比较法测量量块长度的误差分析

比较法测量量块长度的误差分析 4)巳颁布实施.3 荨厦下菩筹缎量块的中心长度测量仍采用比较测量的方 法.本文试图通过对比较法测量量块长度的误差来谭i生行分 析r井导出置块长度酬量曝差计算的一般方法. 荚键词-?竺1i坚1分析瑚斯———…I一…………一…一………?J……?…………………………………一.i.? 国家技术监督局组织制订的新量块检定系 统(JJG2OS6--9O}和量块检定规程《JJGl46— 94》已全面正式实施.按新规程要求,3等或1 级及以下各等级量块的中心长度和测量采用的 是比较测量的方法,这种方法测量误差如何分 析,如何合成求证是本文所探讨的. 1比较法测量原理 比较法测量的方程式是 I=Ls+AL+d.?Ls(Ts一20?)一?I (T一20.C)(1) 式中I——被测量块在2OC时的实测长度; Ls—— 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 量块在2O.C时的实测长度; ?I——比较测量时的读数; n——分别是标准和被测量块的热胀系 数; Ts,T——分别是标准和被测量块时的测 量温度. 若标准和被测量块测量时的测量温度对标 准温度20.C的偏差分别为ATs,?T.即 ?Ts=(Ts一20.C),?T一(T一20.C) 则测量方程式简记为 计t与一诫娃末?1996?NOj Tr L=Ls+AI+d.?Ls?ATs一?L?T 设C?t=?Ls?ATs—a?L??T = AI(d.?ATs--a??T)(2) 则L=Ls+AL+C?t(3) 2量块长度测量的总不确定度 2.1误差来源 由(3)可以看出,在比较测量时.被测量 块的长度测量结果与标准量块的实测长度.比 较测量时的读数(即仪器的示值).标准量块和 被测量块的热膨胀系数.标准量块和被谩i量块 对2O?的偏差这四方面有关.那么这几个方面 都是应当考虑的主要误差来源,另外还有量块 的几何形状,接触变形等对测量结果的影响等. 2.2总不确定度的合成 设被测量块长度测量的总不确定度为u. 置信概率为99. „...._...._-?__-._??................_?___?一 U=K?s:++S+S:+Si 式中:K——置信概率为99时.置信因子K 一 2.58; ss——标准量块长度谩i量的标准偏差; Si——仪器示值的标准偏差; St——温度偏离20.C时对测量结果影 响的标准偏差; sv——量块几何形状对测量结果影响 的标准偏差; s——接触测量材料压陷变形对测量结 果的影响的标准偏差. ? 5? 3举例分析 下面以检定100ram以下4等或2级量块 为例,分析其测量不确定度. 3.1标准量块长度测量的标准偏差 检定4等或2级量块,3等量块作标准量 块,采用比较法测量其中心长度,3等量块的长 度测量总不确定度为: Us=士(0/~m n一1.8tim 则占l=士(0.034-3×1.8×0.002)(“m) = 土0.041/Im 一 般情况下,8.=3S, S.一8./3=士0.04tim 3.3温度偏离2o.c时对测量结果影响的 标准偏差 规程规定钢质量块在l0,30.C温度范围 内热膨胀系数为(1.5-I-1)×i0?_.,即允许 ?a=aas一-I-lxl0?按误差合成方法, 这项误差极限值为: 一 士(?a?aT?L)4-(??aT?I) 一 士2?a?aT?L St=-I-2/3??a?aT?L 将?a1x10??_..aT=2.C,L= 100mm代入 则St=0.094/Im .6? 3.4量块几何形状对测量结果影响的标 准偏差 由于量块两测量面不是绝对平行的,而是 允许有一定的长度变动量V,因而如果检定时, 仪器的球面测帽顶点对量块中心有一个偏离量 r.那么得到的量块长度就不是真正的中心长 度,量块的宽度为9ram,去掉倒棱与边缘 0.5mm区域,其一半的有效宽度为3.7ram,单 块量块几何形状给长度测量所带来的误差极限 值为t &一r/3.7?V 考虑到标准量块和被检量块都带来这项误 差,那么 士 v/(学H() 一 士~/V:+V 设r?1ram,该项误差为 一4-+V s一:4-0.09 查规程表8得V.=0.20timV=0.35m Sv一0.09V百面 =0—06(m) 3.5接触变形对测量结果影响的标准偏 差 由于量块的测量是比较测量,一般标准量 块与被测量块材质一致,材料的弹性变形引入 的误差很少,可忽略不计,则 SO 3.6总不确定度U的合成 将已述五项合成可得到被测量块长度的总 不确定度u为; U=Ks:4-4-s4-s:4-S} 一2.58×0.0784-0.0144-0.0944-0.036 =0.32(“m) 查规程表8,4等量块测量总不确定度为士 0.4Oflm(L?100mm).由此可见,被测量块长 度测量的总不确定度u值小于允许位这种测 量方法是合理的. 计量爿tt术?l99-,?NO.5 / 7一. 参考文献 (1]鲁绍曹.现代计量学概论北京t中国计量出版社,1987 (z]王尔祺.光学仪器糖度分析.北京:测绘出版牡,1988 (牧稿时间:I9960229} 用”万工显”测量大尺寸量棒的方法 口刘并富 (浙江宁渡盒轮摩托车有限公司..墓撰315301) ?叠.笔者 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了俺单的控涮辅具.可在万工曼上量 尺寸至500ram的量捧,既能保证测量准确瞳.又叠高丁测量 效率.? 美蕾调:量棒测量方法谩差 …………!上:::……一:=:…………………. 1问题的提出 机械加工中,经常遇到极短台阶的大孔径 的测量,使用片状不方便.在电机零件机械加 工中,无论是粗加工还是精加工,工人和检验 员,均习惯用量棒(即球端杆规,GB6322-- 86)测量机座等内止口的孔径. 量捧结构简单,容易制造,使用方便.且 尺寸既易增长又易缩短,调修简便的优点,尽 管量棒尺寸调修后,由于金属内应力的存在和 弹性变形引起尺寸的暂时不稳定,但可通过改 进调修方法,避开量捧弹性变形的部位.尽量 使之产生塑性变形,并采取及时调修,仍可保 证量捧使用中尺寸的正确性.囤而量棒在机电 制造中得到了广泛的应用. 2量棒尺寸的溯量 目前,量捧尺寸一般有外径千分尺或万工 显.测长仪等攫I量.千分尺测量不能保证量棒 尺寸的准确性,仪器测量一是装卡定位麻烦,费 时费力,测量效率低,不能满足日常 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 的要 求,二是受仪器量程的限制不能测量大尺寸量 棒.笔者设计制造了安装简便,定位可靠的专 用辅具(图1).可以利用万工显有限的工作行 程,测量尺寸至500mm的量棒. 计量与一截t术?19B6?N0.5 箍 图i专用辅具 测量时,将辅具——左,右内顶针,安装 在万工显项针杆的锥孔中.对于200mm以下 的量棒,直接顶在二内顶针之间,调整光圈和 焦距,当通过辅具径向孔,从目镜中看到量棒 球端圆弧的清晰影像时,移动纵向导板使米字 分划虚线交点,分别与量捧二端圆弧最高点相 “压”(图2)得到二次读数,X:,按下式计算 出量棒尺寸. L=lx:一x1l(1)