千分尺的测量不确定度分析

　　1　千分尺的工作原理

　　千分尺是应用螺旋副测微原理进行长度尺寸的测量,也即是利用精密丝杆与螺母的配合,将丝杆的旋转运动变为直线运动。并把测杆所感受到的测量信息———测杆的轴向位移,转换为丝杆和微分筒的旋转运动而指示出测量结果。

　　2　千分尺误差的B类标准不确定度分析

　　以测量标称尺寸L=45mm工件,测量温度为(20±1)℃为例。

　　2·1　千分尺示值误差的标准不确定度分析

　　由检定规程可知,千分尺的示值误差为±4μm,误差分布符合正态分布,覆盖因子k=3,千分尺示值误差的标准不确定度分量为:

　　2·2　千分尺测量面平行度误差的标准不确定度分量

　　千分尺两测量面平行度的极限误差为±2·5μm,两测量面平行度误差的分布符合正态分布,覆盖因子k=3,千分尺两测量面平行度误差的标准不确定度分量为:

　　2·3　千分尺测量面平面度误差的标准不确定度分量

　　千分尺测量面平面度误差,一级千分尺应不大于1μm,因千分尺的测量面有两个,因此,测量面平面度误差

　　误差的分布符合正态分布,覆盖因子k=3,千分尺测量面平面度误差的标准不确定度分量为:

　　2·4　千分尺校对杆尺寸偏差的标准不确定度分量

　　校对杆尺寸偏差为±2μm,且误差的分布符合正态分布,覆盖因子k=3,千分尺校对杆尺寸偏差的标准不确定度分量为:

　　2·5　校对杆测量面平行度误差的标准不确定度分量

　　校对杆两测量面平行度误差为±1μm,误差的分布符合正态分布,覆盖因子k=3,校对杆两测量面平行度误差的标准不确定度分量为:

　　2·5　校对杆测量面平行度误差的标准不确定度分量

　　校对杆两测量面平行度误差为±1μm,误差的分布符合正态分布,覆盖因子k=3,校对杆两测量面平行度误差的标准不确定度分量为:

　　2·7　视差的标准不确定度分量

　　由于微分筒上刻线与固定套管纵刻线之间有高低距离差,当测量者眼睛处于不同方向位置即可读出不同数值,其差值为视差,一般为±1μm。由于视差的分布符合正态分布,覆盖因子k=3,视差的标准不确定度分量为:

　　2·8　温度误差的标准不确定度分量

　　温度误差为:

　　式中　Lp为被测件的长度,Lp=45mm;ap为被测件的线膨胀系数,ap=11·5×10-6/℃;tp为被测件的温度,tp= (20±1)℃;LN为标准件的长度,LN=25mm;aN为标准件的线膨胀系数,aN=11·5×10-6/℃;tN为标准件的温度,tN= (20±1)℃;ΔL1为由温度引起的被测件相对于标准件的长度变化量。