计量标准器稳定性曲线图(百分表检定仪)
计量标准技术报告中百分表测量不确定度分析
计量标准技术报告中百分表测量不确定度分析摘要：编写《计量标准技术报告》中的重点和难点内容是检定或校准结果的不确定度分析。
本文以百分表为例，详细介绍了测量不确定度的分析方法，供同行参考。
关键词：计量标准；百分表；不确定度分析1 概述按照《计量标准考核规范》的要求，新建和已建计量标准，应当撰写和修订《计量标准技术报告》。
而编写《计量标准技术报告》中的重点和难点内容是检定或校准结果的不确定度分析。
本文以百分表为例，详细介绍了测量不确定度的分析方法，供同行参考。
2 百分表检定装置的组成和工作原理百分表的检定装置主要由指示表全自动检定仪、测力仪等组成。
指示表全自动检定仪采用精密光栅尺作为长度标准，计算机作为控制系统。
当用户点击“开始检定”后，电脑会根据用户输入的百分表类型、测量范围和分度值等信息，向控制箱的微处理器发出相应控制指令。
测控箱收到指令后，自动控制伺服电机精确驱动光栅和测杆，推动被检表的测杆移动到检定点，然后将光栅的标准位移传送到计算机。
计算机通过摄像头获取被检表表盘图像，采用数字图像处理技术自动识别表盘读数，将该读数同光栅的标准位移相比较，得出检定点误差，当所有检定点检定完毕后，形成检定记录和结论，同时保存到数据库并供用户打印。
3 全自动指示表检定仪的主要技术指标测量范围：（0～50）mm，最大允许误差：6 μm，任意10 mm范围内的示值误差：3 μm。
4 测量条件检定时的环境温度为（20±5）℃，相对湿度50%。
5 分析对象选取测量范围（0～10）mm，分度值0.01 mm的百分表，在10 mm点进行不确定的分析。
6 测量模型百分表的示值误差e i：ei=L i－L s＋L i• αi• Δt i－L s• αs•Δt s式中：e i—百分表的示值误差，mm；Li—百分表的读数值，mm；Ls—指示表全自动检定仪的测量值，mm；αi和αs—分别为百分表和指示表全自动检定仪的线膨胀系数，℃-1；Δt i 和Δt s—分别为百分表和指示表全自动检定仪偏离参考温度20 ℃的数值，℃。
国家计量院计量器具检定收费标准
310
每增加一个量限，加收150元
0。1级及以下
（35～110）kV
0.05级
(0～35）kV
基本量限
165
每加一个量限加收70元，超35kV的检定加收130元
（0。005~0。001）级
10V~35kV
基本量限
310
每增加一个量限，加收220元
（0。01～0。05）级
10V~35kV
基本量限
220
每增加一个量限，加收110元
（0。01～0。05）级
(35～110）kV
块
90
按单点方位
C-002—002
三等标准金属线纹尺
三等
（0～1）mm
支
420
C—003—003
基线尺（只检长度)
±20 μm
0～24m
支
700
C—004—004
标准钢卷尺
5μm +5L
≤5m
支
220
5μm +5L
5~200m
支
250
5m以上每米加10元
钢卷尺
（0.1+0.1L）mm
（0～100）m
电子水平仪
(1+A/50）mm/m
±500个数
台
260
C—021—021
投影仪
100mm
台
310
C-022—022
测高仪
≤600mm
台
270
＞600mm
台
530
0。01
0～10mm
台
220
C-023—023
接触式干涉仪
0。05μm， 0。1μm， 0。2μm
国家计量院计量器具检定收费标准
C-048-048
万能角度尺
5′
（0～360）°
支
105
C-049-049
圆柱角尺
0级
（200～500）mm
支
80
C-050-050
宽座角尺
1级
（63×40）～（630×400）mm
支
55
C-051-051
刀口形角尺
/
（63×40）～（200×125）mm
支
70
C-052-052
刀口尺对板
/
（200～540）mm
(0～1000)V
台
965
(0.001～0.005)级
(0～1000)V
台
770
D-003-095
直流标准电阻器
一等
(10-3～105)Ω
只
340
二等
(10-3～105)Ω
只
220
0.01级
(10-3～105)Ω
只
200
过渡电阻
0.01级
（0.1～10000）Ω
点
25
检双桥标准器
0.01级
（0.0001～1000）Ω
角度块
角
40
C-038-038
渐开线检查仪
6级及以下
Rb≤200mm
台
700
C-039-039
螺旋线检查仪
6级及以下
β0°-β20°
台
600
C-040-040
数控机床（三轴）
≤2.5m
台
2500
C-041-041
三坐标测量机
（1+L/200）μm
(0～1)m
台
百分表检定仪示值误差的测量不确定度
XXXXX 作业指导书测量不确定度评定XXXXXXX2 百分表检定仪示值误差20XXX-0*-0*批准 20XX-0*-0*实施百分表检定仪示值误差的测量不确定度1、 测量方法(依据JJG201-2008指示类量具检定仪)：百分表检定仪示值误差是采用4等量块作标准器,扭盘表作指示器进行检定的,在25mm 内,检定点为4.12,9.24,14.36,20.5和24mm 。
在25mm 内任意抽检10mm 一段,其间隔为2mm,任意抽检1mm 两段,其检定间隔为0.2mm 。
检定时把扭盘表测头装在百分表检定仪的表座空中,把三珠工作台装在百分表检定仪测杆上,将测杆调到选定段的起始位置,在三珠工作台和扭盘表测头间放入1mm 量块,同时将扭盘表调零。
按检定间隔依次置换量块,旋转检定仪手轮或微分筒到受检点,记录扭簧表的读数得该检定点的误差,这种检定应在全程及所选检定段的正、反行程上进行,每一检定段正行程到终点读数后,需再正行程转10个分度,再反向检定,以各检定段正、反行程内受检点的误差修正量块的偏差值,各受检点修正后的误差中,取最大与最小值之差来评定百分表检定仪的示值误差。
2、 数学模型：在每一测量点i 的示值误差i ∆为()()()2211t d t d L L L L T i o i o i i ∆⋅-∆⋅----=∆式中：i -每一测量点的序号i =1.2…，10； T i -在测量是i 时扭盘表的读数,m μ； L i -在测量点i 时所用量块的实际尺寸,m μ；L o -对零时所用量块的实际尺寸,m μ。
1d 、2d -分别为百分表检定仪和量块的线膨胀分数；1t ∆、2t ∆-分别为百分表检定仪和量块偏离20°的温度 令21t t t ∆-∆=δ,t t t ∆=∆≈∆21,即0=t δ,但其不确定度()t u δ不为零。
令21d d d -=δ,d d d =≈21,即0=d δ,但其不确定度()d u δ不为零百分表检定仪的示值误差：()[]()[]()d A o o t d L L L T L L T Δmin Δmax Δδδ⋅∆+⋅------=-=2211=()d t t d L L T L T δδ⋅∆+⋅-+--2211式中Δmax -正反行程的误差中的最大值,m μ12L L L -=； Δmin -正反行程的误差中的最小值,m μ1T 、2T -分别为正反行程中,误差最大和最小时扭簧表的读数,m μ. 1L 、2L -分别为正反行程中,误差最大和最小时所用量块的实际尺寸,m μ.3、 方差和传播系数：依()()∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=i i c x u x f y u 222有()()()()()()()()()()()()+++++=∆=t t c u c L u L c L u L c T u T c T u T c u y u δδ2222221212222211222()()d d u c δδ22设()()()T u T u T u 22212==；()()()L u L u L u 22212==；而()d tt L c -=∂∆∂=δδ； ()t L c dd ∆⋅-=∂∆∂=δδ，令C t ︒±=∆1，m L μ31025⨯=；C d ︒⨯=-6105.11 故： 灵敏系数()2=T c ,()2=L c ,()=t c δ2875.0-⎪⎭⎫ ⎝⎛︒C m μ；()⎪⎭⎫ ⎝⎛︒⨯-=C m c d μδ4105.24、标准不确定度一览表5、 量分量标准不确定度：5.1与扭簧表读数有关的不确定度分量()T u5.1.1扭盘表读数误差引入的不确定度()1T u ：采用扭簧表作指示器进行检定,分度值为1m μ,其示值误差不超过m μ1.0±,认为扭盘表示值误差在半宽为0.1m μ范围内均匀分布,有：()m T u μ058.031.01==；估计其相对不确定度为10%,故()501=T γ. 5.1.2由测量重复性估算的不确定度分量()2T u测量重复性是在0—25mm 内,在0mm 处由另零量块对零后,将百分表检定仪放至某一检定点,放入相应的量块,并在扭盘表上读数,如此反复测量10次,得实验标准差S =0.30m μ,故()m S T u μ30.02==；()911012=-=-=n T γ5.1.3百分表检定仪测杆测量面与旋转轴线垂直度引入的不确定度分量()3T u 21R R R ∆+∆=∆,1R ∆=0.1mm,2R ∆=θsim L ⋅,1.0=∆R θsim L ⋅+式中：R ∆ -扭簧表测头和百分表检定仪测杆测量面接触点对旋转轴的偏离.1R ∆-百分表检定仪表座与测杆的同轴度；2R ∆-测微表测头装夹倾斜引起的偏差mm R mm L rad 15.0002.0251.0,25,002.0sin =⨯+=∆==≈则θθ 检定仪测杆测量面与测杆旋转轴线,垂直度S 为0.0003rad(即1′03″) 故,045.00003.01015.03mm S R S =⨯⨯=⋅∆=∆该误差均匀分布()m S T u μ026.03045.033==∆=,估计其相对不确定度为25%,故()3T γ=8,以上三次合成为 ()()()()3222122T u T u T u T u ++= ,()()222220940.0026.030.0058.0m T u μ=++=()()98026.0930.050058.0307.0,307.04444=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++==T m T u γμ5.2四等量块的不确定度引入分量()L u ：采用1—25mm 四等量块检定百分表检定仪,四等量块中心长度测量的扩展不确定度为0.22m μ,按正态分布处理,包含因子k =2.58,量块不确定度引入的分量()L u 估算为：()()∞→==L m L u γμ,085.058.222.0 5.3温度引入的不确定度分量()t u δ：百分表和量块有一定的误差,并以等概率落在-0.3C ︒—+0.3C ︒区间,则(),17.033.0C u t ︒==δ估计其相对不确定度为25%,故()8=L γ 5.4线膨胀系数不同引入的不确定度分量()d u δ：d δ的,界面为6102-⨯±C ︒,均匀分布,则()Cu d ︒⨯=-610155.1δ,估计其相对不确定度为10%,则()50=t δγ6、 合成标准不确定度()()()()()()d t cu u L u T u y u δδ22422222105.22875.022⨯+⨯++=()()()()()()226422222062.010155.1105.217.02875.0085.0230.02m y u cμ≈⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯=-()m y u c μ454.0≈7、 有效自由度10500289.080489.01202.094342.0454.044444=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++∞+=eff v ,()23.21095=t8、 扩展不确定度：取置信概率p =95%,()()m y u t U c μ0.1454.023.2109595≈⨯=⋅= 9、 报告：百分表检定仪示值误差的扩展不确定度U =1.0m μ k =2本不确定度评定由长度室编写 审核： 批准：。
JJF 1033-2016标准考核规范附录表格(全)解读
附录A计量标准考核(复查)申请书格式计量标准考核(复查)申请书[ ] 量标证字第号计量标准名称计量标准代码建标单位名称组织机构代码单位地址邮政编码计量标准负责人及电话计量标准管理部门联系人及电话年月日说明1．申请新建计量标准考核，建标单位应当提供以下资料：1) 《计量标准考核（复查）申请书》原件一式两份和电子版一份；2) 《计量标准技术报告》原件一份；3) 计量标准器及主要配套设备有效的检定或校准证书复印件一套；4) 开展检定或校准项目的原始记录及相应的模拟检定或校准证书复印件两套；5) 检定或校准人员能力证明复印件一套；6) 可以证明计量标准具有相应测量能力的其他技术资料（如果适用）复印件一套。
2．申请计量标准复查考核，建标单位应当提供以下资料：1)《计量标准考核（复查）申请书》原件一式两份和电子版一份；2)《计量标准考核证书》原件一份；3)《计量标准技术报告》原件一份；4)《计量标准考核证书》有效期内计量标准器及主要配套设备连续、有效的检定或校准证书复印件一套；5) 随机抽取该计量标准近期开展检定或校准工作的原始记录及相应的检定或校准证书复印件两套；6)《计量标准考核证书》有效期内连续的《检定或校准结果的重复性试验记录》复印件一套；7)《计量标准考核证书》有效期内连续的《计量标准的稳定性考核记录》复印件一套；8) 检定或校准人员能力证明复印件一套；9) 《计量标准更换申报表》（如果适用）复印件一份；10)《计量标准封存（或撤销）申报表》（如果适用）复印件一份；11）可以证明计量标准具有相应测量能力的其他技术资料（如果适用）复印件一套。
3．《计量标准考核（复查）申请书》采用计算机打印，并使用A4纸。
注：新建计量标准申请考核时不必填写“计量标准考核证书号”。
计量标准名称计量标准考核证书号保存地点计量标准原值（万元）计量标准类别□社会公用□计量授权□部门最高□计量授权□企事业最高□计量授权测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差计量标准器名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定周期或复校间隔末次检定或校准日期检定或校准机构及证书号主要配套设备环境条件及设施序号项目要求实际情况结论1 温度2 湿度345678检定或校准人员姓名性别年龄从事本项目年限学历能力证明名称及编号核准的检定或校准项目文件集登记序号名称是否具备备注1 计量标准考核证书（如果适用）2 社会公用计量标准证书（如果适用）3 计量标准考核（复查）申请书4 计量标准技术报告5 检定或校准结果的重复性试验记录6 计量标准的稳定性考核记录7 计量标准更换申报表（如果适用）8 计量标准封存（或撤销）申报表（如果适用）9 计量标准履历书10 国家计量检定系统表（如果适用）11 计量检定规程或计量技术规范12 计量标准操作程序13 计量标准器及主要配套设备使用说明书（如果适用）14 计量标准器及主要配套设备的检定或校准证书15 检定或校准人员能力证明16 实验室的相关管理制度16.1 实验室岗位管理制度16.2 计量标准使用维护管理制度16.3 量值溯源管理制度16.4 环境条件及设施管理制度16.5 计量检定规程或计量技术规范管理制度16.6 原始记录及证书管理制度16.7 事故报告管理制度16.8 计量标准文件集管理制度17开展检定或校准工作的原始记录及相应的检定或校准证书副本18可以证明计量标准具有相应测量能力的其他技术资料（如果适用）18.1 检定或校准结果的不确定度评定报告18.2 计量比对报告18.3 研制或改造计量标准的技术鉴定或验收资料开展的检定或校准项目名称测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差所依据的计量检定规程或计量技术规范的编号及名称建标单位意见负责人签字：（公章）年月日建标单位主管部门意见（公章）年月日主持考核的人民政府计量行政部门意见（公章）年月日组织考核的人民政府计量行政部门意见（公章）年月日附录B计量标准技术报告格式计量标准技术报告计量标准名称计量标准负责人建标单位名称填写日期目录一、建立计量标准的目的………………………………………………………………… ( )二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………………( )三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………………( )四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………………( )五、环境条件………………………………………………………………………………( )六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………………( )七、计量标准的稳定性考核………………………………………………………………( )八、检定或校准结果的重复性试验…………………………………………………………( )九、检定或校准结果的不确定度评定………………………………………………( )十、检定或校准结果的验证………………………………………………………………( ) 十一、结论…………………………………………………………………………………( ) 十二、附加说明……………………………………………………………………………( )一、建立计量标准的目的二、计量标准的工作原理及其组成三、计量标准器及主要配套设备计量标准器名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定周期或复校间隔检定或校准机构主要配套设备四、计量标准的主要技术指标五、环境条件序号项目要求实际情况结论1 温度2 湿度3456六、计量标准的量值溯源和传递框图七、计量标准的稳定性考核注：应当提供《计量标准的稳定性考核记录》。
国家计量院计量器具检定收费标准审批稿
180
9μm
＞（1600～3200）mm
套
200
9μm
＞（3200～5000）mm
套
400
外径千分尺
0级；1级
（0～200）mm
支
40
1级
＞（200～500）mm
支
60
1级
＞（500～1000）mm
支
90
1级
＞（1000～2000）mm
支
150
1级
＞（2000～3000）mm
支
200
杠杆千分尺
1μm
m
10mm/m
支
240
C-020-020
框式水平仪
～mm/m
/
台
220
条式水平仪
m
/
台
130
专用水平仪
m
（～1）mm/m
件
140
合象水平仪
m
（0～±10）mm/m
台
170
电子水平仪
(1+A/50)mm/m
±500个数
台
260
C-021-021
投影仪
100mm
台
310
C-022-022
测高仪
≤600mm
平板
0级
（≤400×400）mm
块
210
0级
（450×600）mm
块
250
0级
（800×500）mm
块
270
0级
（1000×750）mm
块
300
0级
（1500×1000）mm
块
310
0级
{1500×2000}mm
国家计量院计量器具检定收费标准
0.8μ m
±2μ m
±7％，± 10％，± 15％ 1μ m
п级
/ / / / 0级
直角刀口尺
/
直角尺对板
/
光学仪器检具
/
专用环规
/
标准心轴
2μ m
测厚规
20μ m
试验筛
/
齿轴跳动检查
仪
方箱
偏摆仪
（0～25）mm （0～2）mm ±0.1mm ±0.05mm 55°,60°
多齿分度台 圆度仪 光电自准直仪 自准直仪 光电倾斜仪 经纬仪
2″～ 5″ 5″以下 1″ ＜3″ 3″≤A≤ 6″ ＞6″
0.1″ 2″ 2″
水准仪
光学象限仪 多面棱体 表面粗糙度比 较样块 角度块 渐开线检查仪 螺旋线检查仪 数控机床（三 轴） 三坐标测量机
10″ 0.2″
0°～360° 0°～360° 0°～360° 0°～360° 0°～360°
0～24m
≤5m 5～200m
（0～100）m
75～500mm （0～2）m （0～2）m 200mm （≤1000）mm （1000～5000）mm （≤400×400）mm （450×600）mm （800×500）mm （1000×750）mm （1500×1000）mm
{1500×2000}mm （3000×2000）mm （5000×3000）mm （≤400×400）mm （450×600）mm （800×500）mm
国家计量院计量器具检定收费标准（细化版）
序号
计量器具名称
C-001-001 量块
准确度
SJ3000百分表检定仪产品解决方案
-5-
专用工具，备品备件、服务及技术指导等，我公司负责免费将漏项和短缺补齐。
-4-
八、 售后服务ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
SJ3000 光栅式指示表检定仪
1、 设备质保期 1）货到用户现场后 12 个月内； 2）在质保期内发生的故障，其故障部分质保期自修复之日起顺延。
2、 售后服务内容 1）质保期内：实行“三包”，用户所购设备各部件发生非人为故障，我司免费更换同种品牌不低于 原价位、规格、型号的部件。当设备需要升级时免费升级。 2）质保期后：我公司提供终身优惠服务和技术支持，设备出现故障需要修理时，所换零件按成 本价收取。软件随国家规程变更免费升级，硬件优惠升级。
SJ3000 百分表检定仪 深圳市中图仪器科技有限公司
产品解决方案
产品名称： SJ3000 光栅式指示表检定仪
联 系 人： 联系电话：0755-83318988 公司地址：深圳市福田区上梅林凯丰北路利丰大厦 2 至 4 楼 公司网址：
/
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≤0.5µm
≤0.8µm ≤1.2µm
/
/
≤0.5µm
≤1.0µm ≤1.4µm ≤1.6µm ≤2.5µm ≤0.5µm
-2-
SJ3000 光栅式指示表检定仪
SJ3000-50B SJ3000-50C
0.1µm ≤2.8µm
≤0.8µm
≤1.3µm
≤1.5µm
≤2.0µm
≤0.5µm
我公司能为用户提供更高精度的产品，若贵单位有特殊需求，请与我们的销售工程师联系。