游标卡尺示值误差测量结果不确定度(周)

1 概述1.1 测量方法: 依据JJG30-2002《通用卡尺检定规程》 1.2 测量标准: 5等量块1.3 被检对象: 游标卡尺(包括游标深度卡尺)分度值: 0.02mm 0.05mm 0.10mm测量范围: (0～2000)mm示值误差:△=±(0.02～0.14)mm △=±(0.05～0.20)mm △=±(0.10～0.25)mm 2 数学模型b b b m m m b m t L t L L L e ∆⋅α⋅-∆⋅α⋅+-=式中：m L ——游标卡尺的读数值（标准条件下）； b L ——量块的长度（标准条件下）；b m αα和——分别是游标卡尺和量块的热膨胀系数；b m t t ∆∆和——分别是游标卡尺和量块偏离参考温度20℃的数值；3 方差和灵敏系数令：b m α-α=δα b m t t t ∆-∆=δ 舍弃高阶微分量，取：b m L L L ≈≈ b m α≈α≈α b m t t t ∆≈∆≈∆则： t L t L L L e b m δ⋅α⋅+δα⋅∆⋅+-=得：)()()()()()()()()(222222222t u t C u C L u L C L u L C e u u b b m m c δδ+δαδα++⋅== 其中：1)(=m L C 1)(=b L C t L C ∆⋅=δα)( α⋅=δL t C )( 4测量不确定度来源,标准不确定度计算: 4.1 5等标准量块中心长度测量不确定度)(b L u4.1.1 检定测量范围(0～150)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺):受检点为41.3mm 时， U 99=0.8μm 27.038.0)(==b L u μm 受检点为81.6mm 时， U 99=1.0μm 33.030.1)(==b L u μm 受检点为121.9mm 时， U 99=1.2μm 40.032.1)(==b L u μm 4.1.2 检定测量范围(0～200)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺):受检点为61.3mm 时， U 99=0.9μm 30.039.0)(==b L u μm 受检点为121.6mm 时， U 99=1.2μm 40.032.1)(==b L u μm 受检点为181.9mm 时， U 99=1.5μm 50.035.1)(==b L u μm 4.1.3 检定测量范围(0～300)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺):受检点为91.3mm 时， U 99=1.0μm 33.030.1)(==b L u μm受检点为181.6mm 时， U 99=1.5μm 50.035.1)(==b L u μm 受检点为271.9mm 时， U 99=2.0μm 67.030.2)(==b L u μm 4.1.4 检定测量范围(0～500)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺):受检点为80mm 时， U 99=1.0μm 33.030.1)(==b L u μm 受检点为161.3mm 时，尺寸由100mm 、61.3mm 两块量块研合而成, 因100mm 量块的不确定度为U 99=1.0μm , 61.3mm 量块的不确定度为U 99=0.9μm , 故: 45.0)39.0()30.1()(22=+=b L u μm 受检点为240mm 时，尺寸由200mm 、40mm 两块量块研合而成, 因200mm 量块的不确定度为U 99=1.5μm , 40mm 量块的不确定度为U 99=0.8μm , 故: 57.0)38.0()35.1()(22=+=b L u μm 受检点为321.6mm 时，尺寸由200mm 、121.6mm 两块量块研合而成, 因200mm 量块的不确定度为U 99=1.5μm , 121.6mm 量块的不确定度为U 99=1.2μm , 故: 64.0)32.1()35.1()(22=+=b L u μm 受检点为400mm 时， U 99=2.5μm 83.035.2)(==b L u μm 受检点为471.9mm 时，尺寸由200mm 、271.9mm 两块量块研合而成, 因200mm 量块的不确定度为U 99=1.5μm , 271.9mm 量块的不确定度为U 99=2.0μm , 故: 83.0)30.2()35.1()(22=+=b L u μm 4.1.5 检定测量范围(0～1000)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺):受检点为150mm 时， U 99=1.2μm 40.032.1)(==b L u μm 受检点为341.3mm 时，尺寸由300mm 、41.3mm 两块量块研合而成, 因300mm 量块的不确定度为U 99=2.0μm , 41.3mm 量块的不确定度为U 99=0.8μm , 故: 72.0)38.0()30.2()(22=+=b L u μm 受检点为500mm 时， U 99=3.0μm 0.130.3)(==b L u μm 受检点为681.6mm 时，尺寸由500mm 、181.6mm 两块量块研合而成, 因500mm 量块的不确定度为U 99=3.0μm , 181.6mm 量块的不确定度为U 99=1.5μm , 故: 1.1)35.1()30.3()(22=+=b L u μm 受检点为800mm 时， U 99=4.5μm 5.135.4)(==b L u μm 受检点为971.9mm 时，尺寸由700mm 、271.9mm 两块量块研合而成, 因700mm 量块的不确定度为U 99=4.0μm , 271.9mm 量块的不确定度为U 99=2.0μm , 故: 5.1)3.2()30.4()(22=+=b L u μm 4.1.6 检定测量范围(0～1500)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺):受检点为250mm 时， U 99=1.8μm 60.038.1)(==b L u μm 受检点为491.3mm 时，尺寸由400mm 、91.3mm 两块量块研合而成, 因400mm 量块的不确定度为U 99=2.5μm , 91.3mm 量块的不确定度为U 99=1.0μm , 故: 90.0)30.1()35.2()(22=+=b L u μm受检点为800mm 时， U 99=4.5μm 5.135.4)(==b L u μm 受检点为981.6mm 时，尺寸由800mm 、181.6mm 两块量块研合而成, 因800mm 量块的不确定度为U 99=4.5μm , 181.6mm 量块的不确定度为U 99=1.5μm , 故: 6.1)35.1()35.4()(22=+=b L u μm 受检点为1250mm 时，尺寸由1000mm 、250mm 两块量块研合而成, 因1000mm 量块的不确定度为U 99=5.5μm , 250mm 量块的不确定度为U 99=1.8μm , 故: 9.1)38.1()35.5()(22=+=b L u μm 受检点为1471.9mm 时，尺寸由1000mm 、200mm 、271.9mm 三块量块研合而成, 因1000mm 量块的不确定度为U 99=5.5μm , 200mm 量块的不确定度为U 99=1.5μm ，271.9mm 量块的不确定度为U 99=2.0μm , 故:0.2)3.2()35.1()35.5()(222=++=b L u μm 4.1.7 检定测量范围(0～2000)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺):受检点为300mm 时， U 99=2.0μm 67.030.2)(==b L u μm 受检点为661.3mm 时，尺寸由600mm 、61.3mm 两块量块研合而成, 因600mm 量块的不确定度为U 99=3.5μm , 61.3mm 量块的不确定度为U 99=0.9μm , 故: 2.1)39.0()35.3()(22=+=b L u μm 受检点为1000mm 时， U 99=5.5μm 8.135.5)(==b L u μm 受检点为1321.6mm 时，尺寸由1000mm ，200mm 、121.6mm 三块量块研合而成, 因1000mm 量块的不确定度为U 99=5.5μm , 200mm 量块的不确定度为U 99=1.5μm , 121.6mm 量块的不确定度为U 99=1.2μm ，故:9.1)32.1()35.1()35.5()(222=++=b L u μm 受检点为1600mm 时，尺寸由1000mm 、600mm 两块量块研合而成, 因1000mm 量块的不确定度为U 99=5.5μm , 600mm 量块的不确定度为U 99=3.5μm , 故: 2.2)35.3()35.5()(22=+=b L u μm 受检点为1971.9mm 时，尺寸由1000mm ，700mm 、271.9mm 三块量块研合而成, 因1000mm 量块的不确定度为U 99=5.5μm , 700mm 量块的不确定度为U 99=4.0μm , 271.9mm 量块的不确定度为U 99=2.0μm ，故:4.2)3.2()30.4()35.5()(222=++=b L u μm测量重复性估算的不确定度)(m L u4.2.1选一把稳定的分度值为0.02mm 的游标卡尺用10mm 量块重复测量10次,数据如下:s =0.006mm)(m L u = s =0.006mm4.2.2选一把稳定的分度值为0.05mm 的游标卡尺用10mm 量块重复测量10次,数据如下:s =0.016mm)(m L u = s =0.016mm4.2.3选一把稳定的分度值为0.10mm 的游标卡尺用10mm 量块重复测量10次,数据如下:s =0.032mm)(m L u = s =0.032mm4.3 游标卡尺(包括游标深度卡尺)和量块的热膨胀系数差给出的不确定度分量)(δαu量块的热膨胀系数为610)15.11(-⨯±℃-1；游标卡尺(包括游标深度卡尺)热膨胀系数为610)110(-⨯±℃-1，热膨胀系数差在范围6105.2-⨯℃-1内(半宽为61025.1-⨯℃-1)为均匀分布，得：61025.1)(-⨯=δαu ℃-1/61072.03-⨯=℃-14.4 标准量块和游标卡尺(包括游标深度卡尺)间的温度差给出的分量)(t u δ游标卡尺(包括游标深度卡尺)和量块有一定的温差存在，并以等概率落于估计区间3.0~3.0+-℃内，因此有：)(t u δ=0.3/3=0.17℃5 不确定度分析一览表测量范围(0～150)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)包括游标深度卡尺)测量范围(0～200)mm的游标卡尺(测量范围(0～300)mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)测量范围(0～500)mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)测量范围(0～1000)mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)测量范围(0～1500)mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)测量范围(0～2000)mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)6 合成标准不确定度)()()()()()()()()(222222222t u t C u C L u L C L u L C e u u b b m m c δδ+δαδα++⋅==测量范围(0～150)mm ，分度值为0.02mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)合成标准不确定度当受检点为41.3mm 时：1±=∆t ℃， L =41.3mm=41300μm24223222212)()(u L u t L u u u c ⋅α⋅+⋅∆⋅++=220822.0++=+276.003.0=μm23608.uμm=0.006mm=0.6c依此类推，测量范围(0～150)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的合成标准不确定度uc 如下表所示：依此类推，测量范围(0～200)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的合成标准不确定度uc 如下表所示：依此类推，测量范围(0～300)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的合成标准不确定度uc 如下表所示：依此类推，测量范围(0～500)mm ，分度值为0.02mm 、0.05mm 、0.10mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的合成标准不确定度c u 如下表所示：依此类推，测量范围(0～1000)mm ，分度值为0.02mm 、0.05mm 、0.10mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的合成标准不确定度c u 如下表所示：依此类推，测量范围(0～1500)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的合成标准不确定度uc 如下表所示：依此类推，测量范围(0～2000)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm 的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的合成标准不确定度uc 如下表所示：7扩展不确定度U=k×u c k=2测量范围(0～150)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～200)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～300)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～500)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～1000)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～1500)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～2000)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：8校准测量能力本不确定度文件是基于稳定性好的分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺分析得来,故:校准测量能力U用k=2的扩展不确定度来表示:测量范围(0～150)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～200)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～300)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～500)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～1000)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～1500)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：测量范围(0～2000)mm，分度值为0.02mm、0.05mm、0.10mm的游标卡尺(包括游标深度卡尺)每个受检点所对应的扩展不确定度U如下表所示：。