寧波江東申研量?jī)x檢測(cè)儀器有限公司專業(yè)生產(chǎn)SYGT-2/3/V鋼卷尺檢定臺(tái)和SYBG系列高精度標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺,現(xiàn)在“申研”牌量?jī)x已經(jīng)生產(chǎn)出國(guó)內(nèi)有,精度zui高的5M標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺,10M標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺,30M標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺,50M標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺以及英制標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺。為國(guó)內(nèi)長(zhǎng)度測(cè)量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2012年寧波申研量?jī)x公司考察了中國(guó)計(jì)量院,從事激光干涉測(cè)量和對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺進(jìn)行量值傳遞的工作,文中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定思路、評(píng)定方法和步驟,概率分布的處理,怎樣取值和計(jì)算,尤其對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺任一長(zhǎng)度的測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度,用統(tǒng)一表達(dá)式來(lái)表示的方法,進(jìn)行了系統(tǒng)的論述,是一篇規(guī)范化的專業(yè)不確定度評(píng)定文章,可供有關(guān)人員工作中參考,在SYGT-2/3/V鋼卷尺檢定臺(tái)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中我們工程師為各科研單位對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的誤差準(zhǔn)確度做了現(xiàn)場(chǎng)比較分析,以及在精度方面的剖析!。
1.數(shù)學(xué)模型
標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺在20℃時(shí)的長(zhǎng)度L20℃(輸出量估計(jì)值)由下式求得:L20℃=L+[92.9(T-20℃)-0.269(P-101325Pa)+0.042(F-1333.2Pa)]×10-8L-α(T1-20℃)L (1)
(1)式即為求解輸出量估計(jì)值與輸入變量函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。
式中:L——在檢定環(huán)境下動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀測(cè)得的長(zhǎng)度,m;T——沿光路的空氣平均溫度,℃;P——空氣壓力,Pa;F——空氣中水蒸汽分壓,Pa;α——標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺在常溫條件下的平均溫度線膨脹系數(shù),℃-1;T1——標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的平均溫度,℃。
2.標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的材料:
可用碳素鋼、不銹鋼和因瓦材料制造,它們?cè)诔胤秶鷥?nèi)(-5℃~35℃)的平均溫度線膨脹系數(shù)及用“空調(diào)法”測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
3.測(cè)量方法和原理:
依據(jù)JJG741-2005《標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺》檢定規(guī)程,標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的實(shí)際長(zhǎng)度,是在27m動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀標(biāo)準(zhǔn)裝置上,用讀數(shù)顯微鏡對(duì)其零分劃線及被測(cè)分劃線進(jìn)行瞄準(zhǔn)定位,而兩分劃線間的長(zhǎng)度,由移動(dòng)棱鏡產(chǎn)生的偏振光干涉距離確定。也就是說(shuō),在雙頻激光動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀上,通過(guò)偏振光干涉測(cè)量原理,將激光波長(zhǎng)直接復(fù)現(xiàn)到被檢標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺上,實(shí)現(xiàn)法測(cè)量。
由于固定在同一運(yùn)行小車上的讀數(shù)顯微鏡的視準(zhǔn)軸與移動(dòng)棱鏡頂角之間,存在水平面內(nèi)60mm的距離,當(dāng)它們隨小車移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的被測(cè)軸線與標(biāo)準(zhǔn)軸線既不重合,又不在各自的延長(zhǎng)線上,也就是不符合測(cè)量的阿貝原則,這樣,當(dāng)鋼卷尺檢定裝置導(dǎo)軌在水平面內(nèi)產(chǎn)生直線性偏擺時(shí),便會(huì)產(chǎn)生測(cè)量結(jié)果的阿貝誤差,標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測(cè)量中的導(dǎo)軌直線性阿貝誤差,已成為重要的不確定度來(lái)源
4.標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺擴(kuò)展不確定度
根據(jù)概率論的中心極限定理,大量獨(dú)立分布的隨機(jī)變量,其和的概率分布近似于正態(tài)分布;由于本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析,是由有限個(gè)隨機(jī)變量所合成,它的概率分布可按近似于正態(tài)分布的t分布處理。另一方面,標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺作為量值傳遞中的標(biāo)準(zhǔn)尺,我們要求其測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度達(dá)到約99%的置信水準(zhǔn)。
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