延庆仪器检测-延庆仪器校准-延庆检测机构-计量校准

一、测量方法
1.测量依据
JB/T10035-1999《厚度表》
2.环境条件
温度:(20±5)℃
3.测量标准
五等量块,扩展不确定度（对被测量值的不能肯定的程度）为(0.5+0.5L)μm,包含因子k=2.7
4.被测对象
测量范围为(0～10)mm,分度值为0.01mm,测力范围为(0.8～1.8)N,大允许偏差为±0.02mm,两测量面直径为Φ10mm,接触形式为平面—平面。
5.测量过程
测量时握住表架,使指示表垂直于水平面,放下拨杆,使两测量面自然接触,调整使大指针对准零位。然后将量块放入两测量面之间,放松拨杆,使表杆自然落下,从表盘上即可读取相应的厚度值。3次测量的平均值h与量块的长度值H之差即为示值偏差δ。
二、数学模型
1.厚度表的示值偏差δ
δ=h-H+h·αh·Δth-H·αH·ΔtH
式中:h———某点测量的平均值;H———量块的长度值;α
H、αH———厚度表测杆、量块的线膨胀系数;Δt
H、ΔtH———厚度表测杆、量块的温度与参考温度20℃的偏离值。
2.方差和灵敏系数
令δa=αh-αH,δt=Δth-ΔtH
舍去微小量,取L≈h≈H,α≈αh≈αH,Δt≈Δth≈ΔtH则δ=h-H+L·Δt·δa+L·α·δt
故u2(δ)=u2(h)+u2(H)+(L·Δt)2u2(δa)+(L·α)2u2(δt)
三、计算标准不确定度分量
1.厚度表示值引入的分量u(h)
(1)测量重复性u1(h)
采用A类方法。确认合格的校准证书，校准后的仪器如果判定合格后（严格意义校准是只出数据的），建议的校准周期为基本都是一年。如果存在项目问题不大，校准证书还是可以出具的，结合校准证书使用，存在不合格项目就会限制使用。由于各种因素引起的不确定度在测量范围的上限大,故选择10mm校准点,用五等量块在重复性条件下测量10次得到测量列(单位:mm):10.007、10.008、10.009、10.0008、10.006、10.007、10.009、10.008、10.007、10.008。
式中:b———两眼瞳孔间距的,b=30mm;Δh———指示表指针到表盘的距离,Δh=0.7mm;i———指示表分度值,i=0.01mm;C———眼睛明视距离,C=250mm;n———表盘小分度值实际宽度,n=1.5mm。
该偏差以0.56μm为半宽,按三角分布处理估计相对不确定度（对被测量值的不能肯定的程度）为20%,由于对零和读数影响两次,故
(3)估读偏差u3(h)
估读偏差为1/10分度,该偏差在±1μm的区间内服从均匀分布估计相对不确定度为25%,由于影响两次,则
(4)测量力及其变动性u4(h)
测量力为(0.8～1.8)N,由于形位偏差的影响,两测量面接触时的极限状态接近线接触,此时测量力引起的变形量d大,则
式中:P———测量力;L1———接触长度,取测量面周长的;D———量块长度,D=10mm。
测量力在对零和读数中引起的变形量为
(5)测量面平面度u5(h)
测量面的平面度为2μm,两测量面引起的该项偏差在±2μm的区间内呈三角分布,估计相对不确定度为10%,
(6)测量面的平行度u6(h)
测量面的平行度为5μm,其引入的偏差在±2.5μm的区间内呈均匀分布,估计相对不确定度为10%,则
(7)表体对水平面的倾斜u7(h)
测量时要求表体垂直于水平面,实际测量中由于倾斜影响指针变动范围为1μm,估计该偏差在±0.5μm的范围内服从三角分布,相对不确定度为20%,由于影响两次,则
由以上7项合成厚度表示值引入的分量u(h)及其自由度ν(h)为:
2.量块中心长度的测量不确定度引入的分量u(H)五等量块中心长度测量不确定度为(0.5+0.5L)μm,按正态分布处理,包含因子k=2.7,估计相对不确定度为10%,L=10mm,则
3.量块与测杆的线膨胀系数差,当温度偏离参考温度20℃时引入分量u(δα)
量块和测杆的线膨胀系数均为(11.5±1)×1010-6℃-1,两者之差δa在±2×1010-6℃-1范围内服从三角分布,估计相对不确定度为10%,则
4.量块和测杆的温度差引入分量u(δt)
经等温后,两者的温度差δt估计在±0.5℃的范围内服从均匀分布,估计相对不确定度为50%,则
合成不确定度及扩展不确定度评定
1.合成不确定度
2.因各分量彼此不相关,故合成不确定度为
3.扩展不确定度
取置信概率p=95%,根据νeff,查表得
k95=t95(96)=1.984,则
U95=k95×u(δ)=1.984×2.0=4.0μm
测量不确定度报告
在(20±5)℃的环境条件下,用五等量块校准机械式厚度表示值误差测量结果的扩展不确定度为U95=4.0μm,νeff=96。
结论
由上述分析可知,厚度表示值偏差测量结果不确定度主要来源于厚度表示值分量中的两测量面平行度,因此该测量对象具有一定的代表性计量仪器包括所有的检测仪器，通用仪器是常见的检测仪器，仪器具有针对性的，玻璃仪器一般测重于化学实验仪器。同时为了不确定度评定的可靠性,各不确定度来源的影响因素尽可能取大,由此得到的扩展不确定度满足下式:
符合校准测量的总不确定度为被检仪器设备允差的的要求。因此采用上述方法校准机械式厚度表示值偏差完全可以满足相关的技术要求,其校准方法是合理、可行的。