通用卡尺测量不确定度评定细则

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通用卡尺不确定度评定细则
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通用卡尺测量结果不确定度评定细则
1 目的
2 本文件用于通用卡尺校准过程中，测量设备、人员、环境条件等因素引起的不确定度评定，
使计量人员能够准确、有效地评定通用卡尺的测量结果不确定度。

2 适用范围
本文件适用于实验室所有通用卡尺的测量结果不确定度评定。

3 引用文件
GJB 3756―1999 《测量不确定度表示与评定》 JJG 30-2012 《通用卡尺》检定规程 4 测量不确定度评估 4.1 测量标准
四等量块（10-291.8mm ）/MPE ≤（0.15-0.18）μm 4.2 被测对象
通用卡尺（0-1000mm ）/MPE ≤一个分度值 4.3 测量过程
将被检卡尺至于00级大理石平台上，同时量块恒温到规定的时间，用被检卡尺测量标准量块，比较被检卡尺的指示值与四等量块之差，即为示值误差。

4.4 通用卡尺测量结果不确定度评定 4.4.1.1 数学模型
游标卡尺的示值误差e 计算结果模型：
n
n n n t a L t a L L L e ∆⨯⨯-∆⨯⨯+-=
式中：L ——游标卡尺的示值（20℃条件下）；
L n ——量块的长度（20℃条件下）；
n a a 、 ——分别为游标卡尺和量块的线膨胀系数；
n t t ∆∆、——分别为游标卡尺和量块偏离温度20℃时的数值。

4.4.1.2 合成标准不确定度评定模型
由于各分量互不相关，故合成不确定度评定模型为：
()()()()r u a u Ln u u c 222++=δ
式中：()Ln u —— 由量块带来的不确定度分量；
()a u —— 由线膨胀系数带来的不确定度分量；
()r u —— 由读数误差带来的不确定度分量；
4.4.2 不确定度一览表
测量不确定度来源度分析及估算见表1。

表1 示值误差测量不确定度来源分析及估算
（注：对于数显卡尺，示值误差的不确定度来源只包括量块不确定度引入的不确定度） 4.4.3 计算标准不确定度分量 4.4.3.1 量块不确定度引入的不确定度
根据计量检定规程规定，用四等量块（其不确定度=1u 0.2µm +2×10-6L n ，k =2.58）校准通用卡尺的示值误差。

对于测量下限超过300mm 的通用卡尺，采用多块不低于五等的量块研合作为标准（研合量块数量不超过3块）。

L n ≤300mm ，则()58
.221
u Ln u ⨯
= L n ＞300mm ，不确定度为各研合量块不确定度的方和根（由于研合量块数量不超过3块，因此研合膜的厚度分散性影响可忽略不计）。

则：()2
132
122
11u u u Ln u ++=
4.4.3.2 线膨胀系数引入的不确定度
由于通用卡尺与量块之间的温度差引入的不确定度对测量结果的影响极小，这里只考虑线胀系数引入的不确定度。

由于待检量具与量块所用的材料很相近，因此量具与量块的热膨胀系数之差为△a=1×10-6℃-1，经过恒温的量具与量块之间的温度差△t 均约为0.3℃，即△
t 1=△t 2=±0.3℃，以均匀分布估计，L 为量块长度，单位mm ，则：
()=
⨯⨯=
3
t △a △L
a u 3
3.01016L
⨯⨯⨯-
（注：对于数显卡尺，不包括线膨胀系数引入的不确定度） 4.4.3.3 读数误差引入的不确定度
由于测量重复性对卡尺示值误差的影响小于刻线的读数误差，故此项不确定度分量只需考虑人员的刻线读数误差引入的不确定度。

这里以卡尺的分辨力或分度值r 的一半来确定。

按三角分布估计，则：
()6
2/r r u =
（注：对于数显卡尺，不包括此项目） 4.4.4 测量结果合成标准不确定度
()()()()r u a u Ln u u c 22
2++=δ
()2
262
62/33.0101⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+=-r L Ln u 4.4.5 测量结果扩展不确定度
取置信概率P =95%，则k =2
()δc u U ⨯=2
4.4.6 CMC 的表示（见附表2）
表2。