计量标准技术报告(三等量块)(共27页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上计量标准技术报告计 量 标 准 名 称 三等量块标准装置 建立计量标准单位 计量标准负责人 筹 建 起 止 日 期 一、计量标准的工作原理及其组成四等量块标准装置采用比较法测量，即把被检量块与标准量块作比较。从而推算出被测量块的实际长度。标准量块被检量块LLs Sr Ls：标准量块的长度； L：被检量块的长度； r：两块量块之间的长度差。r的取得是采用技术光波干涉法，应用光波干涉机构的放大原理。二、选用的计量标准器及主要配套设备计量标准器名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定证书号量块83块组（0.5100）mm0.13m成量44026

2、CD2004-1-主要配套设备接触式干涉仪JDS-1150mm0.07m上光二厂CD2004-1-接触式干涉仪JDS-1150mm0.08m上光二厂CD2004-1-平面平晶D60mm1级86003杭州CD2004-1-三、计量标准的主要技术指标1、83块组量块的测量范围：（0.5-100）mm；2、总不确定度：0.13m。四、环境条件项目要求实际情况结论温度202201符合要求湿度6565符合要求五、计量标准的量值溯源和传递框图量传对象五等量块0.5100mmU=（0.50+5L）m四等量块0.5100mmU=（0.20+2L）m符 号说 明U:测量的总不确定度（m）L：被测量块标称长度（m

3、）六、计量标准的测量重复性考核选取一块10mm的四等被测量块，在装置正常工作的条件下，等精度重复测量10次，各次测量值如下：序号测量值Xi（m）XiX（m）（m）10.620.0180.20.630.0080.30.650.0120.40.630.0080.50.660.0220.60.620.0180.70.630.0080.80.650.0120.90.650.0120.100.64 0.0180.X0.638m m专心-专注-专业七、计量标准的稳定性考核计量标准器稳定性考核计量标准器名称LG-01-00279-268名义值允许变化量上级法定计量检定结论mmm03年月04年月变化量年月变化

4、量年月变化量83量块1.0050.-0.4-0.4合格83量块1.010.-0.5-0.5合格83量块1.020.50051-0.5-0.5合格83量块1.030.-1.4-1.4合格83量块1.040.50052-0.4-0.4合格83量块1.050.-0.1-0.1合格83量块1.060.50053+0.2+0.2合格83量块1.070.-0.3-0.3合格83量块1.080.5005400合格83量块1.090.-0.1-0.1合格83量块1.10.50055+0.2+0.2合格83量块1.110.0+0.1合格83量块1.120.500560-0.1合格83量块1.130.+0.1+0

5、.1合格计量标准器名称LG-01-00279-268名义值允许变化量上级法定计量检定结论mmm03年月04年月变化量年月变化量年月变化量83量块1.140.50057+0.1+0.2合格83量块1.150.+0.1+0.1合格83量块1.160.50058-0.8-0.7合格83量块1.170.-0.2-0.1合格83量块1.180.50059-0.1-0.2合格83量块1.190.0+0.1合格83量块1.20.5006+0.2+0.2合格83量块1.210.+0.2+0.2合格83量块1.220.50061-0.2-0.1合格83量块1.230.-0.5-0.4合格83量块1.240.50

6、06200合格83量块1.250.00合格83量块1.260.50063+0.1+0.1合格83量块1.270.0+0.1合格83量块1.280.50064-0.3-0.3合格83量块1.290.+0.2+0.2合格83量块1.30.500650+0.1合格计量标准器名称LG-01-00279-268名义值允许变化量上级法定计量检定结论mmm03年月04年月变化量年月变化量年月变化量83量块1.310.+0.2+0.2合格83量块1.320.50066+0.1+0.1合格83量块1.330.-0.1-0.1合格83量块1.340.50067-0.1-0.1合格83量块1.350.00合格83量

7、块1.360.50068-0.4-0.3合格83量块1.370.-0.2-0.2合格83量块1.380.50069-0.2-0.2合格83量块1.390.-0.6-0.6合格83量块1.40.5007-0.1-0.2合格83量块1.410.+0.1+0.1合格83量块1.420.50071-0.4-0.3合格83量块1.430.0-0.1合格83量块1.440.50072-0.2-0.2合格83量块1.450.-0.9-0.9合格83量块1.460.50073-1.9-2.0合格83量块1.470.+0.2+0.2合格计量标准器名称LG-01-00279-268名义值允许变化量上级法定计量检定

8、结论mmm03年月04年月变化量年月变化量年月变化量83量块1.180.50059+0.2+0.2合格83量块1.490.-1.2-1.1合格83量块0.50.5002500合格83量块10.5005-1.5-1.4合格83量块1.50.50075+0.2-0.1合格83量块1.60.5008-0.1-0.4合格83量块1.70.50085-0.1+0.1合格83量块1.80.5009-0.8-1.2合格83量块1.90.500950+0.2合格83量块20.501-1.1-1.0合格83量块2.50.50125-0.3-0.3合格83量块30.5015-0.9-1.0合格83量块3.50.5

9、0175-0.5-0.5合格83量块40.502-1.1-1.0合格83量块4.50.50225-0.2-0.2合格83量块50.5025-1.5-1.6合格83量块5.50.5027500合格计量标准器名称LG-01-00279-268名义值允许变化量上级法定计量检定结论mmm03年月04年月变化量年月变化量年月变化量83量块60.503-1.2-1.1合格83量块6.50.503250-0.1合格83量块70.5035-1.0-1.0合格83量块7.50.50375-0.3-0.3合格83量块80.504-0.8-0.7合格83量块8.50.50425-1.9-1.8合格83量块90.50

10、45-2.8-2.9合格83量块9.50.50475-0.1-0.1合格83量块100.505-2.6-2.5合格83量块200.51-2.9-3.0合格83量块300.515-5.2-5.2合格83量块400.52-1.1-1.0合格83量块500.525-0.6-0.6合格83量块600.53-0.3-0.3合格83量块700.535-0.6-0.6合格83量块800.54-0.4-0.4合格83量块900.545-0.7-0.7合格83量块1000.55-0.6-0.7合格八、测量不确定度评定1概述1.1 测量方法：依据JJG146-1994量块检定规程。1.2 环境条件：温度（200.

11、3），相对湿度65%。1.3 测量标准：（0.5-100）mm 2等量块，测量扩展不确定度不大于（0.05+0.5Ls）m（Ls以m为单位），包含因子k=2.76。1.4 测量对象：（0.5-100）mm 3等量块。1.5 测量过程 3等量块的中心长度是以相同标称尺寸的2等量块作标准，在接触式干涉仪上用比较方法测量的。为使标准和被测量块的温度达到平衡，测量前两量块需同时放置在接触式干涉仪工作台上等温。测量时，先将对应于标准量块中心长度的仪器示值调整为零，再测得被测量块和标准量块中心长度差值。两人测量结果的算术平均值 与标准量块中心长度的实际值Ls之和即为被测量块中心长度的实测结果L。2数学模型

12、L = + Ls式中：L被测量块中心长度；被测量块与标准量块中心长度差值的算术平均值；Ls标准量块中心长度。u()3输入量的标准不确定度评定3.1 输入量 标准不确定度来 的评定 输入量 标准不确定度来源由7个不确定度分项构成； a. 由仪器示值不稳定和读数误差引起的标准不确定度；b. 定标时读数d引起的标准不确定度；c. 由于量块变动量的存在，标准量块测点偏移量块中心引起的标准不确定度；d. 由于量块变动量的存在，被测量块测点偏移量块中心引起的标准不确定度；e. 标准和被测量块的线膨胀系数之差的不确定度引起的标准不确定度；f. 标准量块与被测量块温度差t引起的标准不确定度；g. 滤光片中心波

13、长的测量不确定度引起的标准不确定度；u()上述7个不确定分项中，前4项通过大量的连续测量得到数个测量列，采用A类方法评定，评定结果用 表示。第五、六项根据规程的要求和环境条件采用B类方法进行评定，评定结果分别用u（2）和u（3）表示。经计算，第7项引起的标准不确定度为1.2nm，忽略不计。=3.1.1 u（1）的评定 选取长度变动量较大的2等量块作标准，对一块长度变动量处在3等边缘状态的100mm3等量块在重复性条件下进行连续10次比较测量，得到测量列0.26,0.30,0.29,0.22,0.24,0.28,0.27,0.26,0.29,0.28m。=0.269m单次实验标准差 S = =0

14、.25m采用同样的方法选取10mm、50mm、100mm3等量块各3块，分别由不同的检定员用3台接触式干涉仪各在重复性条件下连续比较测量10次，共得到9组测量列。每组测量列分别按上述方法计算，得到单次实验标准差sj如表1所示。表1 9组实验标准差计算结果标称尺寸(mm)1050100实验标准差 sj(m)0.0190.0240.0250.0220.0230.0230.0210.0230.021取以上9组实验标准差Sj中的最大标准差Smax作为单次实验标准差。实际测量中，两人各测一次取算术平均值为测量结果，则可得到u()=0.018m自由度为=10-1=93.1.2 u ()的评定u(2)=Ls

15、(tx 20) a /6规程规定，钢质量块的线膨胀系数应为（11.51）10。假定标准和被测量块的线膨胀系数均在（11.51）10范围内等概率分布，则标准量块和被测量块的线膨胀系数之差应在210范围内服从三角分布。该三角分布的半宽度a为210-6-1，标准不确定度u ()为若被测量块温度tx与标准温度20的偏差不超过0.3，则对于100mm量块，0.024m= (0.1106)m0.3(210-6)-1/6u(2)估计其杆对标准不确定度为10%，则(2)= 1 / ( 20.12 ) = 50u(3)3.1.3 的评定原则上要求标准量块与被测量块温度达到平衡后进行测量。但实际测量时，两量块有一

16、定的温差t。假定t在0.04范围内等概率分布，则该分布半宽a为0.04，由t引起的标准不确定度u(3)= Lsx a /3对于100mm量块，u13= (0.1106)m(11.510-6)-1/0.04/30.027m估计 u（3） 的相对不确定度为10%，则其自由度= 1 / ( 20.12 ) = 50(3)3.1.4 标准不确定 u（）的计算对于100mm量块0.040mu() = u2(1) + u2(2)+ u2(3)= 0.0182 + 0.0242+ 0.0272() =u4()j =13u4()() j =13u4()() = (0.018m )4/9+(0.024m )4/

17、50+(0.027m)4/50 1.8610-8/m4u4()= 2.6510-6m4= (2.65m4 / 1.86m4 )10 2 100()32 输入量Ls标准不确定度u ( Ls ) 的评定标准量块中心长度Ls的不确定度u(ls)及其自由度取自本院0.5-100mm2等量块中心长度校准结果的不确定度评定结果，对于100mm量块，u ( Ls ) = 0.032mLs = 49 (L) =u2cLu() 2+ LLsu(Ls) 2 C1 =u() 2+u(Ls) 2C1 4合成不确定度uc的评定 4.1 灵敏系数数学模型 L = + Ls的灵敏系数 =1Ls的灵敏系数 =1 u(L)=4

18、.2 标准不确定100mm量块输入量的标准不确定度汇总于表2，0.5mm-100mm量块输入量的标准不确定度一览表见表3。表2 输入量的标准不确定度汇总一览表标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度(m)Ci u(xi)(m)自由度(xi)u()仪器示值不稳定和读数误差；定标时读数d不准，标准量块和被测量块测点偏移量块中心；标准量块和被测量块的线膨胀系数之差的不确定度；标准量块与被测量块温度差t0.04010.040100U(Ls)标准量块的测量不确定度0.03210.03249表3 标准不确定度一览表不确定度来源标准不确定度自由度符号0.5到10mm大于10到25mm大于25到50

19、mm大于50到75mm大于75到100mm 的标准不确定度 u ()的自由度重复性标准不确定度线膨胀系数差引起量块温度差引起u (3)u ()u (Ls)u (2) ()u (1)0.018500.0180.0020.0030.0201000.0180.0060.0070.0251000.0180.0120.0130.0321000.0180.0180.0200.0401000.0180.0240.02795050Ls的标准不确定度U(Ls)的自由度 (Ls)0.018210.020300.021340.026490.0324943 合成标准不确定度uc(L)的计算u(L)=对于100mm量块

20、，= 0.0402 + 0.03220.051muc(L) 44 合成标准不确定度uc的有效自由度eff计算+=u4()() u4(Ls)(Ls) eff(L) u2c= 6.8910-6m410-6m4j =12j u4j= (0.040m4) /100 + (0.032m4) / 49 4.7010-8m410-6m4对于100mm量块，eff = (6.89m4 /4.70m4)102 10010-6m4其他标称尺寸量块的合成标准不确定度uc(L)和自由度eff计算结果见表4。表4 合成标准不确定度一览表标称尺寸L（mm）合成标准不确定度uc(L) (m)自由度eff0.5到100.02

21、550大于10到250.02850大于25到500.03350大于50到750.04150大于75到1000.0511005 扩展不确定度Up的计算Up = kp uc (L) = tp (eff) uc (L)对于100mm量块，eff=100，取置信概率p=0.99，查表可得k99=t99(100)=2.62，U99 = k99 uc (L) = 2.620.05m 0.13m其他标称尺寸量块中心长度测量结果的不确定度，只需将合成标准不确定度uc(L)代入上述公式即可计算得到。6 评定结果报告 各标称尺寸测量不确定度见表5。表5 测量不确定度报告标称尺寸L（mm）扩展不确定度Up (m)自

22、由度eff0.5到100.0750大于10到250.0850大于25到500.0950大于50到750.1150大于75到1000.13100 九、计量标准的测量不确定度度验证选定一组83块组的四等量块，编号为 73124 经自检取得一组数据后，又送上级法定计量机构检定又取得一组数据，两次检定结果列于下表：量块名义尺寸(m)上级检定结果(m)本装置检定结果(m)比对结果(m)1.0050.050.050.001.010.040.060.021.020.050.050.001.030.110.100.011.040.020.030.011.050.120.110.011.060.090.080.

23、011.070.010.020.011.080.000.010.011.090.090.080.011.10.160.160.001.110.060.050.011.120.120.110.011.130.150.150.001.140.030.040.011.150.040.040.001.160.060.050.011.170.020.030.011.180.140.130.011.190.050.030.021.20.210.200.011.210.170.190.021.220.220.200.021.230.030.030.001.240.080.080.001.250.050.04

24、0.011.260.030.030.001.270.100.120.021.280.030.040.011.290.080.100.021.30.340.340.001.310.010.020.011.320.100.120.021.330.070.070.001.340.140.140.001.350.040.030.011.360.100.110.011.370.140.120.021.380.080.100.021.390.100.100.001.40.200.200.001.410.050.030.021.420.100.120.021.430.160.150.011.440.150.

25、140.011.450.020.020.001.460.130.140.011.470.060.040.021.180.140.120.021.490.170.170.000.50.060.060.0010.440.440.001.50.110.130.021.60.010.010.001.70.090.090.001.80.030.050.021.90.150.150.0021.21.190.012.50.380.380.0031.231.230.003.50.080.080.0040.80.800.004.50.140.150.0150.710.700.015.50.000.000.006

26、1.061.050.016.50.140.140.0070.240.240.007.50.000.000.0080.660.670.018.50.040.050.0190.700.700.009.50.090.090.00100.150.150.00200.680.690.01300.930.920.01400.840.850.01500.660.670.01600.400.400.00701.021.010.01800.580.600.02901.841.830.011000.411.410.00两组数据最大差值为0.02m，符合要求，该计量标准装置总不确定度得以验证。十、结论经过对该三等标准装置的总不确定度的验证和测量重复性的考核，符合国家计量检定规程的要求，可以开展四等量块的检定。十一、附加说明1、 JJG1462003量块检定规程。2、 量块操作规范。