环规圆度的测量结果不确定度

　　一、测量方法

　　将环规置于圆度仪的工作台上,调整环规的前后、左右位置,使环规轴线与圆度仪的轴线同轴,启动圆度仪空转3周后进行测量,将圆度仪绘制的轨迹圆与标准样板圆比较,用最小区域法评定圆度误差(用两同心圆去包容实际轮廓,在包容时,至少应有内外交替四点接触)。下面以TALYROND51型圆度仪测量550mm三等标准环规圆度为例,分析其测量不确定度。

　　二、数学模型

　　式中,Z为环规的圆度值(μm);R为用最小区域法评价轨迹圆获得的圆度。

　　三、方差和灵敏系数

　　四、标准不确定度一览表

　　五、计算分量标准不确定度

　　1.测量重复性引入的不确定度分量u(R1):

　　重复测量环规10次,得到其实验标准差s=0.05Lm。

　　故:u(R1)=s=0.05μm

　　n=10,自由度υ(R1)=9

　　2.闭合误差引入的不确定度分量u(R2)。

　　用该仪器测量圆度时,记录的图象首尾有错位,即不能完全闭合,存在闭合误差,此误差,此误差的半宽为0.1μm,由于它在边缘出现的机会大,故作反正弦分布处理:

　　估计其相对不确定度为10%,故自由度υ(R2)=50

　　3.测量系统示值误差引入的不确定度分量u(R3)。

　　TALYROND 51型圆度仪属于C类,依据JJG429-86圆度仪检定规程,测量系统的示值误差应不大于8%,测量的圆度值为0.40μm,按均匀分布处理,故由此引入的不确定度分量估算为:

　　估计其相对不确定度为10%,故自由度υ(R3)=50

　　4.径向误差引入的不确定度分量u(R4)。

　　依据JJG429-86,仪器的径向误差小于0.15μm,按均匀分布处理,u(R4)估算为:

　　估计其相对不确定度为20%,故自由度υ(R4)=12

　　六、合成标准不确定度

　　将以上4项合成有:

　　七、有效自由度

　　八、扩展不确定度

　　本文作者:周钢 张玉珍(广东省计量科学研究所,广州510405)