滚动光栅标准装置不确定度评定

　　我国加入WTO后,长度计量的准确性越来越受到人们的关注。滚动光栅标准装置是长度专用检定设备之一,主要用于Ⅰ、Ⅱ级钢卷尺、套管尺等线纹类工作尺的示值检定。现对其不确定度作一浅要的分析。

　　1.工作原理

　　滚动光栅标准装置主要由MG-2500滚动光栅检测头、读数显微镜、JA型数显箱、微型点阵式打印机等组成。它是利用圆光栅按角位移滚动产生的 绝对长度值作为标准,与被检定尺标称长度之间进行比较,以此判断被检定尺的等级合格与否。该装置的显著优点是解决了多种不同规格的线纹尺在同一仪器上检定 的难题,操作简单、快捷,测量结果同时显示和自动打印。

　　2.分量不确定度的评定

　　2.1标准器引入的不确定度U₁

　　滚动光栅标准装置检定头误差Δ=0.01+0.003L/250,式中L是三等标准金属线纹尺的长度1m,250是滚动光栅每转一周标准位移量mm,按均匀分布:K=

　　2.2重复性引入的不确定度U₂

　　用滚动光栅标准装置,对编号为910145号的三等金属线纹尺1m处测得一组8个数据(单位:mm):

　　2.3分辨力引入的不确定度U₃

　　显微镜分辨力a =0.01mm,按均匀分布:K =

　　2.4阿贝误差引入的不确定度U₄

　　阿贝误差是由于测量基准直线与滚动光栅的运动方向不重合引起的,数值上等于平和垂直两个方向的阿贝误差的合成。滑台的有效长度为200mm,导 轨两个方向的直线性均按0.02mm计算,其中滚动光栅的位置与测量基准的水平距离为60mm,垂直距离为40mm,按均匀分布:K =

　　2.5对线瞄准引入的不确定度U₅

　　双线瞄准误差可达0.005mm

　　因此　U₅=0.005mm

　　3.合成标准不确定度的评定U_c

　　Uc==0.022mm

　　4.扩展不确定度的评定U₉₅

　　采用置信概率P =95%时,查表得KP=1.96

　　U₉₅= KP×Uc=0.043 mm

　　5.结论

　　5.1 JJG71-1991《三等金属标准线纹尺检定规程》规定,三等标准金属线纹尺全长(1m)最大示值误差不超过±0.05mm,本文分析评定的结果U95=0.043mm,可以认为该装置不确定度在允许范围之内。

　　5.2 JJG4-1999《钢卷尺检定规程》规定,被检Ⅰ、Ⅱ级钢卷尺最大允许示值误差分别为±(0.1+0.1L)、(0.3+0.2L)mm。当L=1m 时,最大允差分别为±0.2、0.5mm,该装置扩展不确定度仅为0.043mm,所以能满足钢卷尺检定要求。

　　5.3 JJG473-1986《套管尺检定规程》规定,被检套管尺的示值误差不应超过Δ=±(0.5+0.2L)mm,当L=1m时,最大允差为±0.7mm,该装置扩展不确定度仅为0.043mm,所以能满足套管尺检定要求。