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测量不确定度评定
坐标测量机示值
坐标测量机示值测量不确定度的评定
1、坐标测量机校准规范JJF1064-2010坐标测量机长度测量示值误差测量结果的不确定度计算(依据JJF1064-2010坐标测量机校准规范):
、 测量模型,对标准器进行测量,得到的测量长度值为:
L=L+LsasAt—AL—AL—AL+E
S123
式中:LS—标准器的校准长度;
AL]—标准器形状误差等因素引起的误差;
al2—长度稳定性引起的误差;
a—标准器的热膨胀系数;
s
At—标准器温度对20°C的偏离;
E—坐标测量机的示值L的误差;
、 灵敏度系数
c=QL/dL=1+asAt沁1
1S
c=dL/dLs=LsAt
2
=dL/d(At)=Lsa
s
c=dL/d(AL)=—1
41
c=dL/d(AL)=—1
52
c=dL/d(AL)=—1
63
c=dL/dE=1
7
、标准不确定度
u为标准器校准值的标准不确定度,u为标准器热膨胀系数的标准不确定度,根1据标准器的校准证书确定标准不确定2度值。
u为标准器温度测量的标准不确定度,由于标准器的温度测量是坐标测量机上的功能,测量误差是坐标测量机示值误差的一部分,与校准方法无关,不予单独考虑。
u为标准器的长度变动量引入的标准不确定度;
4
u为标准器的长度稳定性引入的标准不确定度;
5
u为测量重复性引入的标准不确定度;
6
u为坐标测量机示值误差的标准不确定度;也是坐标测量机的测量示值误差
7
的组成7部分,与校准方法无关,不予单独考虑。
、合成标准不确定度
u=匕》+(LAtu\+ + +C)2
c1 S2 4 5 6
取两个长度,确定不确定度的系数,以u=a+bL的形式给出。
c
、扩展不确定度
U=ku
取k=2
、计算示例:
使用三等量块对坐标测量机进行校准,被校准的坐标测量机最大允许示值误差为MPEe=5+(口m),式中L单位为mm,°C。根据量块校准证书,U1=(+)um,k=;
11,
U二1X10-6(1/°C),服从三角分布,k=、厉;
22
根据检定规程JJG146—2011,U4(100)=,U4(1000)=,设服
从均匀分布,k=込;U5=(+)um,L单位为m;设服从均匀分布,k=訂。35组测量中,,,
s=。考虑到此值从35组测量中得到,各组测量的标准偏差均取s=,利用合并样本标准差方法:
u=s
6p
*
35^
=
重复性误差包含了为确定方向进行的辅助测量的误差引入的不确定度分量。
u=U2+(£sAtw)2+u2+u2+u2」/2,取值见表一1
c1 2 4 5 6
表—1
测量长度/mm
100
1000
u1/um
u/°C-1
2
-7
-7
LAtu/um
S2
u4/um
u5/um
u6/um
u/um
c
u=(+)um,
c
扩展不确定度: U=(+3L/1000卞m,k=2
2、 探测误差P,扫描探测误差T和多探针测量误差校准结果的不确定度计算:
探测误差P,扫描探测误差T和多探针测量误差校准结果的不确定度取决于检测球的形状误差。当多个截面的圆度最大值为Rs时,取U=2/3Rs, k=2。
使用坐标测量机自带探针时,探针针头的形状是坐标测量机的特性,引入的不确定度不予考虑。
3、 四轴误差校准结果的不确定度计算
四轴误差校准结果的不确定度取决于检测球的形状误差和测量球心坐标的
重复性。
对球A使用校准中的测量方案,重复测量15次,利用贝塞尔公式计算标准偏差
s。
当多个截面的圆度最大值分别为Rs1和Rs2时,
Rs2Rs2取U=2 —+—+s2,k=2。
9 9
探针针头的形状影响是坐标测量机的特性造成的,不予考虑。