测量过程不确定度评定报告

外径千分尺测量阀杆Ø35外径

不确定度评定报告

1.概述

1.1测量依据：按图PFF78-35-02阀杆尺寸进行测量。 1.2环境条件：常温，相对湿度<35%RH 。

1.3测量设备：（25-50）mm 外径千分尺，在其测量范围内最大示值误差为±0.004mm 。

1.4被测对象：外径为025.0087.035－－mm 的阀杆。材料为12Cr13，α1=10.3×10-6/℃。

1.5测量方法：用外径千分尺直接测量。

2. 测量模型：由于对象内径值可以直接在内径千分尺上直接测量 故：L=L S －L S (δα·Δt ＋αs ·δt)

L---被测内孔的测定内径；

L S ---内径千分尺对内孔内径的测量值。

δα—被测内孔线膨胀系数与内径千分尺线膨胀系数之差。 Δt — 被测内孔温度对参考温度20℃的偏差，取±10℃。 αs — 内径千分尺线膨胀系数，取11.5×10-6/℃。 δt — 被测内孔温度与内径千分尺温度之差，取±1℃。

3.灵敏系数

该数学模型是透明箱模型，必须逐一计算灵敏系数：

1 ≈ ∂ ∂)Δ1(=t s t αD S δαδLs f C －－＝ ;

t S s αδD s αf C －== ∂ ∂=－35×1㎜℃=－3.5×104

µm ℃；

δαD f C S t t －=Δ=Δ ∂ ∂=－35×1×10－6㎜/℃=－0.035µm/℃

δαf C δα ∂ ∂/==－Ds Δt=－35×10㎜℃=－3.5×105µm ℃ t δf C t δ ∂ ∂/==－Ds αs=－35×11.5×10－6㎜/℃=－0.402µm /℃

4.计算各分量标准不确定度

4.1外径千分尺示值误差引入的分量u(L S )

根据外径千分尺检定规程，在其测量范围内最大示值误差e=±0.004mm

在半宽度为区间内，以均匀分布，则u(L S)= 4/1.732 =2.4μm;

4.2被测主轴线膨胀系数不准确引入的分量u(α

S

)

由于被测主轴线膨胀系数α

1

＝ 10.4×10-6/℃是给定的，是一个常数，

故 u(α

S

)= 0 ，

4.3测量环境偏离标准温度20℃引入的分量u(Δt)

测量环境偏离标准温度20℃的偏差为±10℃，在半宽为10℃范围内，以等概率分布（均匀分布）。

()t

uΔ = 10/3= 5.77 ℃

u(Δ

t ) =|C

Δt|·

()t

uΔ =0.035×5.77=0.202µm

4.4被测主轴线膨胀系数与外径千分尺线膨胀系数之差引入的分量u(δα)

因各千分尺生产厂采用不同材料制造，将产生±1×10-6/℃偏差，故被测主轴线膨胀系数与外径千分尺线膨胀系数之差约为2×10-6/℃，在半宽为1×10-6/℃范围内，以等概率分布（均匀分布）。

u(δα)= 1×10-6/3= 0.58×10-6 /℃

u(δα) =|Cδα| ·u(δα)= 3.5×105×0.58×10-6=0.203µm

4.5被测主轴温度与外径千分尺温度不一致引入的分量u(δt)

因为,测量时被测主轴与外径千分尺必须进行充分时间的等温(平衡温度),所以估计被测主轴温度与外径千分尺温度之差不超过±1℃，在半宽为1 ℃范围内，以等概率分布（均匀分布）。

u(δt) = 1/3 = 0.58℃

u(δt)= |Cδt|u(δt)= 0.402×0.58=0.24 µm

5.标准不确定度一览表

5.合成标准不确定度：

()L

u２

ｃ

= u2(L S)＋u2(αS)＋u2(Δt)＋u2(δα)＋u2(δt)

=2.42＋02＋0.2022＋0.2032＋0.242

()L u

ｃ=2.43μm

6.扩展不确定度U

取包含因子k=2，则扩展不确定度：

U= k ×()D u ｃ=2×2.43＝5μm

7．结论

本方案扩展不确定度U=5µm ，k=2

由于被测参数的允许公差：T=|（-0.025mm ）－（-0.087mm ）|=0.062mm 由于

31625 ，

满足三分之一原则； 所以本测量方案满足Ø35的阀杆外径的测量要求。

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