精密薄片塞规的检测及不确定度的评定

　　1　前言

　　精密薄片塞规(如图1所示),主要用于精度要求较高的间隙测量和精密厚度的比较测量等。该塞规由于厚度较薄,尺寸精度要求较高,因此,测量时很难掌握其准确性。现就根据薄片塞规的技术要求,对实际测量方法及不确定度的评定如下。

　　2　底工作面平面度的检测

　　由于薄片塞规底工作面是加工基准,因此其平面度要求较高。在加工时采用了精研技术,为了防止其变形,使用了专用工装进行加工。在检测时,我们采用2级平面平晶进行测量,通过观看干涉条纹的情况来计算出其误差大小。测量时该工作面的干涉条纹为弯曲形,其弯曲度ba=35,测量条件为白光下,λ=0·6,因此其平面度误差为:h=ba×λ2=35×0·3=0·18μm(如图2所示)。

　　3　上工作面与底工作面的平行度及工作尺寸的偏差

　　首先按加工尺寸,选四等二级量块中的1·5毫米量块一块,选分度值为1微米立式光学计。将立式光学计的工作台换成槽形工作台,并按要求调平。再将量块方置在槽形工作台上,并将立式光学计的测量头换成球形测头,将读数值调整到零位,这时取下量块,将被测的薄片塞规放置在工作台上,使塞规的底工作面与工作台面相贴合,按照(如图3所示)位置进行逐点测量(注意:在测量每一点时,每点都应重复五次测量,以无大的变化为准),在测量后读取的6个读数的最大读数值与最小读数值之差为该薄片塞规的平行度,其最大读数值为该薄片塞规的实际偏差。在上工作面平度的检测时,我们通过检测上工作面与底工作面的平行性而间接获得。根据(表1)测量的数据我们可以得出该薄片塞规的平行度为|-1·2μm|-|-1·0μm|=0·2μm,实际偏差为-1·0μm。上工作面的平面度小于0·3μm。

　　4　薄片塞规测量不确定度的评定

　　4·1数学模型

　　本次测量采用直接比较法测量,薄片塞规与标准量块之间的长度差,即为薄片塞规的修正值,由d表示,数学关系式为:

　　式中:b为被检薄片塞规在20℃的尺寸;

　　ls为标准量块在20℃时的尺寸;

　　α为被检薄片塞规的温度热膨胀系数;

　　αs为标准量块的温度热膨胀系数;

　　θ为检测时被检薄片塞规的温度与20℃的温度偏差;

　　θs为检测时标准量块的温度与20℃的温度偏差。

　　由上式我们可以将关系式变换成为:

　　在测量时,我们从证书上可以查得标准量块在1·5毫米时的修正值为-0·53μm,所以量块的实际尺寸为:ls=1·5+(-0·53)=1·49947mm,我们通过证书可知,标准量块的扩展不确定度U=0·075μm,K=3。

　　4·2各类不确定度的评定