表面粗糙度标准装置不确定度分析.pdf

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第30卷第4期
滨轴承
Vol 30 No4
2009年12月
JOURNAL OF HARBIN BEARING
Dec.2009
表面粗糙度标准装置不确定度分析
尹红丽,金文胜,王旭刚
(哈尔滨轴承集团公司轴承实验中心,黑龙江哈尔滨150036)
摘要:通过对表面粗糙度标准装置的不确定度分析,证明了其测量能力具备了量值传递的资格。
关键词:表面粗糙度;标准装置;不确定度;量值传递
中图分类号:TG84文献标识码:B文章编号:1672-4852(2009)04-0043-02
Uncertainty analysis of surface roughness standard device
Yin Hongli, Jin Wensheng, Wang Xugang
(Bearing Experiment Center, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036, China
Abstract It has been proved that its measurement capability has the qualification of quantitative values transfer
through analysing the uncertainty of surface roughness standard device
Key words: surface roughness; standard device; uncertainty; quantitative values transfe
1前言
测针
表面粗糙度检定装置是由主标准器粗糙度标
尸tF
粗糙度比
准样板和配套设备粗糙度测量仪组成,用于测量
较样块
表面粗糙度比较样块,有时可直接从工件中选出
样品经过该装置测量并评定合格后作为样块。分
1粗糙度测量仪测量方法示意图
析了用该检定装置检定的粗糙度比较样块的不确
测量标准:表面粗糙度标准样板,触针式电动
定度。
轮廓仪,测量最大误差±2%。
被测对象:表面粗糙度比较样块。
2测量原理
测量过程:用触针式仪器进行测量。根据样块
粗糙度测量仪传感器的端部装有尖锐的金刚标记的加工方法和Ra公称值,选择合适的取样长
石触针,见图1。测量时,触针与被测表面相接触,
度和放大倍率,将被测样块安放在仪器的工作台
驱动箱带动传感器沿被测表面缓慢等速滑行,此上,测量方向与加工纹理方向垂直,调整仪器至正
时工件被测表面粗糙度引起触针产生位移,由电常工作状态,校准仪器,依次在样块均匀分布的
学式长度传感器转换为电信号,经放大、滤波、计
个位置上进行测量,将测得的Ra值取平均值
算后,给出Ra等其他多种评定参数
作为测量结果。
3概述
4数学模型
测量依据:JF1099-2008《表面粗糙度比较样
块校准规范》。
式中
环境条件:温度(20±5)℃,湿度≤70%RH
8一被测样块的测量结果,
电动轮廓仪显示的Ra值
收稿日期:2009-06-03
作者简介:尹红丽(1970-),女,技师
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哈尔滨轴承
第30卷
5输入量的标准不确定度以)的评定
合成样本标准差
输人量8的不确定度来源主要是:
∑s2=0,00
1)测量重复性引起的标准不确定度。
(2)电动轮廓仪示值误差引起的标准不确定
S一合成样本标准差。
度
自由度v(8)=m(n-1)=4(10-1)=36。
其中测量重复性引起的标准不确定度,通过
m一测量组数
大量连续测量得到数个测量列,采用A类方法评
n一测量次数。
定,用u(8)表示;电动轮廓仪示值误差引起的标准5.2电动轮廓仪示值误差引起的标准不确定度
不确定度,根据检定规程采用B类方法评定,用u
62)的评定
(82)表示。
电动轮廓仪示值误差引起的标准不确定度
5.1測量重复性引起的标准不确定度以8)的评定,u()可根据电动轮廓仪最大允许示值误差来评
电动轮廓仪测量重复性引起的标准不确定度
定,采用B类方法进行评定。
u(6)可以通过连续测量得到测量列。
电动轮廓仪的最大允许示值误差为±2%,
选用平磨RaO.llum样块,依次在样块均匀角分布,取包含因子为V6。标准不确定度为
分布的是十个位置上测量,每一位置测量10次,
u(82)=
V6=008
0.02
得到平均值作为一次,重复上述过程10次得到测
量列,见表1。
a对应于置信概率100%的置信区间的半宽
表1测量列
k一包含因子。
用B类评定得到输入量的标准不确定度
次数
次数
为u(2),并且估计u(82)的相对标准不确定度为
0.119
0.12
10%,于是可以得到自由度为
0.116
0.119
0.122
0.122
0.121
0.118
5
0.118
10
0.118
2u2×(0
∑
5.3输入量8的标准不确定度以6)的计算
u(6)2=u(c)+u(82y
∑
u(8)=V0.00340.0082=0.009um
5.4输入量δ的自由度レ(6)的计算
=0.119m
叫)=
u(1)4,u(δ)4
单次实验标准差
W(δ)W(δ2
6合成标准不确定度的评定
81-8
6.1灵敏系数
数学模型:y=8
∑
灵敏系数:c=y=1
=0.002um
6.2标准不确定度汇总表
任意选取4块样块,采用上述测量方法,共得
输人量的标准不确定度汇总见表3
到4组测量列,计算得到单次实验标准差,如表2
6.3合成标准不确定度的计算
所
合成标准不确定度可按下式得到。
表2单次实验标准差
u(8)=exu()=1×0.009-0.009um。
平磨磨外圆车外园创平面
6.4合成标准不确定度的有效自由度
样块
Ra0I1 Ral.LI Ra0. 9 Ra0.95
da=p(8)=50
实验标准差S
0.0040.0020.0020.005
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