螺纹环规中径测量不确定度评定
圆柱螺纹环规中径的测量不确定度评定
ｎ
３ ． ２ ． ２ 由测 长机测 头误 差 引入 的不确 定度 分量 （ Ｚ ） 测 头校 准引 入 的误差 约为 ４ － ０ ． ３ １ ． Ｌ ｍ， 服从 均 匀分 布 ：
Ⅱ （ ）＝ ＝ ０ ． １ ７ ３ ／ ｘ ｍ
式（ １ ） 中： ｄ 一 螺 纹 环 规 中径 ； 口 一仪 器 读 数 ； ｄ 一 测 量球 直 径 ， Ｍ ４—６ ｈ Ｔ选 用 的 测 量 球 直 径 为 ０ ． ４ ０ ４ ｍ ｍ；
－
２ ） ２
：。 ． ５ ７ ７ ｍ
ｎ
一
由于实测时以三次测量值 的平均值作为测量结果 ，
因此 ：
ｕ （ ：
～ｉ ｔ ／ ，
：
３
： ０ ． ３ ３ ３ ｍ
３ ． ２ Ｂ类标 准不 确定 度评定 ３ ． ２ ． １ 由测长机示值误差引入 的标准不确定度５ ？ － ｉ ｔ ｔ （ ０ ） 测长 机示值 误差 为 ４ － （ ０ ． １ ５＋Ｌ ／ ２ ０ ０ ０ ） ｍ， 服从 均匀
盈
计 量 与 】 蝌 试 技 术 Ｊ 》 ２ Ｄ Ｔ ５丰第 ４ ２墓第 Ｔ 期
圆 柱 螺 纹 环 规 中 径 的 测 量 不 确 定 度 评 定
倪 颖倩 陶 磊 颜 宇 徐 健
（ 重庆市计量质量检测研究院 ， 重庆 ４ ０ １ １ ２ ３ ）
摘 要： 中径值是校 准圆柱螺纹环规 的一个重要参数 ， 本文依据 Ｊ Ｊ Ｆ １ ３ ４ ５—２ ０ １ ２ （ 圆柱螺纹量规》 校准规范 ， 运用 不确定 度评定 与表示方法 ， 对 圆柱 螺纹环规
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４—１ １—２ ０
倪 颖 侍 等： 田 崔 螺 纹 环 规中 径的 测 量 不 确 定 度 评 定
螺纹环规中径不同测量方法的比较
２ 螺纹轮廓扫描 法
螺纹 轮廓 扫 描法 是用 螺纹 综合 测量 机 进行 测 量 。螺纹 综 合测 量机 通过 高精 密 气浮 轴承 系统 驱 动 双 头尖 测 针 与 被测 螺 纹 接 触 扫描 ，采 用 高精 度 光栅测量系统记录接触扫描过程 中水平和垂直方 向的坐标 ，由计算机将二维记录数据进行合成 ，并 按螺纹参数 的相关定义进行分析 ，从而计算获得 被 测螺 纹 的各项参 数 。
算 标 准偏 差 ，以验 证 这 两 种方 法 的重 复性 及 螺 纹
— — 牙 型 角 ；
环规 的计 量性 能 。两 种 测量 方法 的重 复性 实 验结
Ｐ— — 螺距 ；
果分 别见 表 １和表 ２所 示 。
作者简 介：鲁力维 （１９８３一），男 ，助理 工程师 ，硕士 ，主要从 事几何量计量检定和校准的工作 。
螺 纹 环 规 型 号 ：Ｍ４２ ６ｇ Ｔ；Ｍ１２ ６ｇ Ｔ；Ｍ１２ ６ｇ
Ｚ；Ｍ２５ｘ１．５ ６ｇ Ｔ；Ｍ６Ｐ０．７５ ＩＩ ＧＲ。
Ｔ形 测 头 法 ：万 能 测 长 机 型 号 为 ＰＬＭ６００； ＭＰＥ：±（０．１５＋Ｌ／２００） ｍ。
螺 纹轮 廓扫 描法 ：螺纹 综合 测量 机 型号 为 ＳＪ５２００—１００６０；不 确定 度 （３．０＋Ｌ／２００） ｍ，包含 因子 ｋ＝２。
Ｄ ＝ｍ 一 ｃ。ｔ（ ）＋ Ａ （１） ３．２ 螺纹环规中径测量的重复性
¨ ｔ，￣－Ｊ
采 用 两 种 方 法 分 别 对 实 验 样 品进 行 ｌ０次 重
式 中 ：Ｄ — — 内螺 纹 中径 ；
复测 量 ，得到 的数 据通 过 式 （２）—— 贝塞尔 公式 计
ｍ 形测 头 中心移 动距 离 ；
螺纹塞规单一中径校准结果的CMC评定：外螺纹
螺纹塞规单一中径校准结果的CMC 评定：外螺纹1 概述1.1 测量依据：JJF1345-2012《圆柱螺纹量规校准规范》。
1.2 被测对象：圆柱螺纹塞规，M20×2.5-6H 通端。
1.3 测量方法及主要设备测量环境条件：温度为（20±2）℃，相对湿度≤60%。
测量过程：用万能测长仪直接测量。
每次测量时，利用两个平面测帽和直径为D d 的三针测量，测量力为3N 。
调整测长仪测帽位置，仪器对零；被测螺纹塞规在万能测长仪上用三针法测量外螺纹实际中径。
将三根直径相同的三针放入被测螺纹塞规牙槽中，用测长仪直接测得m 值，通过计算公式得到外螺纹通止端的中径值。
测量标准：JDY-2万能测长仪，外螺纹中径测量范围（0～100）mm 。
2 测量模型及不确定度来源分析 2.1测量模型()()21211cot /2sin /22D P d L d A A αα⎛⎫=∆-++-+ ⎪ ⎪⎝⎭式中：2d ——外螺纹塞规中径，mm ；L ∆——被校螺纹塞规位移量，mm ；D d ——三针直径，mm ；/2α——牙型半角标称值，°；P ——螺距标称值，mm ；1A ——螺旋升角修正值，mm ； 2A ——测量力修正值，mm2.2 灵敏系数L ∆的灵敏系数：21==1d c L∂∂∆ D d 的灵敏系数：()22==-1/sin /21=3D d c d α∂+-⎡⎤⎣⎦∂ /2α的灵敏系数：()2302cos 2===8.31/sin 22D d c d d um rad ααα⎛⎫⎪∂⎝⎭--⎛⎫∂ ⎪⎝⎭P 的灵敏系数：24cot 2===0.8662d c P α⎛⎫ ⎪∂⎝⎭∂1A 的灵敏系数：251==-1d c A ∂∂ 2A 的灵敏系数：262==1d c A ∂∂ 2.3 方差()()()()()()()2222222222222212345162/2c D u d c u L c u d c u c u P c u A c u A α=∆+++++2.4标准不确定度来源分析（1）被校螺纹塞规位移量引入的标准不确定度()u L ∆的评定由以下6个分项构成： A ． 被校螺纹塞规测量重复性引入的标准不确定度()1u L ∆ B ． 测长仪对零不准引入的标准不确定度()2u L ∆ C ． 测长仪安装定位不准引入的标准不确定度()3u L ∆ D ． 测长仪示值误差引入的标准不确定度()4u L ∆ E ． 温差变化引入的标准不确定度()5u L ∆ F ．线膨胀系数差异引入的标准不确定度()6u L ∆（2）三针示值误差引入的标准不确定度()D u d（3）牙型半角/2α标称值引入的标准不确定度2u α⎛⎫⎪⎝⎭（4）螺距P 标称值引入的标准不确定度()u P （5）螺旋升角修正值1A 引入的标准不确定度()1u A （6）测量力修正值2A 引入的标准不确定度()2u A 3 标准不确定度分量评定 （1）()u L ∆的评定 A ．()1u L ∆的评定被校螺纹塞规测量重复性引入的标准不确定度()1u L ∆采用A 类评定。
D2型螺纹量规通端中径测量不确定度评定
D2型螺纹量规通端中径测量不确定度评定摘要：本文旨在考察D2型螺纹量规通端中径测量不确定度的评定。
我们采用基于物理关系的仿真方法，分析了D2型螺纹量规通端中径的不确定度，我们进一步利用国家标准来分析不确定度的影响因素以及量规尺用途，总结出其不确定度的评定方法。
关键词：D2型螺纹；中径测量；不确定度；评定正文：1. 介绍：D2型螺纹量规通端中径是常用的测量方法，为了精确、准确的测量中径，D2型螺纹量规需要考虑测量不确定度的评定。
2. 方法：我们利用基于物理关系的仿真方法分析D2型螺纹量规通竲中径的不确定度，并进一步利用国家标准来分析不确定度的影响因素以及量规尺的使用情况，得出结论。
3. 结果：我们经过研究发现，在D2型螺纹量规中径测量当中，量规尺精度、横向力度调整前后端夹角等因素会影响测量中径的准确性，从而影响不确定度评定结果，因此在D2型螺纹量规中径测量不确定度评定时，需要考虑上述因素。
4. 结论：本文分析D2型螺纹量规通端中径测量不确定度的影响因素，总结出不确定度评定的方法，提供了量规尺使用者在测量中径时的参考。
5. 讨论：在测量中径不确定度评定时，可以通过改进量规尺的精度、正确调整量规尺横向力以及夹角等方法来提高测量精度，从而降低测量不确定度。
此外，我们可以考虑采用X光技术，对测量不确定度有更好的控制，这也是一种测量不确定度的有效补偿方法。
6. 结论：使用D2型螺纹量规通端测量中径不确定度时，要考虑和控制其影响因素，包括量规尺精度、横向力调整、夹角以及使用X光技术等。
如果能够准确控制这些因素，将有助于降低测量不确定度，提高测量准确性。
7. 展望：量规尺使用中，为了更准确的测量D2型螺纹通端中径，我们可以考虑采用更精准的位移传感器以及更准确的测量计算方法等手段，而且也可以采用多次测量的方式，增加测量次数。
8. 思考：为了更好的控制D2型螺纹量规通端测量不确定度，我们可以采用传感器抗干扰技术，通过设计抗干扰的传感器来减少外部干扰对测量结果的影响。
三针法螺纹塞规中径的测量不确定度评定
三 针直 径 ， ｍ ｍ；
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ７—２ ２
竺蓥 ： 三 针 法 螺 纹 塞规 中径 的测 量不 确 定 度 评 定
ｕ （ ｚ ￣ Ｌ １ ） ；
３ 灵敏 系数 △ 的灵敏 系数 ：
１＝ａ ｄ ２ ／ａ △Ｌ ＝１
１ ． ５ 测 量方 法 ： 用 万 能测 长 仪 直 接测 量 。 每次 测 量 时 ， 利 用两个 平 面测 帽和 直径为 ｄ 。的三针 测 量 ， 测量力 ３ Ｎ。 调 整测 长仪 测 帽位置 、 仪器 对零 ； 被测 螺纹 塞规 在万 能测 长 仪上 用三 针法测 量 外螺纹 实 际 中径 。将 三根 直径相 同 的三针 放人 被测 螺纹 塞 规 牙槽 中 ， 用测 长 仪 直 接测 得 ｍ 值， 通 过计 算公 式得 到外螺 纹通 止端 的 中径 值 。 ２ 测 量模 型
１ 概 述
一
１ ． １ 测 量依据 ： 根据 Ｊ Ｊ Ｆ １ ３ ４ ５— ２ ０ １ ２ （ （ 圆柱 螺纹 量规校 准
规 范》 。 １ ． ２ 测量 环境 条件 ： 温度 （ ２ ０± ２ ） ℃， 相对湿 度 ≤６ ０ ％。
牙 型半角标 称值 ， 。 ；
１ ． ３ 测量标准 ： Ｊ Ｄ ２ ５ 一 Ｃ万能数显测长仪 Ｕ＝ ０ ． ５ ｐ ， ｍ（ ｋ
ｄ 。的灵敏 系数 ：
ｃ ＝Ｏ ｄ ＪＯ ｄ ｏ＝ 一［ １ ／ ｓ ｉ ｎ （ ）＋１ ］＝ 一 ３ 的灵 敏系数 ：
ｃ Ｃ ｏ ０ ｓ ８ （ — ， ）
Ｃ ３ ＝ ａ ｄ ／ ａ 詈
儿 。 ２
对多个螺纹环规中径测量方法的探讨
2
cot
α 2
・ ・ 65
误差与数据处理
p p
2
α d + cot 8 20 2 2
d球
+ C
sin
α 2
式中 : E 为量块组合尺寸 ; ( a + b ) 为专用侧块常 数 ;Δ d 为两次读数值之差 ; p 为被测环规螺距公称 值 ;α为被测环规牙形角公称值 ; d 20 为被测环规中 径公称值 ; d球 为测球直径 ; C 为综合修正值 , 包括 被测环规牙形角偏差 、 螺距偏差 、 测球直径偏差 、 测 球与螺旋面接触引起的斜位移偏差四项 。 分析该测量方法可知其不确定度主要有以下来 源:
3 ,则
u2 = u′ 2 =
115 μm = 0187 3
115 + 50/ 100 μm = 1116 3
21212 当温度偏离 20 ℃ 时 , 测长仪刻线尺和被测
测球直径与螺距的关系
018 1～115 1135 2～215 118 3～315 213 4～415
单位 :mm
31173 5～6
常规方法和简化方法不确定度差异比较
常规方法 ui
( μm)
u 1 = 0122 u 2 = 0187 u3 = 0 u4 = 0 u5 = 0
简化方法 u′ i
( μm)
u′ 1 = 0119 u′ 2 = 1116 u′ 3 = 01082 u′ 4 = 0110 u′ 5 =0
u′ i - ui
误差与数据处理
当测量点足够多时 , 利用最小二乘法将能很好地拟 合出最小二乘圆 , 计算出的圆度误差也越接近真实 值 。但在实际工作中 , 需要高精度的测量设备和较 长的测量周期 , 使生产成本加大 , 难以实现在线测 量 。本文所介绍的评定方法恰好弥补了这一问题 , 测量点数大大减少 ,测量设备的投入大大降低 ,评定 精度大大提高 ,使在线测量成为可能 。 本文中所介绍的圆度误差评定方法已用于三座 标测量中 ,在测量点数有限 ,不宜使用最小二乘法评 定的情况下 , 采用本文所介绍的评定方法简单 、 快 速、 准确 ,并且大大减少了测量误差对评定结果的影 响 ,程序采用 VisualBasic 语言编制 , 并在 Win98 以 上操作系统中运行通过 。
螺纹环规中径测量不确定度评定
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螺纹环规中径测量不确定度评定
螺纹环规中径测量不确定度评定
摘要：根据比较测量原理，应用测长仪及其附件，以测量螺纹环规的单一中径为例，阐述其测量不确定度评定过程，详细分析影响中径测量值诸多因素的测量不确定度，结果表明其测量精度满足螺纹环规的正常使用要求。
关键词：测长仪螺纹环规中径测量不确定度
1、概述
1.1校准依据
JJG888-1995《圆柱螺纹量规检定规程》
1.2校准用计量标准器及配套设备
量块：三等，测长仪MPE：±0.5μm
1.3被校对象
规格：M36 6g 的螺纹环规
1.4校准原理
在测长仪上用一对与被校螺纹环规有相同牙形角的专用侧块和三等量块组成被校螺纹环规要求的中径作为标准，比较测量出与被校螺纹环规实测中径值的偏差值尺寸。
2、数学模型及灵敏系数
2.1数学模型
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测量不确定度评估实例M
三针法外螺纹中径测量不确定度评估实例1、测量概述：测量温度条件：符合表1规定的高准确度测量的温度要求。
测量设备及技术指标：测长仪最大允许示值误差为±(0.5μm+L 6105-⨯)；三针直径 d D = 3.464 mm (最佳直径 d 0 = 3.4641 mm)，三针直径测量不确定度≤0.4μm ； 测量力1.5 N ；螺纹塞规M64x6，其名义值d 2 = 60.1336 mm ，P = 6 mm ， α= 60°；测量方法：外螺纹（螺纹塞规）可以利用两个平面测帽和直径为d D 的三针测量（图1）。
图1. 利用三针测量螺纹塞规2、建立数学模型假设用图A2所示方法测量外螺纹，其中径计算利用公式(1)，其中m = ΔL +d D假设各输入量不相关，中径d2的合成标准不确定度：其中：u (ΔL )是被测位移量ΔL 的标准不确定度，包括测量仪器校准和温度效应的影响； u (d D ) 是探针直径校准值的标准不确定度。
这个不确定度假设完全正确，因为其灵敏系数c dD = 1/sin(α/2)+1。
u (P )是螺距测量的标准不确定度，其灵敏系数c P = cot(α/2)/2;u (α/2)是牙侧角α/2测量的标准不确定度。
这可能有许多不同的值，特别是采用光学测量方法时，与螺距的大小成反比。
灵敏系数与测球直径d D 对最佳球径d 0的差相关。
注意牙型角α的单位： [α] = rad.d D cos(a/2)/sin2(a/2)-P/2sin2(a/2) ;P/2=d0*cos(a/2) (B8)u(A1) 是进行升角修正时采用近似公式引入的不确定度；u(A2) 是测量力修正引入的不确定度；u(δB)是被校螺纹量规不完善、校准程序等所有未明确分离的因素引入的不确定度。
B4.4 不确定度报告的数字示例按照组合3校准螺纹塞规M64x6，其名义值d2 = 60.1336 mm，P = 6 mm，α= 60°。
基于螺纹综合测量机螺纹塞规的中径测量及其不确定度评定
由于 ｒ ｔ ＝１ ０， 测 量结 果 的算术 平均 值 为 ：
一
ｎ
ｄ＝（ ∑ｄ ） Ｉ ｎ＝ ７ ． ５ ２ ２ ４ ｍ ｍ
１ ． ５ 测量方法 ： 运用螺纹综合测 量机测量螺纹 中径 ， 首 先打开仪器和测量程序 ， 根据螺纹塞规的大小选择合适 的测针 并将 测针 复 位 。 随后 进 行 标 定 ， 首 先选 择 主标 定 规进 行标 定 ， 然后 根 据 螺纹 塞 规 的 大 小选 择 合 适 的光 面 规进行标定 。标定结束后 ， 在程序 中选择与螺 纹塞规规 格一 致 的标 准 ， 点 击仪 器 开始测 量 ， 电机 驱动 测针 与被 测 螺 纹接 触扫 描 ， 并 在 屏幕 上 实 时 显 示 扫 描 的螺 纹牙 型 曲 线图， 由计 算 机将 二 维数据 进行 合成 和 处理 ， 最后 由仪 器 直 接显示 出所测 得 的 中径 值 。 ２ 测量模 型 由于螺 纹塞 规 中径测 量 时 的重 复性 所 引入 的输入 量 的测量不确定度分量为 ｔ ｔ 。 （ ） ， 由螺纹综合测量机的示 值误差引入 的输入量 的测量不确定度分量为 （ ） ，
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６—１ ２—０ ７
由贝塞尔公式求出单次测量值 的标准差 ：
＾ √ ／ ｎ 一 １ … ４ 。 一 ｍ ～
在实际测量 中， 取 ３次的值作为结果 ， 则
Ｍ ： ： ：０． ８１ ４ ｍ
√ ３ √ ３
。
自由度为 ， ＝１ ０—１ ＝９ ３ ． ２ 由螺纹 综 合测 量 机 的示 值 误 差 引 入 的标 准不 确 定 度分 量 根据 螺纹综 合测 量 机 的说 明 书可 知 ： 测量 圆柱 螺 纹 塞规的示值误差为 ： （ ２ ． ５ ＋ Ｌ ／ ２ ０ ０ ） Ｉ ｘ ｍ， 服从均匀分布， 则 （ 下转 第 ７ ６页 ）
圆柱螺纹量规的测量不确定度评定
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：（17～23）℃1.3 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1.4 被测对象：M （1～180）mm 的圆柱螺纹量规中径。
1.5 测量方法：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1u 、从测长仪上读数M 的不确定度的分量2u 、三针直径引入的不确定度分量3u 、螺距误差引入的不确定度分量4u 、螺纹半角误差引入的不确定度分量5u 、测量温度引入的误差6u 。
3 数学模型对于外螺纹中径：C ctg p d M d -⋅++-=2/2/)2/sin /11(02αα 对于内螺纹中径：C ctg p d M D +⋅-++=2/2/)2/sin /11(02αα 式中: M ——仪器测量值（mm ）；0d ——三针直径（mm ）； C ——探针或三针常数（mm ）；P ——公称螺距（mm ）；2/α——公称牙型半角（º）。
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1u用A 类标准不确定度评定。
利用本标准装置连续测量M22×1.5-6H 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、21.0255、21.0255计算单次实验标准偏差。
螺纹样板不确定度评估报告
螺纹样板测量不确定度评定报告1 概述1.1 测量方法:依据JJG 60-2012 《螺纹样板检定规程》对6.00mm 的普通螺纹样板的螺距和牙角在大型工具显微镜上直接测量。
1.2 测量环境条件:温度（20±5）℃2 数学模型测量的数学模型:式中: δ—被螺纹样板的标称值;d —大型工具显微镜的读数值。
测量不确定度的构成要素:测量重复性引起的标准不确定度u (d 1);大型工具显微镜示值误差引起的标准不确定度u (d 2)。
灵敏系数，Ci =1各影响量相互独立，合成标准不确定度为:u 2c =u 2(d 1)+u 2(d 2)3 标准不确定度分量评定3.1 测量重复性引起的标准不确定度u (d 1)通过用大型工具显微镜对6.00mm 普通螺纹样板测量10次，得到测量列6.002mm ，6.003mm ，6.003mm ，6.004mm ，6.002mm ，6.004mm ，6.002mm ，6.002mm,6.004mm,6.002mm 。
用贝塞尔公式计算得:112−−=∑=n )q (q s nk k =0.92μm式中:q —单次测量的数值。
实际测量以单次测量值为测量结果，则可得到由测量重复性引起的标准不确定度为: u (d 1)=0.92μm3.2 大型工具显微镜示值误差引起的标准不确定度u (d 2)大型工具显微镜示值误差为(1+L /100)μm ，认为符合正态分布，取k =3，当测量尺寸为6.00mm 时u (d 2)=1.06/3=0.35μm4 标准不确定度汇总表5 合成标准不确定度)()(2212d u d u u c +=u c =0.98μm6 扩展不确定度取k =2 U =ku c =1.96μm≈2.0μm7 测量不确定度的报告U =2.0μm ，（k =2）牙型半角测量不确定度评定1 测量重复性引起的标准不确定度u (d 1)通过用大型工具显微镜对6.00mm 普通螺纹样板测量10次，得到测量列60°5′，60°2′，60°2′，60°2′，60°4′，60°3′，60°3′，60°4′,60°5′,60°4′。
圆锥螺纹塞规基面中径的测量及不确定度分析
图 １ 螺 纹 及 测 刀 安 装不 意 图
３ 测 量 方 法
具体测量前 ， 先要检查 圆锥螺纹塞规两端 的中
心孔是否完好 ， 如果 中心孔有毛刺或倒边则要用高
粒度 的油 石打 磨 光 滑 ， 用 溶剂 汽油 清 洗 干净 。 准 再
２ 测量 原 理
一
般来说 ， 圆锥螺纹塞 规基 面中径无法 直接测
一
个 完 整 牙 形 的 中 径 Ｄ 及 该 牙 Ｎ Ｊ 端 面 的 距 离 ， Ｊ ，
Ｌ， ｌ 然后测得大端最后一个完整牙形 的中径 Ｄ 及该 ２
牙 ＮＪ 端 面 的距 离 ， 式 （ ） 算 即 可 得 到 基 面 Ｊ ， 按 １计
中径 Ｄ 。 ；
Ｄ ＝ （ —Ｌ ） ＋Ｄ１ １Ｋ （） １
件垫板和弹簧压板 ， 装上合适 的测量刀， 一般使用
０３ ｍ 的 斜 ‘ 测 刀 ， 距 大 于 ３ ｍ 时 ， 使 用 ．ｍ 口 螺 才
０９ ｍ测量刀。如图 ｌ其 中 ｌ ． ｍ ， 号 ４ 四把测刀压 号
式 中 ： 基 面到 小端 面 的距离 ， 图 ｌ 示 。 Ｌ一 如 所 Ｉ 被 测 圆锥螺 纹 塞规 的实 际锥 度 ：
备五把测量刀 ， 用脱脂棉沾无水酒精顺着测刀刻线
方向清 洁 测 刀 。锁 紧 两 顶 针 将 螺 纹 规 固定 于 万 工 显 ， 光 圈 开 大 ， 上 ３倍 物镜 ， 装 上半 镀 银 反 光 将 换 并 镜 ， 节焦 距使 螺 纹 成 像 最 清 晰 。安装 好 测 刀 的 附 调
量， 只有通过计算 才能得到 。首先测得靠 近小端第
密合误差的影响量 ｕ △ ） （４ 。
ｕ ＝ ［ ， Ｃ （ ）＋Ｃ （ ）＋Ｃ （ ）＋Ｃ （ ）＋ １ ２ Ｄ１ Ｃ （ ］ △） Ｄ ）ｕ （
螺纹量规不确定度评定
螺纹量规中径校准的不确定度评定（用立式测长仪螺纹塞规中径的测量结果的不确定度评定，以M48×2—6H T 的螺纹塞规为例。
）1．慨述 测量对象为大径D 从5 mm 至200 mm 范围的螺纹塞规，螺纹校对规 测量依据： «螺纹量规校准规范» JJF1345-2012环境条件： 温度（20±2）°C ， 相对湿度＜50％检定用标准器： 立式测长仪 0级三针测量方法：:本文主要讨论中径的测量过程，在经其它仪器测量其牙形半角及螺距，并证明合格后，再用上述标准器测量其中径数值。
先按照公式d 0 = t ∕ [ 2cos(α ∕ 2)] (d 0为最佳三针直径，(α ∕ 2)为牙形半角，t 为螺距)确定所需三针规格，然后将螺纹量规置入工作台，其直径方向同仪器示值方向一致，并将其中两根三针的工作面置入量规下面的两牙内，第三根针的工作面置入量规上面的一牙槽内，通过调整仪器，在仪器中测量出上下三针之间的距离M ，并由此计算出螺纹量规的中径。
测量不确定度来源分析：测量不确定度主要来源测量重复性、立式测长仪（或者4等量块及光学比较仪） 0级三针。
2．测量模型D 2 0[ 1+ 1 ∕ sin(α ∕ 2) ] +(t ∕ 2).ctan(α ∕ 2)式中 D 2 —— 被测纹量规的中经尺寸d 0 —— 为所用三针的直径，M —— 上下三针之间的距离3.输入量的标准不确定度评定3.1输入量M 的标准不确定度的评定对1个M48×2—6H 的螺纹塞规在重复条件下，用立式测长仪进行10次比较测量，测得测量列，所用三针为Φ1.157，三针测量的不确定度≤0.23µm ，测得偏差数值如下：重复性测量被测量X 算术平均值（最佳估值）：11ni i x X n ===∑46.7222(mm)用贝塞尔公式计算()i s x ==1.4 μm()()i s x u x ==1.4μm 1()()u x u x == 1.4μm3．2 标准输入量Ls 标准B 类不确定度的评定3.2.1，测长仪的扩展不确定度U 为： 0.48μm 包含因子k = 2, 计算： 2()x pa u k == 0.24μm 3.2.2三针测量的不确定度≤0.23µm，包含因子k = 2，计算：3()x pa u k ==0.13μm 3.3其它不确定度分量忽略，不做为评定3.4合成标准不确定度c u =（ 1.42μm3.5扩展不确定度的计算 （ Kp ＝2 ）U = Kp ×c u（x) = 2.84μm 4. 测量结果D 2 =（46.7222±0.0029）mm U =2.9 µm评定人： 黄广君 日期：2018.5.4。
螺纹样板螺距尺寸测量结果不确定度评定及用于示值误差符合性评价
相平行 。 测量时， 移动纵、 横向坐标， 用米字线夹角为 ６ 的 ０ Ｐ 两条线瞄准 ， 相领两牙纵坐标读数之差， 即为螺距尺寸测得 值（ 螺距的检定应在样板工作部分的全长上进行） 。 １６ 测量结果不确定度的使用 ： ． 在符合上述条件下的测 量结果 ， 一般可直接使用本测量结果不确定度的。
《 计量 与测 试技 朱》 ２年第 鹞 卷 第 ３期 ∞１
螺 纹 样 板 螺 距 尺 寸 测 量 结 果 不 确 定 度 评 定 及 用 于 示值 误 差符 合 性评 价
Ｅ ａｕ ｔ ｎ ｏ ｎ ｅｔｉｔ ｉ ａｕｅ ｎ ｈｅ ｄ ｄＳ ｍ ｌ Ｐｔｈ ｖ ｌａｉ ｆ Ｕ ｃｒ ｎ Ｍｅ ｓｒｍｅ ｔ Ｔ ｒａ ｅ ａ ｐｅ ｉ ｏ ａ ｙｎ ｆ ｏ ｃ
２ １ 数学模 型 ． Ｐ＝Ｐ ＋Ｐ １ ２ （） １
果 ， 以标准不确定度 ｕ Ｐ） （ ） ｛ ＝ ． ０５ｍ 所 （ １＝ Ｐ ： ００ ９５ ｍ ０
＝
式 中： 一螺纹样板螺距尺寸 ； ， Ｐ Ｐ一第二次纵向显微
镜读数与第一次纵 向显微镜读数之差 ； Ｐ 一万能工具显 微镜示值误差 。
由于被测螺纹样板精度要求不高 ， 温度对测量结果
的影 响可 以忽 略 。 ３ １ 测 量重 复性 引起 的标 准不 确定 度 Ｍ Ｐ ） ． （ 测 量重 复性 引起 的标 准不 确 定 度 （ ） 可 以通 过 Ｐ． ，
１ 测量过程： ． ５ 采用直接测量法， 根据检定规程 ， 将被测螺 纹样板单片压在万能工具显微镜玻璃工作台上 ， 先将仪器 测角 目 镜对准在 位置上， 然后调整受检样板仪器方式或玻
最后 给 出的结 果 为 ： ｄ＝（０ ０２ ±０ Ｏ １） ｍ。 １ ．１０ ．０ ９ ｍ
大直径螺纹环规中径测量及不确定度分析
在万 能工 具显微 镜 上装 上 光 学 定 位器 ， 下 锥 形 测 拆
杆轴 ， 上 自制 的测杆 轴 （ 装 如图 １和 测杆 （ ） 如图 ２ ）
ａ卜 ａ２
＜
图 １ 杆 轴 测
图 ２ 测 头
、
一
ｆ
一
『 ， １ ＜
ｆ ｄ ０
Ｐ １
＝＋ｓ 一￣ ２ｉ ４ 。 ２号 ｔＪ ｌ ｇ ｎ －
《 讨量ｓ衲试技 术》０ ｏ年第３ ２１ ７巷第 １ ０期 Ｍｏ＋ 一 ） ＿
√ ３
：
ｓ号 ２ ｉ ｎ 留号
因为 Ｍ ＝Ｉ ｌ ２ ＋Ｌ— ０ ｏ 口 一口 Ｉ ｄ 代入上式可得 ：
２ 测量原 理
其 测量原 理 如下 ： 图 ４可 以看 出 由
Ｄ ＝Ｍｏ－ Ｂ ０ （ Ｏ—Ｃ ２ ２ Ｏ＝ ＋２ Ｃ ４ Ｂ）
后 移开 顶尖 轴 ， 被 测 螺纹 环 规 锁 定 在仪 器 玻 璃 工作 台 将 上 ， 中径进 行 测量 。 对 测量 前 ， 选择 适 当 的测 球 ｄ ， 将 测 球 紧 固在 测 杆 。并 杆两端 ， 后 伸 入 被 测 螺 纹 内 ， 然 分别 与左 右 牙 凹槽 接 触 （ 图 ３。测 球直 径 的选 择与 最佳 三 针 公式 一 样 ， ：。 如 ） 即 ｄ
高锦 雯 毕 庶 军
（ 疆 石 油 管理 局机 械 产 品监 督 检 测 站 ， 疆 克 拉 玛 依 ８４０ ） 新 新 ３００
摘 要 ： 探讨 了在万 能工 具 显微 镜上 利用 灵敏 杠杆 和 自制 的测杆 轴来 测量 大直 径螺 纹 环规 中径 的方 法 、 本文 原理 以及 该测 量 方法 不确 定度 和 重复性 的分析 。
侧规法测梯形螺纹环规中径测量结果的不确定度评定
侧规法测梯形螺纹环规中径测量结果的不确定度评定
刘小红
【期刊名称】《计量与测试技术》
【年(卷),期】2009(036)009
【摘要】本文就侧规法测梯形螺纹环规中径的测量结果不确定度分析计算进行介绍.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】刘小红
【作者单位】自贡市计量测试研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TB9
【相关文献】
1.圆柱螺纹环规中径的测量不确定度评定 [J], 倪颖倩;陶磊;颜宇;徐健
2.侧规法检测螺纹环规单一中径方法的优化 [J], 郭艳灵
3.光面环规法测量内螺纹中径测量误差分析 [J], 李张标
4.螺纹环规的中径测量及其不确定度评定 [J], 佟岩
5.双球法测量圆柱螺纹环规中径的测量不确定度评定 [J], 贾晓杰
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标准环规内径尺寸测量不确定度的评定
标准环规内径尺寸测量不确定度的评定1概述1.1校准方法：依据JJG894-95《标准环规检定规程》，在万能测长仪上用三等量块作为参考标准与标准环规相比较的方法来测量环规内径尺寸。
1.2校准环境条件：温度（20±1）℃,湿度≤65%以被测直径为50mm 的环规为例，分析测量结果不确定度。
2数学模型D=Ds+a- Ds(α△t-αs△ts) (1)式中：D—被测环规的内径尺寸,mm；Ds—三等量块的实际尺寸,mm；a—测长仪测得三等量块与环规的差值,mm；αs,α—三等量块，被测环规的线膨胀系数；△ts, △t—三等量块，被测环规的温度对参考温度20℃的偏差设被测环规与三等量块的温度差为δ，线线膨胀系数之差为δα，则式(1)变换为D=Ds+a- Ds(δα△t+αsδt)温度差δt和线膨胀系数差δα估计为零，但它们的不确定度非零。
δα与αs，δt与△t认为无关。
以上各输入量彼此独立。
3.标准不确定度分量评定3.1三等量块引入的标准不确定度u (Ds)三等量块中心长度测量不确定度为U=（0.1+1L）μm，服从正态分布,取k=2.58，则u (Ds)=0.15/2.58=0.06μm3.2万能测长仪测量三等量块与标准环规差值引入的标准不确定度u (a)(1)测长仪示值误差引入的标准不确定度u (a1)万能测长仪的最大允许误差MPE：±（1+L/100）μm, 服从正态分布,取k=2.58，则u (a1)= 1/2.58=0.387μm(2)量化误差(如果是光学读数的，应该改为对线误差)引入的标准不确定度u (a2)测长仪分辨率为0.1μm，故量化误差服从半宽为0.05μm的均匀分布，该项要影响两次，则u (a2)=2×0.05/3=0.041μm(3)测量重复性引入的标准不确定度u (a3)实验标准差s是在重复性条件下用标准环规与被测环规重复比较测量10次求出的，s=0.1μm,实际测量中测量1次，则u (a3)=s=0.1μm（4）环规几何形状影响的标准不确定度u (a4)测得该环规的圆度为0.3μm，直径变动量为0.3μm，服从均匀分布，则u (a4)=0.424/3=0.245μm由以上四项合成，得出u2 (a)= u2 (a1)+ u2(a2)+ u2(a3)+ u2 (a4)=0.3872+0.0412+0.12+0.2452=0.221μm2u (a)=0.47μm3.3被测环规与三等量块线膨胀系数引入的标准不确定度u (δα)三等量块与被测环规线膨胀系数均为（11.5±1）×10-6℃-1，考虑到测量与20℃之差可能为正也可能为负，两者的线膨胀系数差在半宽为2×10-6℃-1的区间均匀分布，则u (δα)= 2×10-6℃-1/3×0.5℃×0.05=0.03μm3.4被测环规与三等量块温度差引入的标准不确定度u (δt)由于测量前已充分等温，被测环规与三等量块温度差估计不超过±0.5℃，温度差服从半宽为0.5℃的均匀分布，则u (δt)=0.5/3×0.05×11.5×10-6℃-1=0.17μm4.标准不确定度汇总4.合成标准不确定度u2(D) = u2 (Ds)+ u2 (a)+ u2(δα)+ u2(δt)=0.062+0.472+0.032+0.172=0.262μm2u (D) =0.50μm5.扩展不确定度取置信因子k=2，U=k×u (D)=2×0.50=1.0μm大连市计量检定测试所吴小丰。
环规内径的测量及不确定度的评定
动， 由慢到快 ， 把导板停留在使十字线停止移动（ 观察 不 出移动 ） 和刚开始移动（ 察觉 出在移动 ） 的中间位置
即可。这样测量轴线穿过此 曲面中心 ， 并且与环规的 轴线垂直。再根据视野内双刻线出现的转折点 ， 定出 测量位置。这时双刻线和 目镜 内实线相套 ， 出第二 得 次测量值 。 这两次测量值之差加上接触头测量球之实 际值（ 测量球直径 的实际值标注在侧压转换环的端面
１ ． ０ ５． ７ ０ １ １ ． ０ ６， ７ ０ １ ． ７０ １ １ ．０ ３， ７０ １ １ ． ０ １
取 ｋ 时， ＝２ 扩展不确定度为 ：
Ｕ ＝ ｋ ・ ： １２ ｍ ．
３６ ． 测量结果表达为
Ｄ ＝ １ ． ０ ３＋ ２ ９ ８ ７０ １ ． ９ ２±０ ０ １ ．０ ２
量 ４
在万能工具显微镜上配 以光学灵敏 杠杆测量标 称直径为 ２ｍ ０ ｍ的环规直径 ， 在重复性条件下 ， 对环 规 内径独立进行 了 ｎ １ 次测量 。 ＝０ 这种测量方法不确
定 度 的分量 主要 有 ：
根据 万 能 １具 显 微 镜使 用 说 明 书显 示 ，其 极 限 二 误 差 为 （＋ １ ） ，式 中 Ｌ为 测 量 长 度 ＝ ｘ ｉｍ
高 ，配备光学分度头 ，光学灵敏杠杆等多种测量 附
动且 由快到慢 ， 至一定位置时 ， 移动几乎停止 ，移动 （
很慢 ， 察觉不 出来 ） 继续移动导板 ， 十字线朝反方向移
件， 采用影像法 、 轴切法等测量方法来适应多种测量 需要 ， 完成各种测量任务。在万能工具显微镜上用光
学 灵 敏杠杆 测 量 圆柱 环 规 内径 的方 法 是 常用 的 测量 方 法之一 。
螺纹样板示值误差测量结果不确定度评定
螺纹样板螺距示值误差测量结果不确定度评定
1 概述
1.1 测量依据：JJG 60-2012《螺纹样板检定规程》。
1.2 环境条件：温度（20±3）℃。
1.3 计量标准：万能工具显微镜
1.4 被测对象：螺纹样板
1.5 测量方法：使用万能工具显微镜对螺纹样板进行测量,用测量软件对测量数据进行处理，可测得螺纹样板的示值。
2 数学模型
s L L L -=∆
式中：L —螺纹样板示值;
s L —万能工具显微镜示值。
3 灵敏系数
1/1=∂∆∂=L L c ； 1/2-=∂∆∂=s L L c
4 标准不确定度评定
4.1输入量L 的标准不确定度)(L u 评定
输入量L 的标准不确定度来源主要是测量重复性引入的标准不确定度)(L u ，用A 类标准不确定度评定。
选择螺距为6mm 的半径样板，重复测量10次，计算单次实验标准差：s=1.6m μ,则：)(L u =s =1.6m μ
4.2 输入量s L 的标准不确定度)(s L u 评定
输入量s L 的标准不确定度来源主要是万能工具显微镜的不确定度引入的标准不确定度)(s L u ，用B 类标准不确定度评定。
万能工具显微镜的不确定度引入的标准不确定度)(s L u ，采用B 类方法进行评定。
查检定证书可得，万能工具显微镜的扩展不确定度m U μ1=;k=2
)(s L u =1m μ/2=0.5m μ
5 合成标准不确定度
m m u c μμ7.15.06.122=+=
6 扩展不确定度
取置信概率为95%,包含因子k =2
=U 1.7m μ×2=3.4m μ。
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“ （ ｃ １ ＝０ ４５ ２ ｕ ， ｍ
甜 （ ｃ ）
１ ０ 长傥 ． 误差引 测 长 仪 的示 值 最
４ 、合成标准不确定度
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“ （ Ｄ） ＝ １ ． ７ ｐ ｏ ｒ
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由 以 项合 成，得 Ｉ ｔ “（ ｃ ） ＝Ｕ Ｉ （ ｃ １＋ ／ ， ／ ２ ２ （ ｃ ） ＿Ｕ ４ ２ （ ｃ ）
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２ ＿ ２ 方 差 和 灵 反 系 数
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关键词 ：测长仪 螺纹环规 中径 测量 不确定度
１ 、概述
１ ． １ 校 准 依 执
线膨 胀 系 数 之 差 为
则式（ 】 ） 变 换 为
Ｅ＋ （ ｎ ＋ｂ ）
Ｐ ２
Ｏ ． ５ ／ √ ｉ Ｏ ． ２ ８ ８ ｐ ｍ
（ ２ ） 量化 误 差 引入 的 标 准 不确 定度 ， Ｕ ２ （ ｃ ）
ｃ ｔ ｇ
厶
Ｊ Ｊ Ｇ８ ８ ８ — １ ９ ９ ５《 圆柱螺纹量规检定规程》 １ ＿ ２校 准 用 计 量 标 准 器 及 配 套 设 备 最块 ：三等 ，测长仪 ＭＰ Ｅ ： ± ０ ． ５ ｐ ｏ ｒ １ ． ３被 校 对 象 规 格 ：Ｍ３ ６ ６ ｇ 的螺 纹 环 规 １ ． ４校 准 原 理Ｉ 在测 长仪上用一对 与被校螺纹 环规有相 同牙形角的专用侧块 和三等量块组 成被校螺 纹 环 规 要 求 的 中径 作 为 标 准 ， 比较 测 量 出与 被 校 螺 纹 环 规 实 测 中径 值 的偏 差值 尺 寸 。
５ 、扩展不确定度
服 从 正 态 分布 ， 取ｋ － ＝ ２ Ｕ ＝ ｋ ｕ （ Ｄ） ＝ ２ ｘ １ ． ７ ＝ ３ ．
（ ｃ ） ． ［ ２ × “ （ ） ］ 。 ＋ ｏ “ （ 国 ） ］ ＋ ０ △ ｆ “ （ ＆ ） 】
＝
校 螺 纹 环 规 要 求 的 巾 用 ｉ 等量块组成 被 螺 纹 环 规 Ｉ 的 扩 展 径尺 、 以比较 法测量 ６ ６ ｇ蝶 纹 环 规 中径 时 ， ／ １ 确定度 为： 当测量 Ｍ３
．
测长仪分辨率为 Ｏ ． １ ｍ， 故量化误筹弧 从
半 宽为 Ｏ ． ０ ５ ｐ ｍ 的均 匀 分 布 ， 该项要影响两次， 则Ｕ ２ （ ｃ ） ＝ × ０ ． ０ ５ ／ ＝ ０ ． ０ ４ Ｉ ｐ ｍ （ ３ ） 测 量 重复 性 引入 的 标 准 不 确 定度 ３ （ ｃ ） 量 块 与 被 测 环 规 重 复 比较 测 量 １ ０次 求 出 的 ， ｓ ＝ Ｏ ． Ｏ ， 实 际测 量 巾每 个 测量 位 置 测量 一
２ 、数学模型及灵敏系数
２ ． １ 数学模型 量 块 组 合 尺 十 Ｅ依 下式 求 出
（ ４ ］ 螺纹吓ｊ Ｌ 何形状影响的标准不确定度 ｃ ） 测 得 该 螺 纹 环规 的 圆柱 度 为 １ ． ２ ｕ ，服 从 均 匀 分 布 ，则 ｕ ４ （ ｃ ） ＝ Ｏ ． ６ ／ ＝ Ｏ ． ３ ４ ６ ｐ ｍ
试 验 与 检 测
螺纹环规中径测量不确定度评定
郭 艳 灵
辽宁省大连市计 量检定测试所 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ３ ３
因 摹； 素 的 测 巷 量 墼 不 确 测 ２ 量 原 理 廛 曼 点 基啦 ！ 牛 测 螺 纹 樱 单 中 径 为 例， 阐 述其 测 量 不 确 定 度 评 定 过 程， 详 细 分 析 影 响中 径 测 量 值 诸多 厦 ￣＝ 三 ／ Ｊ 亩 － 果表 明其测量精度满足螺纹环规 的正常使用要 求。 ‘ … 。 …
Ｕ＝ ３． ４ ｕ ｍ，ｋ ＝２
６ 、报告
Ｏ． ０ ４ ９ ＋ ０ ． ３ ５ ＋ Ｏ ． ４ ５ ２ ２ ＋１６ ＋ ０ ． ０ ３ ５ ＋０ １ ０ ＝ ２． ９ ， ｕ ｎ ｒ
．
２ ６ ６ ｗ ｗ ｗ ． ｓ ｐ ｙ ｚ ｌ ｚ ｚ ． ｃ ｏ ｎ 商品与质量 ・ ｒ 学术观察