(推荐)游标卡尺不确定度评定
游标卡尺测量结果的不确定度评定
游标卡尺测量结果的不确定度评定有很多重要额结果都是建立在测量分析的基础上，而且结果大多都是可靠的，这对分析结果的用户很重要，实验室通常测量不确定度来表示测量结果的质量，测量不确定通过度量结果的可信度证明结果的适宜性，本文对游标卡尺测量结果的不确定度评定方法进行分析。
标签：游标卡尺；测量结果；不确定度；评定一、测量不确定度定义测量不确定度指的是表征合理地赋予被测量值得分散性，与测量结果相联系的参数，测量不确定度是对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数，在实际的测量的时候由于本身不完善和人们认识不足，测量值就会具有分散性，也就是每次测量的结果是不同的，虽然客观存在的系统误差是一个不变值，但是由于无法完全认知，只能认为是以某种概率分布存在与某个区域内，这就具有分散性，而测量不确定度就是說明被测量值分散性的参数，不是说明测量结果是否接近正确数值。
对于测量不确定度是经典误差理论应用和发展的基础，而且更加的科学合理，测量误差表明测量结果偏离真值，是无法准确知道的，测量不确定度不是具体的误差，是用来表征被测量值所处区间的评定。
二、测量不确定度的来源1.对被测量的定义不完整或不完善。
2.实现被测量的定义的方法不正确。
3.取样的代表性不足，被测量的样本无法表示所定义的被测量。
4.对测量过程中受到影响的情况考虑不全面，或者是对环境条件的测量与控制不完善。
5.对模拟仪器的读数存在偏差。
6.模拟仪器的辨别能力不足。
7.计量标准值或标准物质的值不准确。
8.引用数据计算的常量和其他参数不准确。
9.在看上去完全相同的条件，被测量多次观测的值不同。
10.测量方法和测量程序的近似性和假定性。
三、游标卡尺的使用条件1.测量方法：依据JJG30-2002通用卡尺鉴定规程。
2.环境条件：温度在15-25℃，湿度应小于等于80%RH。
3.测量标准：5等量块。
4.被测对象：分度值为0.02mm，测量范围在0-1000mm的游标卡尺，允许误差在±0.02-±0.07。
游标卡尺测量值的不确定度评定
的分 析 ， 对游标 卡尺的合成标准不确定度及扩展 不确定度进行 了计算。 关键词 ： 游标卡尺 ； 测量结果 ； 合成标准不确定度 ； 扩展不确定度
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ８ １ ３ 文献标识码 ： Ａ 国家标准学科分类代码 ： ４ １ ０ ． ５ ５
Ｔ ｈ ｅ Ｅｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｕｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｖｅ ｒ ｎ ｉ ｅ ｒ Ｃａ ｌ ｉ ｐ ｅ ｒ
８ ０％ 。
１ ． ３ 测量标准： 五等量块 ， 扩展不确定度为 ０ ． ５ ｔ ｍ ａ ＋ ５ × １ ０ Ｉ ６ Ｌ （ Ｌ单 位 为 ｍ） 。 １ ． ４ 被 测对 象 ： （ ０～２ ０ ０ ０ ） ｎ ￣ 游标 卡尺 。 １ ． ５ 测量方法 ： 用量块对游标卡尺进行直接测量 ， 对每一 被测点应分量爪的里端和外端两个位置测量 ， 各点示值 误差以该点读数值与量块尺寸之差确定 。
Ｙａ ｎ Ｄａ ｐ ｅ ｎ ｇ
１ 测 量 过程 简述
４ ． ２ 输入量 的标准不确定度 （ Ｌ ｓ ） 的评定 输入量 的标准不确定度 （ Ｌ ｓ ） 主要来源于标准量 块长度尺寸的不确定度 ， （ 采用 Ｂ 类方法进行评定 ） 五等 量块 的长度 尺 寸不 确 定 度 为 （ ０ ． ５＋５ Ｌ ） ｔ ａ ｎ ， 包 含 因子 ｋ ＝ ２ ． ７ ， 则标准不确定度为：
．
Ｕ＝ ２ ｕ 。 （ ｅ ） ＝ ４ ． ２ ｋ＝ ２
＝ｌ Ｏ ０ ０ ｒ ｒ ￣ ｎ ， （ Ａ Ｌ）＝ ：０ ． ０ ０ ６ ｒ ￣ｎ
（ ） ＝ √［ ｃ １ ｕ （ ） 】 ＋ ［ Ｃ ２ “ （ Ｌ ） ］
式 中． ｃ ＝ ＝１ ； ｃ ２ ＝ ＿－１
游标卡尺不确定度报告
游标卡尺(0-150mm)测量结果不确定度评定1. 概述1.1目 的：保证检测数据的准确可靠，确保正确的量值传递；1.2适用范围：适用于本检测中心0-150mm 游标卡尺检测结果扩展不确定度 的计算（常用测量范围为5-15mm ）；1.3 测量依据：GB/T8806-2008《塑料管道系统 塑料部件尺寸的测定》 ； 1.4 评定依据：JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》 ；1.5 测量对象：分度值为0.02mm ，测量范围为（0-150mm ）的游标卡尺； 1.6 环境条件：温度为23±2℃；1.7 测量方法：用0-150mm 的游标卡尺直接测量样品管壁厚。
2. 数学模型L X =L式中：L X --被检样品管壁厚的数值 mm L -游标卡尺显示数值 mm3. 标准不确定度的评定3.1 标准不确定度A 类评定选取两个不同壁厚的样品分别进行重复测量，结果如下3.1.1选取被检样品进行6次重复测量，并用贝塞尔公式计算试验标准偏差。
选取样品管公称最小壁厚为5.8mm 测量数据见下表：其算术平均值：⎺L = ∑=ni ai L n 11=5.97mm单次试验标准差：S=1)(2-∑-n L La ai ≈0.0167mm ≈0.017mm故算术平均值结果⎺L=5.97mm ，且S=0.02mm ，自由度V 1=n -1=5，U 1由观测列统计分析获得，故A 类评定记为U 1=S=0.017mm 。
3.1.2选取被检样品进行6次重复测量，并用贝塞尔公式计算试验标准偏差。
选取样品管公称最小壁厚为8.2mm 测量数据见下表：其算术平均值：⎺L = ∑=ni ai L n 11=8.43mm单次试验标准差：S=1)(2-∑-n L La ai ≈0.0210mm=0.021mm故算术平均值结果⎺L=8.43mm ，且S=0.05mm ，自由度V 1=n -1=5，U 1由观测列统计分析获得，故A 类评定记为U 1=S=0.021mm 。
游标卡尺不确定度评定
游标卡尺示值误差测量不确定度评定
1、概述
1.1 依据标准： JJG30-2012《通用卡尺检定规程》； JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。
1.2 环境条件：温度（20±5）℃，湿度≦80%RH。
1.3 测量标准：5 等量块，其长度尺寸的不确定度不大于 0.5 5Lm
灵敏系数
c1
L L
1
c2
L Lb
1
4.2 标准不确定度汇总表
输入量的标准不确定度汇总表如下：
标准不确定度汇总表
标准不确定
标准不确
度分量 不确定度来源 定度
ci
ui
（ m ）
分度值量化误
uL
6
1
差
量块长度尺寸
U Lb
0.75
-1
的不确定度
ci ui
（ m ）
6
0.75
在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度 的评定结果。
2、数学模型
L L Lb
式中： L —游标卡尺的最大允许示值误差； L —游标卡尺的示值； Lb —量块的长度尺寸。
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游标卡尺不确定度评定报告
3、输入量的标准不确定度评定
3.1 输入 L 的不确定度 uL的评定
输入 L 的不确定度主要来源于游标卡尺分度值量化误差的不
确定度，采用 B 类方法进行评定。
游标卡尺的分度值为 0.02mm，量化误差为 0.02 mm ，估计其
2
为均匀分布，包含因子为 3 ， 标准不确定度 uL为
uL
0.02 2
mm
游标卡尺示值误差测量结果的不确定度分析
口安 刚 邵 晶 刘 辉
１ 概 述 、
测 量 方 法 的 依 据 ： Ｇ３ － Ｏ ２ 《 用 卡 尺 检 定规 Ｊ Ｏ ２Ｏ 通 Ｊ 程》 ＪＧ１６ ２ ０ ￣ 、 ４ — ０ ３ 量块 检定 规程 》 Ｊ 。 环 境 条件 ：环 境 温 度 ： ２ （ ０±５ ℃ ；相 对 湿度 ： ） ≤
单次测量标准偏 差
：
＼ ： ／ 。 ． 。 。 ｍ
任 意 选 取 三 把 同 类 型 的 游 标 卡 尺 每 支 分 别 选 取
１ １２ ２ １５ ２ １８ ０ ． 、０ ．、９ ． ｍｍ 处为测 量 点 ，在 相 同的条 件下 测
量 ， 测 为单次 测量 。均 连续 测量 １ 实 ０次 ， 组测量 列 分 每
Ｉ ｓｘ） ０Ｏ ３ ｄ （ ．＝ ．０ ｍｍ ３
自由度 ： ｎ １ １一 ＝ ： 一 ＝ Ｏ １ ９
度值 量化误 差 的不确 定 ， 用 Ｂ类方 法进 行分 析 。 采
游 标 卡 尺 的 分 度 值 为 Ｏ０ｍｍ，分 度 值 量化 误 差 ．２ （ ． ／ ） 为 ００ ｍｍ， 均 匀 分 布 考 虑 ， 含 因子 为 Ｏ０ ２ 即 ２ ．１ 按 包
别 按上 述 方 法记 算 共得 到 单次 测 量实 验 室 标准 偏 差 的 ９组 数 据 即 ：． ５ 、． ４ 、． ５ 、． ５ 、． ４ 、． ５ 、 ０ ０ ０ ０ ０ ５００ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ５００ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
０． ００５ ０． ５ 、 Ｏ ０ ｍ 。 ０、 ００ ０ ０．０５ ｍ
４ 合 成 测 量 结 果 不 确 定 度 Ｌ 的分 析 、 ， ｃ
游标卡尺测量结果的不确定度评定
五等量 块 ， 展不 确 定 度 为 ｏ ５ ｍ ＋５ ０ 扩 ． ×１ ～Ｌ， 包
含 因子 为 ３ 根 据 检定证 书 ） （ 。 １ ４ 被 测对 象 ．
分度 值 为 ０ ０ ｍｍ， 量 范 围 ： ０ ０ ） Ｌ ．２ 测 （ ～３ ０ Ｉｒ Ｔｎ的游 标
卡尺。
１． ９１ ￣ｍ ＝０． ０１ １ ５ Ｏ ｍｍ
３ １ 输 入 量 Ｌｄ ． 的标 准不 确定 度 Ｕ ） （ 的评定 。
输 入量 的标 准不确 定 度 Ｕ（ ） 要来 源 于 游标 主 卡 尺分 度 值 量化 误差 引起 的标 准 不确 定 度 ， 采用 Ｂ类 方
法 进行 评定 。
故两者 热膨胀 系 数都在 （ １５±１ ×１ ／ １． ） ０ ｃ范 围 内 均匀分 布 ， 者 热膨 胀 系 数 之 差 两 应 在 ±２×１ ０
式 中 ： Ｌ一游 标 卡尺 的示 值 误 差 ， △ ｍｍ； ｄ 游 标 卡 Ｌ一 尺 的读 数 值 ， ｍｍ； 量块 的实 际尺寸 ，ＩＩ Ｌ一 Ｉ１。 Ｔ Ｔ
以以 １ ． ×１ ℃ 代 入 ： １５ ０
甜 Ｌ ３ ＝２ １０ ｔ （ ｓ） ９ ８ ０ ｍ×１ ． ×１ 一 ℃ 一 ￣ １ ５ ０ 。 ×１ ／ ３ ℃ √ ＝
１ ９ ７ ， ＝ ０． ０ ｍｍ ． ３ ４ｕ ｍ Ｏ １
（ 转第 ５ 下 ９页 ）
姜 慧 静 等 ： 星 式枝 砂 搅 拌 杌 莉 量 不 确 定 度 评 定 行
Ｉ 淑 娟 ： 标 卡 足 铡 量 结 果 的不 确 定 度 评 定 游
游 标 卡 尺 测 量 结 果 的 不 确 定 度 评 定
Ｖ ｒ ｉｒＣａｉｅ ｎ ｉａｉｎＥ ｒ ｒｏ ｅ ｓ ｒｍｅ ｔＵ ｃｒａｎｙ ｅｎｅ ｌ ｒＩ ｄｃ ｔ ｒｏ ｆＭ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｅｔｉｔ ｐ ｏ
8.游标卡尺示值误差测量结果的不确定度评定
8．游标卡尺示值误差测量结果的不确定度评定1、概述1.1测量方法：依据JJG30-2002《通用卡尺检定规程》。
1.2环境条件：温度（20±5）℃。
1.3测量标准：6等量块，其长度尺寸的不确定度不大于(2.0+12L)μm(L —测量长度)，包含因子为2.6(参见《常用测量不确定度方法及应用实例》/中国计量出版社P38)。
1.4被测对象：测量范围为(0～300)mm ，分度值为0.02mm 的游标卡尺，最大允许示值误差为±0.04mm 。
1.5测量过程对于测量范围为(0～300)mm 的游标卡尺，测量点的分布不少于均匀分布的3点，如300mm 的游标卡尺，其受测点为101.2mm 、201.5mm 和291.8mm 。
被测游标卡尺各点示值误差以该点读书值(示值)与量块尺寸(测量标准)之差确定。
1.6评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用不确定度的评定结果。
2、数学模型△L ＝L －L b式中：△L ——游标卡尺的最大允许示值误差；L ——游标卡尺的示值；L b ——量块的长度尺寸。
3、输入量的标准不确定度评定3.1输入量L 的标准不确定度u (L)的评定输入量L 的不确定度主要来源于游标卡尺分度值量化误差的不确定度，采用B 类方法进行评定。
游标卡尺的分度值为0.02mm ，量化误差为⎪⎭⎫ ⎝⎛202.0mm,估计其为均匀分布，包含因子为3，故标准不确定度u(L)为：u(L)＝m m 3202.0⎪⎭⎫⎝⎛＝0.006mm ，u(L)可视为确实已知量，则自由度υ(L)→∞3.2输入量L b 的标准不确定度u(L b )的评定输入量L b 的不确定度主要来源于量块长度尺寸的不确定度，可根据量块证书给出的量块长度尺寸的不确定度来评定，所以采用B 类方法进行评定。
测量用的量块其长度尺寸的不确定度不大于(2.0+12L)μm(L —测量长度)，包含因子为2.6。
当被测尺寸在291.8mm(不确定度可能最大)的情况下，标准不确定度u(L b )为u(L b )＝k a ＝6.22918.0120.2⨯+＝0.002(mm)估计()[]()b b L u L u u 为0.1，则自由度υ(L b )=()[]()2121⎥⎦⎤⎢⎣⎡b b L u L u u =50。
游标类量具测量标准不确定度评定
的游 标显 示还 有带 表卡 尺 和 电子数 显卡 尺 。 目前 依据 国家质 量监 督检 验检 疫 总局发 布 的最新 的
（ Ｊ Ｊ Ｇ ３ ０— ２ ０ １ ２ 通用卡尺检定规程》 来完成检定项 目。在
对游 标 卡尺检 定 过程 中 ， 用 户 最 关 心 的 就 是 卡 尺合 不 合 格， 能不 能用 ？ 如何衡 量 一把游 标 卡尺 合格 与否 ， 我 们 要 综合 分 析各 种 因素 ， 给 出其不 确定 度 。 以最 常 见 的三用 游 标 卡 尺 为 例 ， 介 绍 不 确 定 度评 定
选择 一 把 测 量 范 围 为 （ ０～ １ ２ ５）ｍ ｍ， 分 度 值 为
到的游标类量具来说 ， 进行不确定度评定至关重要。
游标 卡 尺是 一种 测 量 长 度 、 内外 径 、 深 度 的量 具 ， 是 工业 上 常用 的仪 器 。游标 卡 尺 由主尺 和 附在 主尺上 能 滑 动 的游标 尺 两部 分构 成 。游标 卡 尺 的主尺 和游 标上 有 两 副 活动 量爪 ， 分别 是 内测 量 爪 和 外 测 量爪 。 内测 量 爪 用
韩梅 等 ： 游标类量具测 量标准 不确 定度 评定
游 标 类 量 具 涛
（ 空军第一航 空学 院航空机械工程系 ， 河南 信 阳 ４ ６ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 通过对游标类量具游标卡尺示值误差建立测量模型 ， 分析 了五种影 响因素 ， 运用不确 定度评定 与表示方法 ， 给出 了游标 卡尺测 量标准 扩展不 确定
与 表示 方法 。
１ 被测 对 象
测 量结 果 进行 评价 ， 判 断测 量结 果 的可靠 程度 ， 检 查产 生
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0-150mm 游标卡尺测量结果不确定度评定
1. 慨述
1.1 评定依据：JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。
1.2 测量依据：JJG30-2012 《通用卡尺检定规程》。
1.3 环境条件：温度（20±5）℃；湿度要求不超过80％RH 。
1.4 测量标准： 5等量块，其长度尺寸的不确定度不大于U = 3.5m μ，k =2。
1.5 被测对象：测量范围为0~150mm ，分度值为0.02mm 的游标卡尺，最大允许示值误差为±0.03m m 。
1.6 测量过程：对于测量范围为0~150mm 的游标卡尺，测量点的分布不少于均匀分布的3点，本次选择示值误差测量点为：41.20mm 、81.50mm 、121.80mm 。
被测游标卡尺各点示值误差以该点读数值（示值）与量块尺寸（测量标准）之差确定。
2.数学模型
a b L L L ∆=- 单位：mm
式中:L ∆--游标卡尺某点示值误差；
a L --游标卡尺某点的实测值；
b L --量块的长度尺寸。
3.输入量的标准不确定度分量评定
3.1由估值误差引入的不确定度分量u 1的评定
由游标卡尺对准估值误差引入的不确定度，采用B 类方法进行评定。
游标卡尺的分度值为0.02mm ，估值误差（半宽度）为（0.02/2=0.01）mm ，估计其均匀分布，包含因子为√3，故标准不确定度u 1为
u 1=0.01÷√3≈0.006mm
3.2由测量重复性引起的不确定度分量u 2的评定
用量块对（0～150）mm 的游标卡尺的121.80mm 检定点，连续重复测量10次，得到一组测量示值，如“表0-1”所示:
表0-1 单次测量值 单位：mm
单次实验标准差:
平均值试验标准差：
2=0.0033mm,
3.3由标准量块本身的最大允许误差，所引起的此次测量的不确定度分量3u 的评定 不确定度分量3u 主要来源于标准器（量块）本身，根据量块校准证书得知，
U = 3.5m μ，k =2
；标准不确定度3u 则为： 3u =U /k =3.5/2=1.75m μ；
4.不确定度分量一览表
不确定度分量如“表0－2”所示:
表0－2
5.合成标准不确定度：
合成标准不确定度为：2
222123C
u u u u =++
6.扩展不确定度的评定：
U = ku c =2×0.0071≈0.015mm (k =2)
7.报告与表示：
0～150mm游标卡尺，在121.80mm时示值误差的测量不确定度为：U =0.015mm (k=2)
（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。
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