影像测量仪尺寸测量示值误差不确定度分析.doc

影像测量仪尺寸测量示值误差的不确定度分析 UNCERTAINTYOFMEASUREMENT量丕定 影像测量仪尺寸测量示值 误差昀不确定度分析 谢树冰 (安徽省长江计量所,合肥) [摘要]分析了用标准玻璃线纹尺校准影像测量仪示值误差的标准不确定度来源,并对引入的每项不确定度分量进 行了评定,最后求出扩展不确定度. [关键词]影像测量仪;不确定度;标准玻璃线纹尺 [中图分类号]TB9[文献标识码]B[文章编号]1002—1183(2012)01-0039-02 1概述 (1)测量依据:JJF1064--2010《坐标测量机校 准规范》; (2)测量环境条件:一般根据用户规定,本文要 求温度(20±1)cC,湿度不大于75%RH;无妨碍校 准的震动,电磁干扰; (3)测量标准:标准玻璃线纹尺,扩展不确定度 U=0.68Ixm,包含因子k=2.8; (4)被测对象:影像测量仪,(300×200)mm, 最大允许误差±(3+L/200)m; (5)测量方法:将标准玻璃线纹尺平行放置于被 测影像仪的玻璃工作台面上的4个不同方向,其中包 括影像仪的2个轴线方向和2个对角线方向,在每个 不同的方向或位置对5个尺寸各测量3次;精确调整 焦距至标准线纹尺刻线清晰,通过测量线纹尺的刻线 间距与线纹尺实际值的差值确定影像测量仪的尺寸测 量示值误差.最短尺寸不大于视场短边的10%,最大 尺寸不小于视场对角线的66%,共5个不同尺寸,其 他长度应使测量长度间隔基本均匀. 2数学模型 E:Li—t 式中:E为各测量点的示值误差;L为仪器测量值; ￡为标准玻璃尺所用实际长度. 3各输入量的标准不确定度分量的评定 3.1输入量的标准不确定度U(L)的评定 重复测量确定合并样本标准差.设35组测量中,每3 次测量的极差为R,则该组测量重复性为:s=R/C, 其中:C为极差系数.当n=3时,C=1.69. 通过所有35组测量得到的合并样本标准差为: 1m1m 2 == 砉(/1?69)则由重复性引入的不 确定度分量(L)为: ——————一 M(L)=∑(尺/1.69)=0.05IxmVL1 3.2输入量L的标准不确定度(.)的评定 (1)标准玻璃线纹尺的定值不确定度引起的标准 不确定度(L)的评定 300mm二等标准玻璃线纹尺其检定给出的测量不 确定度:U=0.65I.zm,包含因子k=2.8,则标准不确 定度M(L)为: “(1)=m=0.23I.Lm (2)影像测量仪与标准玻璃线纹尺温度线膨胀系 数差引起的标准不确定度u(L:)的评定 由于影像测量仪与标准玻璃线纹尺温度线膨胀系 数均为(10±1)X10oC～,故两者线膨胀系数都在 (10±1)×i0I6℃范围内均匀分布,两者线膨胀系 数之差△n应在±2×10范围内服从三角分布, 该三角分布半宽为2×10qC～,包含因子k取, 当温度偏离标准温度1℃时,在300mm长度上则标准 不确定度//,(L): 输入量t的标准不确定度来源主要是影像测量仪,,测量的重复性,可以按照35组(m=35)3次(/7,=3)//,一lLn1J=300x10LLm×2x10—6C一x1oC=0.24Ixm [收稿日期]201l一08—01 [作者简介]谢树冰(1982一),男,安徽太和人,助理工程师,毕业于国防科技职业技术学院,从事几何量计量工作. 工业计量2012年第22卷第1期?39? 测量不确定度 0.厂———————————————————————一 (3)影像测量仪与标准玻璃线纹尺温度之差引起 的标准不确定度//,(L)的评定 等温后,影像测量仪与标准玻璃线纹尺温度之差 在±0.3.c范围内均匀分布,半宽口=0.3~C,包含因 子k=√3,则标准不确定度: M(L3):300x103lzmx2— x1 _ 0— - 6 — ~C— - — 1 — x0— . 一 3~C :0.10m (4)输入量L的标准不确定度u(L)的计算 u(L)=√u(L1)+u(L2)+u(L3): Uo23+0.24+0.10m=0.34i.~m 4合成标准不确定度U( 4.1灵敏系数 数学模型: E=L一L 灵敏系数: L的灵敏系数:C1::1 o L的灵敏系数:c==一1 UNCERTAINTYOFMEASUREMENT 4.2各标准不确定度分量汇总及计算表 表1各标准不确定度分量汇总及计算表 鹱不确定度来源标准定度/ciIcII 4.3合成标准不确定度计算 Uc(E)=√【cu(i)1+【C2u(￡)1= Jo.05.+0.34um=0.34txm 5扩展不确定度的评定 取置信概率P=95%,k=2,扩展不确定度: U95=k×M.=0.68I.zm 根据上述方法可得其他测量点尺寸测量示值误差 的扩展不确定度见表2. 表2各测量点尺寸