平板平面度测量不确定度分析及测量标准选择

　　0　引言

　　平板平面度的测量是机械工程测量和机械加工制造的基础环节,平板平面度测量的质量直接影响着机械加工产品的质量。JJG117-2005《平板检定规程》原则上规定了平板检定的技术要求、检定项目、检定方法。在实际检定过程中,应用平板平面度专项检定的测量结果的不确定度,确定了测量标准器的选择,其结论与JJG117-2005《平板检定规程》的相关规定略有冲突。为了明晰该规程中相关条款的具体应用,把握好平面度量值传递过程中标准器的选择,现对平板平面度的测量不确定度及测量标准的选择进行详尽的分析。

　　1　规程要求

　　1)JJG117-2005《平板检定规程》4·2条规定:

　　工作面平面度测量结果不确定度应满足

　　式中:U95———平面度测量结果的不确定度,μm;

　　Fm———平板平面度最大允许误差,μm。

　　2)JJG117-2005《平板检定规程》6·1, 6·2条原则规定:

　　检定00级平板工作面平面度,用分度值为0·2″的自准值仪或分度值为0·001 mm/m的电子水平仪。

　　检定0级平板工作面平面度,用分度值为1″的自准值仪或分度值为0·005 mm/m的电子水平仪。

　　借此,我们在实际检定工作中,对测量标准器的选择应结合上述两项规定综合考虑。下面以电子水平仪检定0级(400 mm×400 mm)以上规格的平板工作面平面度为例进行综合分析。

　　2　测量不确定度分析

　　依据JJG117-2005《平板检定规程》中规定的检定方法,对用电子水平仪检定0级平板平面度测量结果进行不确定度的分析,得到对平板平面度测量结果有影响的分量有:①电子水平仪示值误差估算分量;②电子水平仪数显量化影响的分量;③测量重复性估算的的分量;④定位误差估算的的分量。

　　通过对不同规格的平板平面度测量结果的不确定度进行分析计算,得到标准不确定度一览表,见表1。

　　合成标准不确定度

　　有效自由度　

　　扩展不确定度　

　　式中: t0·95(108)=1·98,可通过查t分布表得到;n为工作面测量点系数;L为桥板跨距;C为电子水平仪的分度值。

　　由以上信息及电子水平仪不同的分度值,经过测量过程的公式转换,可以得到相应的扩展不确定度,该值可以作为选择测量标准器———电子水平仪的依据。

　　分度值0·001 mm/m的电子水平仪,扩展不确定度

　　分度值0·005 mm/m的电子水平仪,扩展不确定度