千分尺测量结果不确定度的计算

　　1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,即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,转换为微分筒的旋转运动而指示出测量结果。

　　本文以测量标称尺寸L=45mm工件,测量温度为(20±1)℃为例。

　　2不确定度分量的来源及计算

　　2.1工件引入的标准不确定度

　　主要来源于测量工件时的重复性,按A类方法计算,对L=45mm的工件在满足测量条件下,用千分尺等精度测量10次,测量结果如下(单位:mm ):

　　2.2千分尺示值误差引入的标准不确定度

　　由检定规程可知,千分尺的示值误差为±4μm ,按B类方法计算,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:

　　2.3千分尺测量面引入的标准不确定度

　　主要是由于测量面不平行和测量面粗糙引入的:计算由于千分尺两测量面不平行引入的标准不确定度分量u3,根据检定规程,千分尺两测量面平行度的极限误差为±2.5μm ,按B类方法计算,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:

　　计算由于千分尺两测量面粗糙引入的标准不确定度分量u4,一级千分尺的测量面粗糙度不大于1μm ,因千分尺的测量面有两个,因此,测量面粗糙度误差为 按 B 类方法计算,符合正态分布,覆盖因子k=3,千分尺两测量面粗糙度误差引入的标准不确定度分量为:

　　2.4千分尺校对杆引入的标准不确定度

　　主要是由于校对杆尺寸偏差引入的,校对杆尺寸偏差为±2μm ,按B类方法计算,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测量者引入的标准不确定度

　　主要是由测量者视差和读数时的估读引入的计算测量者视差引入的标准不确定度分量u6,测量者的眼睛处于不同的方向,可读出不同数值,其差值为视差,一般为±1μm ,按B类方法计算,符合正态分布,覆盖因子k=3,测量者视差引入的标准不确定度分量为

　　计算测量者估读引入的标准不确定度u7,千分尺的分度值为0.01mm ,满足1/10的估读原则,估读误差为±1μm ,按B类方法计算,符合正态分布,覆盖因子k=3,估读引入的标准不确定度分量为:

　　2.6温度引入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 ;

　　αp为被测件的线膨胀系数,αp=11.5×10^-6/℃;