外徑千分尺示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

紀(jì)紅

【摘要】本文選用四等量塊對(duì)測(cè)量范圍為0～25 mm，分度值為0.01 mm的千分尺進(jìn)行測(cè)量，得到千分尺的示值誤差，在千分尺檢定規(guī)程上查表得知，0～25 mm外徑千分尺的最大允許誤差為±4μm，即此千分尺示值誤差≤±4μm，在此基礎(chǔ)上對(duì)外徑千分尺示值誤差進(jìn)行不確定度的分析與評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】外徑千分尺；示值誤差；不確定度

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.02.013

Evaluation of Uncertainty in Measurement Results of Indication Error of Outside Micrometer

JI Hong

（Xingcheng Inspection and Testing Center，Xingcheng 125100，China）

Abstract：In this paper，four equal measuring blocks are selected to measure the micrometer with a measuring range of 0～25 mm and a graduation value of 0.01 mm，and the indication error of the micrometer is obtained. According to the table on the micrometer verification regulation，the maximum allowable error of the 0～25 mm outside micrometer is±4μm. Namely，the indication error of the micrometer is≤±4μm. On this basis，the uncertainty of the indication error of the external diameter micrometer is analyzed and evaluated.

Key words：outside micrometer；indication error；uncertainty

千分尺作為常用的測(cè)量工具，由于具有測(cè)量精度高、使用便捷等優(yōu)點(diǎn)而經(jīng)常被企業(yè)用于測(cè)量工件的外形尺寸，是在我國(guó)被廣泛使用的一種計(jì)量器具。千分尺的基本原理就是通過旋轉(zhuǎn)測(cè)力裝置把旋進(jìn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€位移，然后通過讀取千分尺的讀數(shù)測(cè)量工件尺寸。

1外徑千分尺的檢定方法

1.1檢定方法

選用四等量塊，采用直接測(cè)量法對(duì)千分尺的示值誤差進(jìn)行檢定。檢定時(shí)對(duì)千分尺的計(jì)量性能要求是：測(cè)微螺桿的軸向串動(dòng)和徑向擺動(dòng)均不大于0.01 mm，測(cè)砧與測(cè)微螺桿測(cè)量面的相對(duì)偏移不超過0.05 mm，測(cè)量面與球面接觸時(shí)作用力在5～10 N之間，固定套管上的刻線與微分筒上的刻線的寬度差不大于0.03 mm，測(cè)量面的平面度為0.15μm≤0.6μm，兩測(cè)量面的平行度為1μm≤2μm，均符合JJG 21—2008《千分尺》要求。檢定時(shí)四等量塊與千分尺測(cè)量面直接接觸，讓兩接觸面相互垂直，然后輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力裝置，使測(cè)量砧面與量塊均勻接觸，最后進(jìn)行讀數(shù)。各受檢點(diǎn)的測(cè)量讀數(shù)值與量塊尺寸的標(biāo)稱值的差值即為各受檢點(diǎn)的示值誤差。測(cè)量范圍為0～25 mm的千分尺受檢點(diǎn)分別是5.12 mm、10.24 mm、15.36 mm、21.5 mm、25 mm。

1.2檢定環(huán)境條件

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具有穩(wěn)定的環(huán)境條件，溫度和濕度符合檢定規(guī)程的要求，應(yīng)避免溫度、濕度大范圍波動(dòng)，以減小環(huán)境條件對(duì)檢定結(jié)果的影響。被測(cè)量的千分尺樣品應(yīng)提早放入實(shí)驗(yàn)室，放置時(shí)間要大于2小時(shí)。按照檢定規(guī)程的規(guī)定，被測(cè)樣品與標(biāo)準(zhǔn)器室溫一致后再進(jìn)行測(cè)量，避免千分尺與標(biāo)準(zhǔn)器環(huán)境溫度相差過大而影響測(cè)量結(jié)果。檢定溫度為（20±5）℃，室內(nèi)濕度不大于70%RH。

1.3被檢測(cè)樣品

被檢測(cè)樣品名稱：千分尺。型號(hào)規(guī)格：0～25 mm，分度值0.01 mm。編號(hào)：1304737。接收狀態(tài)：正常。

2千分尺測(cè)量數(shù)學(xué)模型

3千分尺標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析與評(píng)定

依據(jù)JJG 21—2008《千分尺》要求分析不確定度的來源，采用A類、B類評(píng)定方法對(duì)千分尺示值誤差的不確定度進(jìn)行評(píng)定，千分尺當(dāng)測(cè)量范圍為0～25 mm時(shí)，通過分析得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源有以下幾點(diǎn)：

1）由于對(duì)千分尺各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行了10次重復(fù)性測(cè)量，所以由測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度，采用貝塞爾公式進(jìn)行計(jì)算，求得實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)偏差；2）檢定用的標(biāo)準(zhǔn)量塊帶入的不確定度，是由公式中分別帶入測(cè)量點(diǎn)的數(shù)值求得；3）由于千分尺和標(biāo)準(zhǔn)量塊具有線脹系數(shù)差帶入的不確定度，由B類評(píng)定得到；4）千分尺和標(biāo)準(zhǔn)量塊的溫度差引入的不確定度也由B類評(píng)定得到；5）由于千分尺的測(cè)量范圍為0～25 mm，所以被檢千分尺下限為零，不需使用對(duì)零量塊，故對(duì)零量塊引入的不確定度為零。

在室溫20℃，濕度為60%RH的環(huán)境中，采用四等標(biāo)準(zhǔn)量塊對(duì)規(guī)格為0～25 mm，分度值為0.01 mm的千分尺，分別在5個(gè)被測(cè)點(diǎn)進(jìn)行10次重復(fù)獨(dú)立測(cè)量，然后根據(jù)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定度評(píng)定。具體見表1。