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關(guān)于第三方全尺寸測量的不確定度探討

文章來源:www.arden18.com 上傳時(shí)間:2017-12-07 瀏覽次數(shù):
文章摘要:測量不確定度作為一個(gè)新的概念逐步引入測量結(jié)果當(dāng)中,容易與原先測量結(jié)果的測量誤差產(chǎn)生混淆。本文蘇州雅頓機(jī)電科技有限公司通過介紹測量不確定度的概念、評定方法,探討對零件幾何量測量的不確定度評定的方法。測量不確定度的基本概念  測量不確定度是合理表征被測量值分散程度的一個(gè)參數(shù),是對測量結(jié)果的不可信的程度或?qū)y量結(jié)果有效性的懷疑程度。測量不確定度是可以定量評定的,是一個(gè)可操作的定義,其...

測量不確定度作為一個(gè)新的概念逐步引入測量結(jié)果當(dāng)中,容易與原先測量結(jié)果的測量誤差產(chǎn)生混淆。本文蘇州雅頓機(jī)電科技有限公司通過介紹測量不確定度的概念、評定方法,探討對零件幾何量測量的不確定度評定的方法。
測量不確定度的基本概念

  測量不確定度是合理表征被測量值分散程度的一個(gè)參數(shù),是對測量結(jié)果的不可信的程度或?qū)y量結(jié)果有效性的懷疑程度。測量不確定度是可以定量評定的,是一個(gè)可操作的定義,其表示形式有***和相對兩種,***形式表示時(shí)其量綱與被測量相同;相對表示時(shí)無量綱。

在實(shí)際的第三方尺寸測量中,給出測量結(jié)果的同時(shí)必須給出測量不確定度,有時(shí)又稱為測量結(jié)果的不確定度。用以表征被測量值以一定的概率分布落在某個(gè)地區(qū)內(nèi)在的分散性。測量不確定度用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,必要時(shí)也可用標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍數(shù)或置信區(qū)間的半寬度表征。

       測量不確定度評定的方法

  ■明確被測量定義及其測量條件。
  ■明確測量原理測量方法及所用的測量設(shè)備。
  ■分析不確定度來源,列出標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。
  ■分享不確定度來源時(shí),應(yīng)充分考慮不確定度分量的影響,不應(yīng)遺漏和重復(fù)。
  ■對測量結(jié)果進(jìn)行修正時(shí),應(yīng)考慮修正不完善而引入的測量不確定度。
  ■當(dāng)需要表述測量不確定度來源的性質(zhì)時(shí),應(yīng)表述為“由隨機(jī)影響引起的不確定度”或“有系統(tǒng)影響引起的不確定度”。不應(yīng)稱為“隨機(jī)不確定度”和“系統(tǒng)不確定度”。
  ■在**終報(bào)告測量結(jié)果時(shí),測量不確定讀的末位應(yīng)與其測量結(jié)果的末位一致。 
  
零件幾何量測量不確定度的分析評定
  
被測件測量不確定度的來源

  ■測量的重復(fù)性導(dǎo)致的測量不確定度(A類不確定度)。
  ■零件測量基準(zhǔn)面與軸線的不垂直導(dǎo)致的測量誤差和V型鐵表面與平板的夾角導(dǎo)致的測量誤差。
  ■測量儀器本身的測量不確定度。
  ■溫度的變化引起的測量不確定度。
  
被測件測量不確定度的評定

測量的重復(fù)性導(dǎo)致的A類測量不確定度
  
通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算,可得出該項(xiàng)不確定度。

 

    表1是對被測件進(jìn)行的10次等精度測量數(shù)據(jù)及計(jì)算平均值、殘差、殘差平方和。
    是十次測量的平均值, =98.026 mm。
    自由度n=n-1=9,n為測量次數(shù)。
    Q=∑Vi2 =1×10-5,
    S(qk)=[Q/(n-1)]1/2
    可求出對應(yīng)qk  的標(biāo)準(zhǔn)偏差,
    S( qk)=(1×10-5/9)1/2=0.001 mm
    而其算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差
    S (q) =S ( qk )/n1/2=0.0003mm
    對測量結(jié)果來說,通常算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差稱為A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。因此,被測量的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(q)=0.0003mm
    
零件測量基準(zhǔn)面與軸線的不垂直導(dǎo)致的測量不確定度

    零件測量基準(zhǔn)面與軸線的不垂直導(dǎo)致測量截面與理想截面形成一個(gè)小角度,形成測量誤差,是測量不確定度一個(gè)分量。

 

    由圖2可得出測量誤差
    △d=d‘-d≈d(1/cosa-1)
    因此,該項(xiàng)誤差由被測直徑所在截面和工件的傾斜角度有關(guān)零件測量基準(zhǔn)面與軸線的垂直度要求為0.01mm.,測量面距離基準(zhǔn)面高度約20 mm。通過測量,V型鐵表面與平板的夾角為
    a1=0.03°
    零件測量基準(zhǔn)面與軸線的垂直度引起的軸線與基準(zhǔn)面傾斜角度
    a2= arctg0.01/20≈0.03°
    a=a1+ a2=0.03°+0.03°=0.06°
    △d= d‘-d≈a(1/cosa-1)=5×10-5mm
    該項(xiàng)分布按均勻分布,則置信因子K=1.732,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
     u2=△d/K=5×10-5mm/1.732=3×10-5mm
       
測量儀器的不確定度
  
    三坐標(biāo)測量機(jī)的不確定度為
    U=2.5+3.3L/1000 mm
    測量長度L=98mm 時(shí)
    U=0.0028mm
    該項(xiàng)分布按均勻分布,則置信因子K=1.732,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
    u3=U/K=0.0028/1.732=0.0016mm
    
由溫度引起的測量不確定度
  
    經(jīng)測量比較,在20℃附近,增加一度,測量結(jié)果增加0.001mm,在20°±1℃相對恒溫的條件下,由溫度引起的測量不確定度0.002mm,該項(xiàng)不確定度按均勻分布,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
    u4=0.002/1.732=0.0012mm
  
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

    將上述標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成,得出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
    uc=[u (q)2+u2 2+u3 2+u4 2] 1/2
    =(0.00032+0.000052+0.00162+0.00122)1/2=0.002mm
  
擴(kuò)展不確定度
  
    視擴(kuò)展不確定度分布為正態(tài)分布,置信概率為99.73%,覆蓋因子K=3,則擴(kuò)展不確定度為:
    U=3uc =3×0.002=0.006 mm 
    測量結(jié)果可表示為:
    98.026±0
第三方全尺寸測量.006mm