钢卷尺示值误差测量结果不确定度评定

◎　钢卷Ｒ示值误差测量结果不确定度评定　韩雪梅　于桐　辽宁朝阳　１２２０００）　（朝阳市计量测试所，　摘　要：依据ＪＪＦ　１０５９．１—２０１２《测量不确定度评定与表示》，对钢卷尺在检定过程中各输入量的标准不确定度　进行分析评定，以确定钢卷尺示值误差测量结果的可信程度。　关键词：钢卷尺：示值误差；不确定度评定　中图分类号：ＴＨ７１ｌ　文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．１９５４１６．ｅｎｋｉ．ｉｓｓｎｌＯ０４—４１０８．２０１８．０３．０１７　钢卷尺在日常生活中常用来测量物体长度，它的种　类有多种，最常用的是普通钢卷尺和测深钢卷尺。钢卷　再任意选取２个测量点，在同一条件下连续测量　１０次．得到２组测量列．每组测量列分别按上述方法　尺在测量过程中所测的数据是否准确，关系到使用者的　切身利益。　１　概述　计算得到单次实验标准偏差，分别为：Ｏ．０５２、０．０５１。　三个点的测量共得到三组测量列，即ｍ＝３，故合并样本　标准差　一　钢卷尺按准确度等级可以分为Ｉ级和ＩＩ级，Ｉ级标　准钢卷尺的最大允许示值误差为４－（０．１＋０．１Ｌ）ｍｍ；ＩＩ级　钢卷尺的最大允许示值误差为±ｆＯ．３＋０．２Ｌ）ｍｍ。本文以　５　０００　ｍｍ钢卷尺为例进行分析评定，即可得出不同规　格钢卷尺的示值误差测量不确定度。　钢卷尺用最大允许误差为±（０．０３　ｍｍ＋３ｘｌＯ　Ｌ）的　则测量重复性引起的标准不确定度　Ｕｌ－－－Ｓ｜，／、　＝０．０３０　ｍｍ　３．２读数引起的标准不确定度分量Ｍ，　检测钢卷尺时，测量人员每次测量时的估读误差ａ　大致是０．１　ｍｍ，服从均匀分布，包含因子　＝　，则由　读数引起的标准不确定度分量　ｕ２＝Ｏ．１／　＝０．０５８　ｍｉｌｌ　标准钢卷尺来检定，依据ＪＪＧ　４—２０１５《钢卷尺检定规　程》，将标准尺和被检尺放在检尺工作台上，采用比较　测量方法．调整好两尺的零位，在标准尺上读出被检尺　各测量点的偏差值。　２数学模型　３．３标准钢卷尺示值误差引起的标准不确定度Ｍ　Ｉ级钢卷尺的最大允许示值误差为４－ｆ０．０２＋０．０２Ｌ）　依据ＪＪＧ　４—２０１５建立如下数学模型：　ＡＬ：Ｌ一（Ｌ￣＋６Ｌ）　式中：　△　——被检尺测量点的示值误差，ｍｍ；　Ｌ——被检尺测量点的标称长度，ｔｏｎｉ；　：　ｍｉｌｌ，半宽ａ为（０．０２＋０．０２Ｌ１　ｍｉｌｌ；认为其服从正态分　布，包含因子　：√３，Ｌ＝５　０００　ｍｍ，则标准钢卷尺示值　误差引起的标准不确定度　／／＇３－（０．０２＋０．０２Ｌ１／４３＝０．１１２　ｆｉｌｍ　３．４标准钢卷尺和被校准钢卷尺温差引起的不确定度ｕ　标准尺在２０℃时的实际长度，ｌｌｍ；　原则上要求标准钢卷尺和被校准钢卷尺的温度达到　乩——标准尺上读取的被检尺测量点的偏差值，ｍｍ。　３标准不确定度分量的来源与评定　３．１　测量重复性引起的标准不确定度分量Ｕ　平衡后进行测量，但在实际测量时，两者不可避免的存　在温度差　，由此在检定时，需要考虑温度补偿，假　定　在±０．１℃范围内等概率分布，则该分布的半宽在　ａ＝Ｏ．１　ｏＣ范围内服从均匀分布，将包含因子后＝、　、　＝以５　０００［Ｉｌｍ钢卷尺为例，存测量点５　０００　ｍｍ处，　重复测量１０次，得到一组测量值：５　０００．１、５　０００．１、　５　０００．１、５　０００．１、５　０００．２、５　０００．１、５　０００．２、５　０００．２、　５　０００．２、５　０００．１　ｍｍ。　５　Ｏ００ｍｍ、钢卷尺的线膨胀系数ｏｔ＝ｌ１．５ｘｌＯ４／ｏＣ代入，　则由标准钢卷尺和被校准钢卷尺温度差引起的不确定度　ｕ４＝ＬＸ　１　０　ｘａｘａ１．ｆ３＝０．００３　ｎｌｍ　４合成标准不确定度的评定　一ｏ－　一　单次实验标准偏差：　根据上述标准不确定度分量的评定，所有的分量是　（下转第４８页）　·４６·《轻工标准与质量》２０１８年第３期　２．２　ＣＯ红外气体分析仪引入的不确定度分量Ｍ　“，＝０．０４６ｘ２２．２８＝１．０　ｐｐｍ　（１）一氧化碳浓度示值误差引入的不确定度分量　／Ｚ　按矩形分布计算：　ＵＢ１￣－－　］　，　＝２．３．２扩展不确定度评定　取包含因子ｋ＝２（包含区间为９５％），则　０．０２９Ｕ￣＝ｋｘ１．０＝２．０　ｐｐｍ　２＿３．３测量结果报告　该检测样本空气中一氧化碳浓度的平均值为２２．２８　（２）重复性误差引入的不确定度分量ｕ毗按正态分　布计算：　Ｂ２：０－３％＝０．００３　ｐｐｍ，其结果可表示为：　（２２．２８￣２．０）ｐｐｍ。　３讨论　（３）仪器精度引入的不确定度分量为：　Ｂ３＝２．０％　本文以不分光红外法测定一氧化碳浓度为例，详细　描述了不确定的计算过程，简单、易懂，具有一定的示　范作用。对其他类似气体分析仪的不确定度评定可以参　（４）标准气配制不确定度分量为：　“Ｂ４＝３．０％　照此模型进行。目的在于使其在空气监测等方面得到的　数据更加可靠、准确。同时帮助使用者更好的掌握不同　不确定度分量对检验结果准确性的影响程度。从而改进　测量技术．提升检验结果的准确度。　２＿３合成标准不确定度评定　２．３．１　相对标准不确定度评定　一氧化碳浓度测量不确定度分量如表１所示　表１　不确定度分量评定预估　参考文献：　『１１　ＧＢ／Ｔ　１８２０４．２—２０１４公共场所卫生检验方法　第２部分：化学污染物【ｓ】．　【２１　ｊｊＦ　１０５９－－１９９９测量不确定度评定与表示【ｓ】．　『３１中国实验室国家认可委员会．化学分析中不确　不确定度分量Ｍ　、ｕＢ１、“Ｂ２、“Ｉｊ３和“Ｂ４互不相关，　定度的评估指南『Ｍ１．北京：中国计量出版社，２００２．　『４１齐燕岭，侯小东．一氧化碳、二氧化碳红外气　体分析器测量不确定度评定…．计量与测试技术，　２０１６，４３（６）：１１９－１２０．　相对标准不确定度　：　采用方和根方法合成：　ｉ　：０　０４６　（上接第４６页）　彼此独立、不相关的．则合成标准不确定度　７结束语　＝、√　／　ｌｌ２＋一＋　２＋　３　一＋　３ｌｇ２　　＋一＋　４　＝一＝０．ｕ·　１１ｍｍ　＝报告中给出结果的同时义给出相应的不确定度．这　样方便使用者能够及时判断该结果的可靠性，使测量结　果之间有了可比性。　５扩展不确定度的评定　被测量服从正态分布，包含因子ｋ＝２，则扩展不确　定度　Ｕ＝２ｘＯ．１１＝０．２２　ｍｍ　参考文献：　［１】ＪＪＦ　１００１～２０１１通用计量术语及定义【ｓ】．　［２】ＪＪＦ　１０５９．１—２０１２测量不确定度评定与表示［ＳＪ　【３］ｊｊｃ　４—２０１５铜卷尺【Ｓ】．　【４］宣安东．实用测量不确定度评定及实例【Ｍ】　北京：中国计量出版社，２００９　６测量不确定度报告　钢卷尺测量三＝５　０００　ｍｍ处时测量结果的扩展不确　定度　Ｕ＝Ｏ．２２　ｍｍ，ｋ＝２　·４８·《轻工标准与质量》２０１８年第３期