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1、作业指导书圆柱螺纹量规校准结果的测量不确定度评定版号：第一版文件编号：编制：日期：年月日审核：日期：年月日批准：日期：年月日实施日期： 年月日受控编号：1 概述1.1测量依据：JJF1345-2012圆柱螺纹量规校准规范1.2 环境条件：（1723）C1.3 计量标准：主要计量标准设备为测长仪，三坐标测量机。表 1 实验室的计量标准器和配套设备序号设备名称技术性能1测长仪测量范围：（0500） mmMPE：(l+L/200) m m三坐标测量机测量范围：(200X200X400) mmMPE：(l+L/400) m m1.4 被测对象： M（1180） mm 的圆柱螺纹量规中径。1.5 测量方
2、法：测量外螺纹时在卧式测长仪上用三针法测量外螺纹中径。把三根直 径相同的三针放在螺纹的沟槽里，其中两根放在一侧相邻的沟槽里，而另一根放在另 一边对应的中径沟槽内，用测长仪测量出尺寸M,然后根据公式计算求出被测螺纹的 单一中径。测量内螺纹中径时在三坐标测量机上用两点法测量内螺纹中径。2 影响测量不确定度的影响量影响测量不确定度的影响量主要有：测量重复性引起的标准不确定度分量u、从1测长仪上读数M的不确定度的分量u 三针直径引入的不确定度分量u、螺距误差引23入的不确定度分量u、螺纹半角误差引入的不确定度分量u测量温度引入的误差u。4 5 63 数学模型对于外螺纹中径：d = M d （1 + 1
3、/sina/2） + p/2-ctga/2 C20对于内螺纹中径：D = M + d （1 + 1/sina/2） p/2-ctga/2 + C20式中：M 仪器测量值（mm）；d 三针直径（ mm）；0C探针或三针常数（mm）；P 公称螺距（ mm）；a /2 公称牙型半角（）。4 标准不确定度评定4.1测量重复性引起的标准不确定度u用A类标准不确定度评定。利用本标准装置连续测量M22X 1.5-6H工作螺纹塞规T 端中径，得到测量数列（单位 mm）： 21.0252、21.0252、21.0255、21.0255、21.0255、 21.0253、 21.0252、 21.0255、 21
4、.0255、 21.0255计算单次实验标准偏差。6 = （x x）2 /n 1 = 0.15pm1ii=1 用同样的方法测量该塞规的另外两截面，得到2组测量数据，单次实验标准偏差为5 =0.15m, 5 =0.15m。合成样本标准偏差为S二0.15卩m ；2 3 p由此可得重复性引起得不确定度分量u = 0.15卩m14.2从测长仪上读数M的不确定度的分量u2用B类标准不确定度评定。测长仪的示值误差为土(1+L/200)m，在25mm 以内仪器示值误差为1.125m,服从均匀分布，其包含因子k =叮3 ,故：u = 1.125/3 = 0.65卩m。24.3三针直径引入的不确定度分量u3用B
5、类标准不确定度评定。三针为0级三针，当d 0.433mm时，允许偏差-0.5pm服从均匀分布，则0 _U3 = 0.5/ J3 = 0.29 pm4.4螺距误差引入的不确定度分量u4用 B 类标准不确定度评定。根据 JJG56-2000 工具显微镜校准规程,万能工具显微镜10mm范围内示值误差为1.1 pm测螺距的极限误差为服从均匀分布，则 u = 1.1/打=0.64pm44.5螺纹半角误差引入的不确定度分量u5用 B 类标准不确定度评定。当选最佳直径三针时，即半角偏差的影响可以忽略不计，所以当选最佳直径三针时，即半角偏差的影响可以忽略不计，所以 u = 054.6测量温度引入的误差u6用
6、B 类标准不确定度评定。按照规程要求进行等温，被测塞规与测长仪温度差不 大于0.3C假定塞规与测长仪线膨胀系数假定为a =11.5 x 10-6-1且均匀分布：则u =11.5 x 10-6C-1 x22mmx0.3C/1.732=0.044pm61检定时温度对20C的最大偏差为3C,假定测长仪与塞规线膨胀系数之差小于10% 且服从均匀分布：则 u =11.5 x10-6C-1x22mmx3C x10%/1.732=0.044 pm625 合成标准不确定度5.1 灵敏系数测量值 M 的灵敏系数 ： c1 =1三针d勺灵敏系数： c = (1 + 1/sina /2)02螺距P的灵敏系数：c3
7、= 1/2-ctga /25.2 不确定度分量汇总表 2 不确定度分量汇总表不确定度来源x. i包含区间半宽a包含概率p包含因子k灵敏系数c1u (y)I测量重复性u10.15p m68%110.15p m测量值M u21.125p m100%10.65p m三针直径u30.5p m100%1 + 1/sina /20.58p m螺距误差u4l.lp m100%1/2 - ctga / 20.55p m螺纹半角误差u00温度误差u6u610.076p m100%10.044p mu620.076p m0.044p m5.3 合成标准不确定度计算以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准
8、不确定度为：u (y)二 0.152 + 0.652 + 0.582 + 0.552 + 0.0442 + 0.044 = 1.05rmc6 扩展标准不确定度计算因输出估计值的合成标准不确定度包含的多个分量可视为正态分布，所以输出量估计值可近似为正态分布。u (y)的有效自由度估计较大，可取包含因子k=2,此时cU=2 u (y)所确定区间具有的包含概率约为95%，贝V：U二ku (y)二2.1rmcc7 日常常规校准测量不确定度的预评估 日常常规工作中，使用螺纹量规装置对圆柱外螺纹量规进行校准。对各型号圆柱外螺纹量规中径测量不确定度评估如表 3。表 3 各型号测量不确定度评估汇总表(外螺纹)
9、D/mm不确定度分量/p mu /p mcU/p m(k=2)uu2u3u4u5u61u621250.150.650.580.5500.0440.0441.052.125 500.150.730.580.5500.100.101.102.250 1000.150.870.580.5500.200.201.232.51001500.150.870.580.5500.300.301.272.615 0 1800.150.870.580.5500.360.361.302.6对内螺纹进行测量时，测量不确定度各影响分量与外螺纹一样。在重复性实验中发现 u 稍大于外螺纹测量时的值。三坐标测量机准确度优于测
10、长仪，探针经校准后误 1差优于0.5m,所以分量uu可认为不发生变化。但由于探针的直径偏离最佳探针23直径，所以此时牙侧角引入的不确定度分量不能忽略，经相应公式计算可取u沁1卩m。5 因此对各型号圆柱内螺纹量规测量不确定度评估如表 4。表 4 各型号测量不确定度评估汇总表（内螺纹）D/mm不确定度分量/mu /p mcU/p m（k=2）u1u2u3u4u5u61u621250.400.650.580.551.00.0440.0441.53.025 500.400.730.580.551.00.100.101.543.150 1000.400.870.580.551.00.200.201.63
11、3.31001500.400.870.580.551.00.300.301.663.415 0 1800.400.870.580.551.00.360.361.683.48 校准和测量能力（ CMC）螺纹量规校准装置校准圆柱外螺纹量规中径项目的 CMC 为测量范围（1 25） mm,U=2.1p m, k=2；测量范围（2550） mm,U=2.2p m, k=2测量范围（50100） mm, U=2.5p m, k=2 测量范围（100180） mm, U=2.6 m, k=2。螺纹量规校准装置校准圆柱内螺纹量规中径项目的 CMC 为测量范围（125） mm,U=3.0 m, k=2；测量范围（2550） mm,U=3.1 m, k=2测量范围（50100） mm,U=3.3 m, k=2测量范围（100180） mm,U=3.4 m, k=2。
圆柱螺纹量规的测量不确定度评定
