游标卡尺测量结果的不确定度评定

　　1 概述

　　1.1 测量依据

　　JJG30-20025通用卡尺检定规程6。

　　1.2 测量环境条件

　　温度(20±5)e,相对湿度不大于80%。

　　1.3 测量标准

　　五等量块,扩展不确定度为0.5um+5×10^-6L,包含因子为3(根据检定证书)。

　　1.4 被测对象

　　分度值为0.02mm,测量范围:(0~300)mm的游标卡尺。

　　1.5 测量方法

　　用量块对游标卡尺进行直接测量,对每一被测点应分量爪的里端和外端量个位置测量,量块工作面长边和卡尺测量面长边应垂直,测量应在卡尺框紧固与松开两种状态下进行,各点示值误差以该点读数值与量块尺寸之差确定。

　　2 数学模型

式中:ΔL--游标卡尺的示值误差,mm;Ld--游标卡尺的读数值,mm;Ls--量块的实际尺寸,mm。

　　3 输入量的标准不确定度分量的评定

　　3.1 输入量Ld的标准不确定度u(Ld)的评定。

　　输入量Ld的标准不确定度u(Ld)主要来源于游标卡尺分度值量化误差引起的标准不确定度,采用B类方法进行评定。

　　游标卡尺的分度值为0.02mm,量化误差为=0.01mm,认为其为均匀分布,包含因子k故标准不确定度u(Ld)为:

　　3.2 输入量LS的标准不确定度u(LS)的评定。

　　输入量LS的标准不确定度来源主要是标准量块长度尺寸的不确定分项u(LS1);游标卡尺和标准量块的热膨胀系数存在不确定度,当温度偏离标准温度20^oC引起的标准不确定度分项u(LS2);和游标卡尺与标准量块温度引起的标准不确定度分项u(LS3)。

　　(1)标准量块引起的标准不确定度分项u(LS1)的评定,标准量块引起的标准不确定度分项u(LS1),采用B类方法进行评定。

　　根据检定证书,五等量块的长度尺寸不确定度为0.5um+5×10^-6L,包含因子k=3,当被测尺寸在29.18mm(不确定度可能最大)的情况下。标准不确定度u(LS1)为

　　u(LS1)=(0.5+5×0.2918)Lm/³=0.001mm

　　(2)游标卡尺与标准量块热膨胀系数存在的不确定度,当温度偏离标准温度20^oC引起的标准不确定度分项u(LS2)的评定。

　　u(LS2)采用B类方法进行评定。

　　由于游标卡尺热膨胀系数和标准量块热膨胀系数均为(11.5±1)×10^-6/^oC

　　故两者热膨胀系数都在(11.5±1)×10^-6/^oC范围内均匀分布,两者热膨胀系数之差Δa应在±2×10^-6/^oC范围内服从三角分布,该三角分布半宽a为2×10^-6/^oC,L包含因子,L以长29.180mm代入,Δt以5^oC代入,得: