3等量块中心长度校准结果不确定度评定

　　1　概述

　　1·1　测量方法

　　依据JJG146-2003《量块》检定规程。

　　1·2　环境条件

　　温度(20±0.3)℃,相对湿度≯70%。

　　1·3　测量标准

　　(0·5~100)mm2等量块测量不确定度不大于(0·05+0·51)μm(1以米为单位),包含因子k=2.58。

　　1·4　被测对象

　　(0·5~100)mm3等量块。

　　1·5　测量过程

　　3等量块中心长度是以相同标称尺寸的2等量块作标准,在接触式干涉仪上用比较方法测量的。为了使标准和被测量块的温度达到平衡,测量前两量块需同时放置在仪器工作台上等温。测量时,先将对应于标准量块中心长度的仪器示值调整为零,再测得被测和标准量块中心长度的差值d,与标准量块中心长度的实际值ls之和即为被测量块中心长度的实测结果l。

　　l=l_s+d

　　2　数学模型

　　式中:l———被校量块在20℃时的长度;ls———标准量块在20℃时的长度;a———被校量块的温度热膨胀系数;a_s———标准量块的温度热膨胀系数;Δt———校准时被校量块的温度与20℃偏差;

　　Δt_s———校准时标准量块的温度与20℃偏差。

　　考虑校准时,被测量块与标准量块温度用同一只温度计测量,将相关转换为不相关。设被校量块与标准量块的温度差为:δ_t=θ-θ_s,被校量块与标准量块温度膨胀系数差:δ_a=a-a_s;由于Δt-Δt_s来源同一温度计的相同因素被抵消,消去相关性。式(2)经变换:

　　差值δ_t和δ_a估计为零,但它们的不确定度非零。δ_a与a、δ_t与Δt认为无关。l合成标准不确定度u_c由下式表示:

　　3　方差和传播系数

　　上式中的灵敏系数c计算为:

　　由于测量过程中,不确定度d是由三部分组成,将公式简化为:

　　4　标准不确定度估算

　　4·1　标准量块的不确定度分量

　　标准量块的不确定度分量,按B类方法评定。

　　依据JJG146-2003二等量块中心长度的测量不确定度为:

　　U=(0.05+0.5l)μm,P=99,K=2.58,l———标准量块长度,单位:米

　　u₁=u(l_s)=U/k

　　当l=0·1m时,u₁= (0·05+0·5×0·1)/2·58=0·038μm

　　由正态分布得知v₁=∞。

　　4·2　测量仪器引入的不确定度分量