常用计量器具不确定度数值的获得方法

　　一、引言

　　GB3177一82《光滑工件尺寸的检验》和ISO1938一4((测量检验》标准都规定计量器具按计量器具不确定度允许值选择。同时,检验国标使用指南给出了常用计量器具不确定度数值表,以此作为在车间生产条件下正确选用计量器具的依据。

　　因此,弄清计量器具不确定度的含义以及计量器具不确定度数值的获得方法,对于正确理解和贯彻检验国标是十分必要的。

　　二、计量器具不确定度的实质

　　计量器具精度的高低是由计量器具自身因设计原理、构件制造及调整等方面存在缺陷而造成的内在误差的综合作用所决定,它与被测工件和外部测量条件无关。

　　计量器具的固有内在误差,按其性质可分为系统误差和随机误差。系统误差的主要来源有:原理误差、表盘或刻度尺分度误差、测微螺纹螺距误差、放大机构的制造与调整误差、零位调整误差等;而随机误差则是由许多暂未掌握或不易掌握的微小因素,如轴承中摩擦的变动、齿轮传动机构中因制造公差产生的侧隙、零部件配合的不稳定性、测力变化、油膜不均匀等综合作用引起的。从理论上讲,系统误差一般可通过引人校正值而予以减小或消除;随机误差则可通过等精度多次测量求取平均值的办法减小其对测量结果的影响。

　　然而,在车间生产条件下,要求对每个测位上的系统误差均进行校正,或者要求在每一测位上均进行足够多次的重复测量以求出算术平均值,从而减小随机误差的影响都是不切实际的。同时,考虑到对于一批同类型计量器具而言,由其任何组成构件可带来的系统误差,在对其进行定点检测过程中具有出现正值或负值的同等可能性。因此,在车间生产条件下通常将这些系统误差视作未定系统误差,并按随机误差来处理。

　　计量器具内在误差中的随机误差与随机化未定系统误差综合作用的结果,将导致测得值的分散范围或对其真值偏离程度的扩大。因此,计量器具不确定度就是表征仅由计量器具内在误差所引起的测得值对其真值可能分散的一个区间,其表征值常用该区间宽度之半或相应区间的置信限来表示。可见,从实质上讲,计量器具不确定度是一个描述计量器具自身尚未确定的误差特征的表征量,它是评定计量器具精度特性的质量指标,与工件特性和外部条件无关。

　　三、计量器具不确定度数值的获得方法

　　确定计量器具不确定度数值主要有两种方法,即实验统计法和分析计算法。

　　1.实验统计法

　　所谓实验统计法就是在相同实验条件下,对一批同类型的计量器具按选定的同一检定尺寸依次分别进行检测,得到一系列测量值,再计算出反映该系列测量值分散特性的标准偏差S,然后将S乘以置信系数K作为该类计量器具的不确定度值u,即u=K.S。