混合测量法不确定度分析及估算

　　1　测量系统及测量方程

　　混合测量即是在测长机上对一块量块同时采用比较测量和直接测量两种测量方法相结合来检定测试量块中心长度的方法。此方法主要用于检测不确定度较低、尺寸不规范的非标准系列长度尺寸。此测量方法的不确定度优于同等条件下的直接测量。

　　实际应用此方法即是利用现有的标准系列量块,针对不同精度等级的需要,选择适当等级和尺寸的量块,在测长机上作为标准,调整测长机的分米、毫米和微米刻尺,使其与被选作为标准的量块名义尺寸相一致,在测长机上建立起一个新的起始和终了零位即以标准量块的长度作为直接测量的新零位,仅用测长机毫米刻尺对标准与被测量块的长度之差进行直接测量。混合测量不仅可以解决非标准尺寸的测量问题,而且其测量工作较利用量块研合体进行比较测量大为方便,温度测量条件较直接测量有所放宽,还避免了繁杂的温度修正计算。

　　在混合测量中使用标准量块有两个目的:一是要免除在比较测量中研合标准量块的麻烦,避免损害划伤标准量块;二是要利用标准量块来代替测长机刻尺的大部分长度,减小因测长机刻尺与量块热膨胀系数不同而给测量带来的误差。在混合测量中选取标准量块时,应尽量使标准量块的名义尺寸接近于被测量块的尺寸。对于任意非标准尺寸,其长度之差的极限范围能控制在50mm之内。

　　量块的安装及温度平衡:若被测量块尺寸大于100mm,将被选作为标准的量块和被测量块共同安装在同一艾利支承架上。支承点的位置由标准量块的艾利支承线决定,安装如图1所示。若被测量块尺寸小于100mm,可以直接安装在测长机工作台上。

　　安装好的量块置于仪器工作台上平衡温度。若被测量块的几何形状和标准量块有较大差异,应适当增加温度平衡时间。测量操作步骤及测量数据的读取按仪器使用说明书进行。测量点的布置按照量块检定规程或用户的需求而制定。

　　则被测量块的实测尺寸为:

其中:L_S1———混合测量中标准量块的实际长度;

　　L_S2———测长机光学计读数;

　　L_S3———标准量块与被测量块的名义尺寸之差值,即实际测量时所使用到的测长机毫米刻尺的长度;

　　α_S1———标准量块热膨胀系数;

　　t_S1———标准量块测量时温度;

　　α_S3———测长机毫米玻璃刻尺热膨胀系数;

　　t_S3———测长机毫米玻璃刻尺测量时温度;

　　L———为被测量块名义尺寸;

　　α———为被测量块热膨胀系数;