工作平晶平面度测量不确定度评定

    1　测量方法

    根据JJG28-2000《平晶》检定规程,D30mm~100mm工作平晶的平面度用1等或2等标准平晶在等厚干涉仪上检定。检定时,将被检的工作平晶放在标准平晶上,调整干涉条纹3或5条,放入等厚干涉仪工作台上,通过等厚干涉仪测量干涉条纹的间距和干涉条纹弯曲量,即可计算出被检平晶的平面度。

    1·1数学模型

    按平晶检定规程,被检工作平晶的平面度可由下式得到:

    F = b/a×λ/2-(d/96)²×F₀+Δ_t      (1)

式中:F—被检平晶的平面度,单位μ_m;

    b—干涉条纹弯曲量,单位格;

    a—干涉条纹间距,单位格;

    λ—钠光波长,为0·590μ_m;

    d—被检平晶有效直径,单位mm;

    F₀—标准平晶96mm范围内平面度,单位μ_m;

    Δ_t—温度波动时对平面度的影响(计算平面度时不计入),单位μm。

    1·2方差

式中:u(b)—干涉条纹弯曲量测量引入的不确定度;

    u(a)—干涉条纹间距测量引入的不确定度;

    u(F₀)—标准平晶96mm范围内平面度引入的不确定度;

    u(Δ^t)—温度波动对平面度的影响引入的不确定度。

    1·3传播系数

    c(b) = (1/a)×(λ/2)

    c(a) =-(b/a²)×(λ/2)

    c(F₀) =-(d/96)₂

    c(Δ_t) =1

    2　各输入量的标准不确定度评定

    2·1干涉条纹间距测量时引入的标准不确定度u(a)

    2·1·1干涉条纹间距测量重复性引入的标准不确定度u(a)₁

    根据JJG336—83《平面等厚干涉仪》检定规程对干涉条纹间距测量重复性的规定和实际检定结果,可得出:

    对于D60mm~D100mm平晶,其3s≤0·020mm

    即　u(a)1=0·020mm/3=0·0067mm≈0·67格

    对于D45mm平晶,u(a)1≈0·34格

    对于D30mm平晶,u(a)1≈0·23格

    由于该测量重复性是通过对多台仪器反复多次测量(每次测量20次)得出的结果,因此,其自由度应为:

    υ(a)₁=∞

    2·1·2测微目境示值误差引入的标准不确定度u(a)₂

    测微目镜示值误差在任意1mm内不超过0·005mm该误差在区间0·005mm内为均匀分布,即:

     2·1·3以上两项合成为u(a)

    对于D60mm~D100mm平晶:

    2·2干涉条纹弯曲量测量时引入标准不确定度u(b)

    与2·1同理,对于D60mm~D100mm平晶:

    u(b)=0·68格,υ(b)=6679

    对于D45mm平晶:u(b)=0·37格,υ(b)=585