在卡尺和千分尺檢定規程中,對計量器具示值誤差的檢定均采用按級或按等使用量塊作為標準器。由于按級使用量塊的標稱(chēng)尺寸(測量結果不需修正),按等使用量塊的實(shí)際尺寸(測量結果需用量塊偏差修正)。因此,在通用量具檢定(或校準)中量塊按級使用的方法簡(jiǎn)單易行,應用廣泛。針對3級量塊的標準不確定度評定目前沒(méi)有一個(gè)統一的計算方法,本文就此進(jìn)行評定如下。
1.量塊的分級
為了進(jìn)行計算,首先我們要搞清楚量塊分級的特點(diǎn)。量塊的級是按照量塊的實(shí)際尺寸與其標稱(chēng)尺寸的偏差確定,偏差小級別就高,在JJGl46-1994《量塊》檢定規程中,根據偏差量的大小將量塊分為6級,由高到低依次為00、0、K、1、2、3級。下面以100mm量塊為例對各級量塊的偏差范圍用圖1描述。
圖1
K級量塊的偏差與1級量塊相同,只是其變動(dòng)量小于1級量塊。
由此可見(jiàn),各級量塊的偏差不會(huì )重合,對3級量塊,其偏差的分布是在[-2.5,-1.2]和[+1.2,+2.5]中,依據JJF1059-1999規范的表述沒(méi)有給出該種分布形式,那么在分布區間可以確定的情況下,為了確定標準不確定度的數值,就需要確定該種分布的包含因子k。
2.包含因子
根據前述分析,量塊按一定等級使用時(shí),其分布密度見(jiàn)圖2,分布函數為:
數學(xué)期望E=0
由以上分析可知,當a′=0時(shí),成為標準的均勻分布,。而當a′=a時(shí),為兩點(diǎn)分布,k=1。由此可見(jiàn),按級使用量塊時(shí),是一種介于均勻分布和兩點(diǎn)分布之間的一種特殊分布形式,這里暫且稱(chēng)為雙均勻分布,其分布半寬為(a-a′)。
3.3級量塊的標準不確定度
3級和2級量塊對標稱(chēng)長(cháng)度偏差的允許值計算公式分別為0.80+16L和0.40+8L,其半寬度為:
a-a′=(0.80+16L)-(0.40+8L)
=0.40+8L
以a=0.80+16L和a′=0.40+8L帶入包含因子計算公式得:
標準不確定度為
(0.40+8L)/1.31=0.31+6.12L。
下面是簡(jiǎn)單列表給出不同規格卡尺使用3級量塊時(shí)其標準不確定度的最大值。
圖2
通過(guò)以上分析可知,在按級使用量塊時(shí),均可根據上述計算方法得到相應級別量塊的標準不確定度值。