表面粗糙度比较样块参数测量结果的不确定度评定

发表时间:2020/6/8   来源:《科学与技术》2020年第4期   作者:王平
[导读] 测量过程:用便携式表面粗糙度仪直接测量。

        1  概述
        1.1测量依据:JJF1099-2003《表面粗糙度比较样块校准规范》。

        1.2环境条件:室内温度20℃±5℃,室内湿度≤70%RH。

        1.3测量标准:便携式表面粗糙度仪,最大允许示值误差为±5%。
        1.4被测对象:标称值0.4样块。
        1.5 测量过程:用便携式表面粗糙度仪直接测量。测量时,根据样块标记的加工方法和标称值,选择合适的取样长度,将被校样块放置在工作台上,使测量方向与加工纹理方向垂直,调整仪器至正常工作状态,依次在样块均匀分布的10个位置上进行测量,将测得的值作为测量结果。
2  数学模型
         由于表面粗糙度样块的值可以在粗糙度仪上直接读得,故有:
                            =
          式中: —样块的测量结果,表面粗糙度样块的值,
              —便携式表面粗糙度仪显示的值。
3  输入量的不确定度来源主要有:便携式表面粗糙度仪示值误差引入的相对标准不确定度分量,测量重复性引入的相对标准不确定度分量,表面粗糙度样块加工的不均匀引入的不确定度分量。
4  标准不确定度评定
4.1便携式表面粗糙度仪示值误差引入的相对标准不确定度,用B类方法评定。
         据触针式表面粗糙度仪校准规范可知,仪器的最大允许误差为±5%,假设其为均匀分布=,则:   =
4.2测量重复性引入的相对标准不确定度,用A类方法的评定。
         选标称值0.4样块,在工作面某一位置重复测量10次,得到测量列:0.38, 0.38,0.39, 0.38, 0.39, 0.37, 0.37,0.38, 0.38,0.37。则:
                        
4.3表面粗糙度样块加工的不均匀引入的不确定度分量,用B类方法评定。
         在表面粗糙度样块的10个不同的位置进行测量,取其平均值作为测量结果。规范中要求实验标准偏差不超过4%。故10次测量平均值的标准差为:
                     
6  扩展不确定度的评定
           取置信概率=95,包含因子=2则:
                       
7  按以上方法对其他样块的测量不确定度进行分析,并将测量不确定度评估结果进行汇总。
7.1根据校准规范的要求,对不同标称值样块的测量重复性数据进行采集,并计算测量重复性引入的相对标准不确定度,具体数据如下表:
 


7.2对不同标称值样块的测量不确定度进行评估。
标称值
                  
8  校准和测量能力(CMC)
         通过上述的分析评定可知表面粗糙度比较样块参数的CMC为:
                     
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