在卡尺和千分尺检定规程中,对计量器具示值误差的检定均采用按级或按等使用量块作为标准器。由于按级使用量块的标称尺寸(测量结果不需修正),按等使用量块的实际尺寸(测量结果需用量块偏差修正)。因此,在通用量具检定(或校准)中量块按级使用的方法简单易行,应用广泛。针对3级量块的标准不确定度评定目前没有一个统一的计算方法,本文就此进行评定如下。
1.量块的分级
为了进行计算,首先我们要搞清楚量块分级的特点。量块的级是按照量块的实际尺寸与其标称尺寸的偏差确定,偏差小级别就高,在JJGl46-1994《量块》检定规程中,根据偏差量的大小将量块分为6级,由高到低依次为00、0、K、1、2、3级。下面以100mm量块为例对各级量块的偏差范围用图1描述。
图1
K级量块的偏差与1级量块相同,只是其变动量小于1级量块。
由此可见,各级量块的偏差不会重合,对3级量块,其偏差的分布是在[-2.5,-1.2]和[+1.2,+2.5]中,依据JJF1059-1999规范的表述没有给出该种分布形式,那么在分布区间可以确定的情况下,为了确定标准不确定度的数值,就需要确定该种分布的包含因子k。
2.包含因子
根据前述分析,量块按一定等级使用时,其分布密度见图2,分布函数为:
数学期望E=0
由以上分析可知,当a′=0时,成为标准的均匀分布,。而当a′=a时,为两点分布,k=1。由此可见,按级使用量块时,是一种介于均匀分布和两点分布之间的一种特殊分布形式,这里暂且称为双均匀分布,其分布半宽为(a-a′)。
3.3级量块的标准不确定度
3级和2级量块对标称长度偏差的允许值计算公式分别为0.80+16L和0.40+8L,其半宽度为:
a-a′=(0.80+16L)-(0.40+8L)
=0.40+8L
以a=0.80+16L和a′=0.40+8L带入包含因子计算公式得:
标准不确定度为
(0.40+8L)/1.31=0.31+6.12L。
下面是简单列表给出不同规格卡尺使用3级量块时其标准不确定度的最大值。
图2
通过以上分析可知,在按级使用量块时,均可根据上述计算方法得到相应级别量块的标准不确定度值。
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更多>2019-03-28