基于新一代GPS的圆柱不确定度评定技术研究

　　1 引言

　　不确定度自20世纪60年代提出以来主要表示测量值的分散性并与测量结果相联系的参数，它表征用于测量过程中测量精度的量化评价，即测量不确定度。其定义是表征合理地赋予被测量测得值的分散性，定量说明测量结果的质量，表明测量结果的可靠程度。新一代GPS标准体系在测量不确定度理论的基础上，将不确定度的概念进行拓展，利用拓展后的不确定度来控制不同层次和不同精度的功能要求，使产品在规范、加工和认证过程中的资源能够合理高效地分配[1，2，3]。

　　2 基于新一代GPS的不确定度研究现状

　　基于新一代GPS的不确定度对产品生命周期的影响主要体现在三个过程[2-5]：功能描述过程、规范设计过程和检验认证过程。在功能描述过程，设计者通过对产品功能要求的描述，实现产品功能要求到功能规范的转换。

　　规范设计中设计者首先从公称几何量出发，在公称表面基础上，根据功能要求依据相应算法进行模拟形成规范表面模型。通过对该模型进行提取拟合等操作获得特征规范值及检验操作规范，实现功能规范到几何特征规范的转换。在检验认证过程，通过对该实际工件表面进行提取等操作形成实际工件的替代。

　　在以上三个过程中操作起着重要作用，它是新一代GPS数字化的具体体现。操作包括分离、提取、滤波、拟合、集成、构造等六种操作。为了能够对整个过程进行不确定度概算，一方面要考虑规范设计与测量认证的对偶性，另一反面要考虑规范设计和测量认证具有的特点，同时还要考虑“功能规范、设计规范、认证规范”整个过程中操作之间不确定度的传递关系。根据GB/T18779.2-2004测量不确定度指南，下面主要对规范阶段不确定度管理程序进行讨论。

　　3 规范阶段不确定度管理程序

　　(1)根据经验和目前行业部门检验认证的现状，选择并规范测量原理。

　　(2)在规范阶段根据产品功能要求选择合适的算法生成规范表面模型。结合规范表面模型生成方法，建立该模型的不确定度概算，得到扩展不确定度。

　　(3)在得到表面模型的基础上对其进行分离、提取、滤波、拟合等操作，计算相应的不确定度，同时根据相关性和传递关系计算操作的总不确定度。

　　(4)规范阶段的操作是针对规范表面模型进行的，选择合适的算法进行首次评估，得到扩展不确定度的粗略估计值UE1。然后将首次评估得到的不确定度UE1 与由功能要求给定的目标不确定度UT进行比较，分UE1≤UT、UE1<UT三种情况进行讨论。