钢直尺测量结果示值误差的不确定度评定

发表时间:2020/9/29   来源:《工程管理前沿》2020年17期   作者:蔡晴
[导读] 钢直尺是现代人们生活和工作中应用非常便捷的一种常见测量
        蔡晴
        金华市计量质量科学研究院 浙江金华  321000

        摘要:钢直尺是现代人们生活和工作中应用非常便捷的一种常见测量工具。通常来讲,钢直尺自身的刻画线间距通常为0.5mm或者1mm,刻线的宽度通常都处于(0.1-0.25mm)范围内,所以工作人员在对钢直尺测量结果进行读数的过程中会存在误差。钢直尺的检定工作需要依靠专业的检定工具,通常选择使用读数显微镜来对钢直尺进行检定,测量不确定度的评定对钢直尺示值误差具有直接性的影响。基于此,本文对钢直尺测量结果示值误差的不确定度评定工作展开了分析与探讨,并对钢直尺使用中的维护与保养工作进行了简要阐释,以期给行业工作人员提供有效参考。
        关键词:钢直尺;结果误差;不确定度
        
        钢直尺在实际的使用过程中,其测量结果的准确度与使用人员的操作方法、行为习惯以及钢直尺本身质量都有较大的联系,其中最为关键的就是钢直尺本身的质量。因此,为了更好的保障钢直尺测量的准确性,就需要对钢直尺进行定期的检定与维护保养,同时还应该养成良好的使用习惯,只有这样,才能够避免其它因素对钢直尺测量数值的影响。
        1 概述
        (1)本文对钢直尺测量结果示值误差的不确定评定依据为JJG1 -1999《钢直尺》检定规程。(2)为了保障检定结果的精准度,选择环境温度为15℃-25℃。
        (3)测量过程中,以三等标准金属线纹尺来作为基础标准,最大允许误差为±0.5mm。
        (4)以最小分度值是1mm的钢直尺来作为测量目标。
        (5)测量方法的选择。在对钢直尺进行检定时,通过对升降台的螺母进行调节,来确保所测量的钢直尺与三等标准金属线纹尺处在同一个水平位置,之后通过对螺帽进行调节,对钢直尺与三等标准金属线纹尺进行固定。之后对钢直尺进行调整,确保其尺边与线纹轴线相互平行;调节对零螺杆,使钢直尺与三等标准金属线纹尺的首段或者末端处于对准状态。最后通过三等标准金属线纹尺来读取钢直尺的示值误差。
        2 钢直尺测量结果示值误差检定方法分析。
        2.1 检定项目及工具
        对钢直尺检定的项目主要涉及到外观、尺面、弹性、端边与侧边的直线度、线纹的宽度等方面。检定过程主要使用到的工具主要有外表面粗糙的样块、显微镜、三等标准金属线纹尺等。
        2.2 检定条件
        在检定时要对检定环境温度进行控制,使其处于15℃-25℃范围内。另外,需要注意的是,所用到的工具以及被检定的钢直尺要在室内放置2小时以上,以便于确保其温度与环境温度保持一致。
        2.3 要求
        钢直尺的端边、侧边以及背面应该是光滑、无毛刺以及锋口等情况出现;尺身刀口平面以及刻线不可以存在锈迹以及碰伤等问题,另外,刻度上也不能够存在斑点,避免其它因素对读数视野的影响;钢直尺的线纹清晰度要保持良好,不可以存在断线问题。尺身上应该清晰显示制造厂商、编号、分度值等相关标识。
        3 数学模型
        L=e
        式中,L代表钢直尺的示值误差;e代表钢直尺在三等金属线纹尺上所对应的偏差读数值。
        4 输入量e的标准不确定度评定
        4.1测量重复性引入的标准不确定度分项u1的评定
        对钢直尺开展多次重复性的试验。主要过程为,将三等金属线纹尺零刻线与钢直尺零刻线进行对准,之后工作人员读出显示的示值误差。上述过程在同一环境下重复十次。
        3.2 读数显微镜引入的标准不确定度分项u2的评定
        根据规程规定,校准时用读数显微镜在标准尺上读出被检尺的误差,读数显微镜分度值为0.01mm,以均匀分布估读误差,则:
       
     
        L=150mm,u3=6.5/3=0.0022mm;
        L=1000mm,u3=15/3=0.005mm
        4 合成不确定度的计算
        通过上述检定过程我们能够得知各个标准不确定度分量是独立的,不相关的,因此,对不确定度进行合成的结果为:
      
        
        5 钢直尺不确定度的扩展与计算
        取K=2,钢直尺测量结果示值误差的不确定度扩展之后计算结果如下所示:
        当L=150mm时,U=kuc=0.015mm;
        当L=1000mm时,U=kuc=0.076mm;
        当L=2000mm时,U=kuc=0.11mm.
        6 钢直尺的维护保养措施
        6.1 钢直尺的维护要求
        第一,行业必须要明确钢直尺的使用与维护规范。工作人员要严格依据钢直尺的使用说明书进行操作,使用完成之后要将钢直尺放回原位,避免使用和放置不当对钢直尺精准度造成影响。第二,使用钢直尺进行测量时,要对钢直尺和被测量目标进行检查,确保表面干净无污物。第三,在对钢直尺进行清洁时,要尽可能的避免直接用手接触钢直尺表面,同时也不能够使用性质不明确的液体对钢直尺进行清理,以免对钢直尺表面和刻线造成腐蚀。第四,如果在实际的使用过程中,发现问题,那么应该及时查明问题发生的原因,并采取合适的措施对其进行维护修理,修理完成之后对其进行检定,检定完成之后才能够继续进行使用。
        6.2 钢直尺的保养措施
        6.2.1  防划
        钢直尺在实际应用时不可避免的会出现划痕,导致划痕的主要原因如下:被测量物体表面存在灰尘,钢直尺在对被测量物进行接触时由于摩擦力,在钢直尺表面产生划痕;被测量物体本身较为锋利或者粗糙,在测量过程中对钢直尺形成划痕;工作人员在实际测量过程中没有严格按照相关规定进行测量,导致钢直尺与被测量物频繁摩擦,导致划痕。因此,在使用钢直尺对物体进行测量时,需要对钢直尺以及被测量物的表明清洁状况进行观察和分析,尽可能的避免测量时对钢直尺造成污染或者损坏。
        6.2.2定期进行维护保养
        工作人员要对钢直尺定期的进行保养,主要涉及到下面两个方面:第一,对使用人员进行管理和培训,第二,对钢直尺本身进行保养。在钢直尺使用过程中,要对工作人员进行培训。因为工作人员自身的操作直接对钢直尺的使用状态和使用寿命造成影响。因此,要不断提升工作人员的职业技能,使工作人员在实际测量过程中有意识的对钢直尺进行保护,避免钢直尺在使用过程中出现不必要的损伤。另外,还应该定期对钢直尺的标识进行检查,定期对其使用状态信息进行记录。
        6.2.3备案记录
        钢直尺每一次的使用以及维护都应该进行备案记录。对于新购置的钢直尺应该建立档案,档案中要对其相关信息进行详细的记录;同时对于钢直尺的收纳以及保管应该由专门的工作人员进行管控;另外,还应该结合实际使用状况制定出维护和检定计划,确保钢直尺始终处于良好的状态。
        7 结语
        综上所述,钢直尺的定期维护保养以及检定工作的开展,一方面能够保证在以后的测量过程当中结果的准确性,另一方面也能够使钢直尺的使用寿命一定程度的延长,因此在实际的使用过程中,工作人员必须要提升对钢直尺维护保养与检定工作的重视程度。

参考文献:
[1]周立民. 钢直尺示值误差测量结果的测量不确定度评定[J]. 中国科技纵横, 2016, (011):37.
[2]肖燕萍. 关于钢直尺检定及示值误差测量不确定度评定[J]. 计量与测试技术, 2018(023):50-51.
[3]方丽莉. 钢卷尺示值误差测量结果的不确定度评定[J]. 科技经济导刊, 2016, 1(026):7-8.
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