确定度为:

　　六、有效自由度

　　七、扩展不确定度

　　当L=25mm,取置信概率为95%时,其扩展不确定度为:

　　C₉₅=t95(17)uc=2.11·0.44=0.93μm

　　八、不确定度的验证