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計量論壇

標題: 鋼卷尺不確定度評定中的若干問題 [打印本頁]

作者: daojianxiu 時間: 2009-4-14 09:49
標題: 鋼卷尺不確定度評定中的若干問題
本帖最后由 daojianxiu 于 2009-4-15 09:26 編輯

目前正在建鋼卷尺的標，在不確定度評定過程中，發現有幾個問題一直困擾著我：
第一個問題就是：在鋼卷尺不確定度評定中，重復性和人眼分辨率誤差的取舍問題，因為目前默認的讀數方法為人眼直接讀數，所以人眼的分辨率對測量結果的不確定度有影響，但是在重復性中，應該包含這個影響了，因為每次讀數都不可避免的受到人眼分辨率的影響。那么評定過程中，是僅僅使用重復性呢（當重復性引入的不確定度比人眼分辨率大的時候），還是僅僅使用人眼分辨率（當人眼分辨率引入的比重復性的大的時候），還是重復性和人眼分辨率都使用（不論各自數據大小）？
第二個問題是：標準尺引起的不確定度的分析，目前標準尺的最大允許誤差為±(0.03+0.03L)mm（JJG741-2005《標準鋼卷尺檢定規程》），標準鋼卷尺示值誤差的不確定度為（5+5L）μm，k=2。在JJG4—1999《鋼卷尺檢定規程》中規定鋼卷尺的示值誤差“應是受檢點的讀數值與標準鋼卷尺的修正值的代數和”，因此在評定中是不是應該使用標準鋼卷尺示值誤差的不確定度而不是使用其最大允許誤差？使用了標準尺示值誤差不確定度之后，由于最終鋼卷尺測量結果一般只保留到小數點后一位，即鋼卷尺的示值誤差最后應該進行按0.1mm修約，那么是不是需要對修約引入的不確定進行評定？
第三個問題是：JJG4—1999《鋼卷尺檢定規程》中Ⅰ級鋼卷尺最大允許示值誤差為±(0.1+0.1L)mm，L為1m時，最大允許誤差為0.2mm，即鋼卷尺標準裝置在1m時（應為1.5m之內），測量不確定度至少為0.2/3=0.067mm（JJG4—1999《鋼卷尺檢定規程》中說可用測量不確定度為示值誤差的1/4--1/10的其他方法檢定鋼卷尺，是不是鋼卷尺標準裝置的測量不確定度也應該滿足1/4的要求，則0.2/4=0.05mm？另，鋼卷尺標準裝置的測量不確定度是不是指其擴展不確定度？還是指評定出來的合成標準不確定度？）在僅僅考慮人眼分辨率和標準尺示值誤差不確定度的情況下，1m的合成標準不確定度已經達到了0.041mm（未考慮修約影響，其他拉力，溫度影響忽略不記），其擴展不確定度大于0.067mm更不用說0.05mm了.怎么樣才能使標準裝置滿足檢定1級鋼卷尺的要求（在1m這個點）？
補充一個問題：第四個問題：在鋼卷尺檢定/校準中，大于5米的為分段檢定/校準，則0-10m的誤差應為（0-5）m段檢定/校準時5m處誤差加上（5-10）m段檢定/校準時5m處誤差的和，那么0-10m的測量結果不確定應該怎么計算？例：檢定一把10m的鋼卷尺，首先檢定（0-5）m段，得5m處示值誤差δ1，測量不確定度為U1，然后進行（5-10）m段的檢定，得5m處示值誤差δ2，測量不確定度為U2；其中U1與U2都是一樣的,即可使用不確定度評定中得出的不確定度U（5m）；則這把鋼卷尺（0-10）m的示值誤差δ=δ1+δ2，不確定度U（0-10m）該怎么計算？？

作者: 津津 時間: 2009-4-14 11:34
第三個問題是：JJG4—1999《鋼卷尺檢定規程》中Ⅰ級鋼卷尺最大允許示值誤差為±(0.1+0.1L)mm，L為1m時，最大允許誤差為0.2mm，即鋼卷尺標準裝置在1m時（應為1.5m之內），測量不確定度至少為0.2/3=0.067mm

你說的是被檢尺的最大誤差，評定時考慮的是標準尺引入的不確定度，兩回事。概念不要混淆。

作者: daojianxiu 時間: 2009-4-14 11:57
2# 津津
被檢鋼卷尺在1m這個點的最大允許誤差為0.2mm，這個應該沒有疑義吧？
我們使用鋼卷尺標準裝置對被檢鋼卷尺進行檢定，是不是要求測量不確定度要小于被檢尺的最大允許誤差的三分之一？被檢尺最大允許誤差為0.2mm，則測量不確定應滿足小于0.2/3=0.067mm的要求吧？（若是按誤差來說，即標準的誤差要小于被檢器具最大允許誤差的三分之一，這就是三分之一原則，當然，現在很多都要求四分之一了）

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2009-4-14 21:48

2# 津津
被檢鋼卷尺在1m這個點的最大允許誤差為0.2mm，這個應該沒有疑義吧？
我們使用鋼卷尺標準裝置對被檢鋼卷尺進行檢定，是不是要求測量不確定度要小于被檢尺的最大允許誤差的三分之一？被檢尺最大允許誤差為0.2 ...
daojianxiu 發表于 2009-4-14 11:57

說的對。被檢尺最大允許誤差為0.2mm，則評定出的測量不確定至少應滿足小于0.2/3=0.067mm的要求。你的“在僅僅考慮人眼分辨率和標準尺示值誤差不確定度的情況下，1m的合成標準不確定度已經達到了0.041mm”是怎么得出來的？

作者: daojianxiu 時間: 2009-4-15 08:31
4# 規矩灣錦苑
由于水平所限，本人對于人眼分辨率的影響無法深入的了解。能參照使用的就是中國計量出版社出版的兩本不確定度評定實例書籍：《常用測量不確定度評定方法及應用實例》（上海市計量測試技術研究院編著）和《實用測量不確定度評定及案例》（施昌彥主審，宣安東主編）。在這里兩本書中的鋼卷尺不確定評定實例中，是這么表述的：《常用。。》“校準鋼卷尺時人眼分辨率引起的標準不確定度分項的評定（采用B類評定）由于每次測量人眼分辨率a大致為0.1mm，包含因子k為根號3，由于一次測量帶有兩次人眼分辨率誤差，故 u=（根號2）*（a/2）/(根號3)=0.041mm”；《實用。。》“由于每次測量估讀誤差a為0.1mm，則包含因子k取根號3，由于一次測量帶入兩次估讀誤差，故 u=（根號2）*（a/2）/(根號3)=0.041mm”。兩本書使用的公式和參數都是一樣的，除了開始的表述有所區別，一個說人眼分辨率誤差，一個說估讀誤差，但最終總是有0.041mm的不確定度。由于標準鋼卷尺在1m處示值誤差的不確定度根據（5+5L）μm，k=2計算，得0.005mm；則兩者合成標準不確定度為0.041mm（未考慮由于標準尺使用修正值，測量結果按0.1mm修約引入的不確定度）。
如果哪位有好的評定方法，請及時告之

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2009-4-15 10:44
這個0.041是回避不了的，呵呵。一個說人眼分辨率誤差，一個說估讀誤差，都是指測量人員測量時讀取卷尺上的數據時引入的不確定度分量。因為其分布按均勻分布處理，所以ｋ取根號３。因為分別在標準鋼卷尺和被檢鋼卷尺上各讀一次，所以應該再乘以根號２。標準鋼卷尺在1m處示值誤差的不確定度根據（5+5L）μm，是上級檢定機構檢定標準鋼卷尺時的不確定度，對于你檢定工作鋼卷尺來說是微小的，按JJF1059規定可以忽略不計，標準鋼卷尺使用修正值時，這個修正值也是上級檢定機構檢定給出的，其不確定度就是標準鋼卷尺檢定時的不確定度，當然也是可以忽略不計的。
值得指出的是，人眼分辨率a大致為0.1mm是1mm的十分之一，一般人是困難的，而且這個1mm的十分之一的0.1本身就應該是半寬，不存在再除以２求半寬。之所以這兩個材料都除以⒉，應該是把肉眼的分辨力設定為0.05mm了。因為借助于讀數顯微鏡，提高了肉眼估讀能力。有些單位不用讀數顯微鏡是不能這樣計算的。

作者: daojianxiu 時間: 2009-4-16 09:44
本帖最后由 daojianxiu 于 2009-4-16 09:47 編輯

6# 規矩灣錦苑
   我想你說的應該是放大鏡吧。如果使用讀數顯微鏡讀數的話，只要考慮重復性及讀數顯微鏡示值誤差引入的不確定度即可，人眼分辨率就可以不用考慮了。
整理了一下思路，對于每一段5m長度，感覺主要有以下幾種情況：
一、讀數方式為人眼直接讀數，標準尺使用標稱值，測量結果保留小數點后一位，即0.1mm。則對測量結果不確定度有影響的分量應為：重復性，人眼分辨率，標準尺示值誤差，拉力誤差，線膨脹系數不同溫度偏離20度，線膨脹系數本身有不確定度溫度偏離20度，兩尺溫度不同，共七個影響量。1、其中對于重復性與人眼分辨率是否同時采用，還是采用其中數值大的那個，這是一個疑問；2、人眼分辨率是0.041mm，還是0.082mm？這也是一個疑問（是否可以這么理解，如無輔助工具，則為0.082mm，若使用放大鏡輔助讀數，則可使用0.041mm）。
   二、讀數方式為人眼直接讀數，標準尺使用修正值，測量結果保留小數點后一位，即0.1mm。則對測量結果不確定度有影響的分量應為：重復性，人眼分辨率，標準尺修正值不確定度，拉力誤差，線膨脹系數不同溫度偏離20度，線膨脹系數本身有不確定度溫度偏離20度，兩尺溫度不同，數據修約引入的不確定度，共8個影響量。問題和上一種情況相同，還是那兩個疑問。
三、讀數方式為讀數顯微鏡，標準尺使用修正值，測量結果保留小數點后一位，即0.1mm。則對測量結果不確定度有影響的分量應為：重復性，讀數顯微鏡示值誤差，標準尺修正值不確定度，拉力誤差，線膨脹系數不同溫度偏離20度，線膨脹系數本身有不確定度溫度偏離20度，兩尺溫度差，數據修約引入的不確定度，共8個影響量。在此通過讀數顯微鏡的使用，避免了人眼分辨率的影響。
四、讀數方式為讀數顯微鏡，標準尺使用修正值，測量結果保留小數點后兩位，即0.01mm。則對測量結果不確定度有影響的分量應為：重復性，讀數顯微鏡示值誤差，標準尺修正值不確定度，拉力誤差，線膨脹系數不同溫度偏離20度，線膨脹系數本身有不確定度溫度偏離20度，兩尺溫度差，共7個影響量。
   對于分段檢定/校準的尺子，其不確定度到底該如何分析？？比如一把10m的尺子。我們需要分為兩段檢定，0-5m一段，5-10m一段。被檢尺5m處相對于零刻線誤差為δ1，被檢尺10m處相對于5m刻線誤差為δ2，則被檢尺10m處相對于零刻線的誤差為 δ=δ1+δ2 。δ1和δ2的測量不確定度為 U(δ1)=U（δ2）=U（5m），U（5m）即我們評定出來的標準裝置5m處的測量不確定度。那么U（δ）怎么得出？？

作者: lhkcx 時間: 2012-8-7 17:26
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作者: 林潔 時間: 2012-8-14 07:03
有沒有高手回答啊~~最后一個問題，我也迷茫

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