计量标准技术报告钢卷尺

1.3 测量标准：标准钢卷尺.一级标准钢卷尺最大允许误差为±(0.02+0.02L)mm。
1.4被测对象：钢卷尺，Ⅰ级钢卷尺最大允许示值误差为±(0.1+0.1L)mm；Ⅱ级钢卷尺最大允许误差为±(0.3+0.2L)mm；以5m钢卷尺为例，即得出不同规格钢卷尺的示值误差测量结果不确定度。
1.5 测量过程：在钢卷尺台上用经合格的Ⅰ级标准钢卷尺与被检尺进行。
一、计量标准的工作原理及其组成………………………………………（1）
二、选用的计量标准器及主要配套设备…………………………………（2）
三、计量标准的主要技术指标……………………………………………（3）
四、环境条件………………………………………………………………（3）
五、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………（4）
u( )=L×10 × × =0.0082mm
估计其相对不确定度为20%，则其自由度为 ( )=25。
3.7 标准钢卷尺和被检验钢卷尺温度之差引起的标准不确定度分项u( )的评定
原则上要求标准钢卷尺和被检验钢卷尺温度达到平衡后进行测量，但实际测量时两者有一定的温度差 存在，假定 在±0.1℃范围内等概率分布，则该分布半宽a为0.1℃，包含因子k取 ，L以5m代入， 以11.5× 代入得标准不确定度分项u( )为
u( )= × =0.041mm
估计其相对不确定度为20%，则其自由度为 ( )=25。
3.3 标准钢卷尺示值误差引起的不确定度分项u( )的评定
根据JJG741-1991 《标准钢卷尺规程》，Ⅰ级标准钢卷尺最大允许示值误差为±(0.02＋0.02L)mm，半宽a为(0.02＋0.02L)mm；认为其服从正态分布，包含因子K为3，则L以5m代入：
3.1 测量重复性引起的标准不确定度分项u( )的评定
将被检定钢卷尺放在台上，使其与标准钢卷尺平行，并使被检定钢卷尺和标准钢卷尺零位对齐，然后读出5m处示值误差，作为一次测量过程。重复上述过程，在重复性条件下连续测量10次，得一测量列：（单位：mm）
5000.1，5000.2，5000.1，5000.2，5000.1，
+0.2mm；+0.1mm；+0.1mm；+0.2mm；+0.2mm.
得：
n=10；平均值 =0.14mm.
于是其重复性为：
s = =0.052mm
结论：s 小于不确定度评定中单次测量的重复性s=0.07mm符合要求
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七、计量标准的稳定性考核
现将历年(1999年~2002年)上海市计量测试技术研究院的钢卷尺证书中数据作为计量标准的稳定性考核的有效数据进行数据分析：
准确度等级或
最大允许误差
制造厂及
出厂编号
证书号
标准钢卷尺
(0~5)m
±(0.02+0.02L)mm
天 津
89007
200201-2-021113
主
要
配
套
设
备
读数显微镜
JC10
10mm
0.01mm
济南光学仪器厂
8812
102B4513
尺类量具
检 定 仪
CHZT-1
5m
内蒙古计量实验工厂
00589/730074
六、计量标准的测量重复性考核…………………………………………（5）
七、计量标准的稳定性考核………………………………………………（6）
八、测量不确定度评定……………………………………………………（7）
九、计量标准的测量不确定度验证……………………………………（11）
十、结 论…………………………………………………………………（12）
十一、附加说明…………………………………………………………（12）
一、计量标准的工作原理及其组成
按JJG4-1999《钢卷尺检定规程》和JJG-2001《布卷尺检定规程》，本套计量标准主要用于新制造、使用中的普通钢卷尺、测深钢卷尺、钢围尺及布卷尺、测绳的检定。
以钢卷尺示值误差为例，计量标准的工作原理叙述如下：
u( )=L×10 ×a× =0.0033mm
估计其相对不确定度为10%，自由度为 =50。
3.8 输入量 的标准不确定度计算
u = =0.091mm
( )= +u +u +u +
u +u +u ]=25
4合成标准不确定度的评定
4.1 灵敏系数
数学模型 c= =1
4.2 标准不确定度汇总表
输入量的标准不确定度汇总于下表
u( )=L =0.004mm
估计其相对不确定度为10%，自由度为 =50.
3.6被检验钢卷尺和钢卷尺线膨胀系数都存在不确定度，当温度偏离标准温度20℃时引起的标准不确定度分项u( )的评定
由于钢卷尺的线膨胀系数和标准钢卷尺的线膨胀系数在(11.5±1)× 和(10.8±1)× 的范围内等概率分布，两者线膨胀系数之差 应在（0.7±2）× 范围内服从三角分布，该三角分布半宽a为2× ，包含因子k取 ，L以5m代入， 以2℃代入，得
计量标准技术报告
计量标准名称
钢卷尺标准装置
建立计量标准单位
扬州市计量所
计量标准负责人
筹建起止日期
1990年4月
说 明
1、申请建立计量标准应填写《计量标准技术报告》。计量标准考核合格后由申请单位存档。
2、《计量标准技术报告》由计量标准负责人填写。
3、《计量标准技术报告》用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。
时间
被检点
1999.3.25
2000.4.14
2001.4.13
2002.6.26
1.0m
+0.04mm
+0.02mm
+0.03mm
+0.05mm
2.0m
+0.06mm
+0.03mm
+0.03mm
+0.08mm
4.0m
+0.09mm
+0.06mm
+0.06mm
+0.09mm
3.0m
+0.08mm
+0.05mm
、
4
六、计量标准的测量重复性考核
以检定钢卷尺3.0m处示值误差为例。将被检定钢卷尺放在台上，使其与标准钢卷尺平行，并使被检定钢卷尺和标准钢卷尺零位对齐，然后读出3m处示值误差，作为一次测量过程。重复上述过程，检定10次，读得以下数据：
+0.1mm；+0.1mm；+0.2mm；+0.1mm；+0.1mm；
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八、测量不确定度评定
L=5m时：
标准不确定度u（x ）
不确定度来源
标准不确定度值
c
mm
u( )
测量重复性、校准钢卷尺时人眼分辨率、标准钢卷尺示值误差、拉力误差、温度偏离标准温度、被校准钢卷尺和标准钢卷尺各自线膨胀系数存在不确定度以及被校准钢卷尺和标准钢卷尺两者温度差
0.091
1
0.091
25
4.3合成不确定度的计算
102A1006
砝 码
(1000~5000)g
102G9048
工作台
2
三、计量标准的主要技术指标
标准钢卷尺
测量范围：0~5m；
最大允许误差：±（0.02+0.02L）mm
四、环境条件
项 目
要 求
实 际 情 况
结 论
温 度
(205)℃
20℃
合格
相对湿度
≤75%
65%
合格
3
五、计量标准的量值溯源和传递框图
u( )= =0.04mm
考虑其相当可靠，则自由度 ( ) .
3.4 由拉力误差给出的标准不确定度分项u（e ）的评定
由拉力引起的误差为：
=L10 ×
式中 ：L- 钢卷尺的长度 ，以m为单位取值 ；
- 拉力偏差 ，由JJG741-1991《标准钢卷尺检定规程》知 N ；
E - 弹性系数 ，E=20000 ；
1.零值误差的方法
将尺端装有尺钩或拉环的普通钢卷尺平铺在钢卷尺台上，加上规定的拉力后，与经合格的Ⅰ级标准钢卷尺进行比较.将表示零位位置的尺钩(或拉环)与标准钢卷尺的零值线纹对准 ，在100mm处读出误差值。
2.任意段钢卷尺示值误差的方法
在钢卷尺台上用经合格的Ⅰ级标准钢卷尺与被检尺进行比较测量（钢卷尺台面与
十一、附加说明
计量标准技术报告于二○○二年按JJF1033-2001《计量标准考核规范》的要求，重新撰写。
任意两线纹见的示值误差是在逐米进行的同时在全长范围内任选2~3段进行评定，其示值误差不得超过相应段允许误差的要求。当被检尺全长大于台面长度时，可用分段法进行，其全长误差为各段误差的代数和。
测深钢卷尺和钢围尺的工作原理同普通钢卷尺
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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
合成标准不确定度可按下式得
u ( )=
u ( )=0.091mm
4.4合成标准不确定度的有效自由度
= ( )=25
5 扩展不确定度的评定
取置信概率p=95%，按有效自由度 ，查t分布表的k 值，
L=5m时，k =2.06
扩展不确定度：
U =2.06×0.091=0.19mm
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九、计量标准的测量不确定度验证
(标称长度小于5m的弧形尺带卷尺张紧力不作规定)
估计其相对不确定度为20%，则其自由度为 ( )=25。
3.5 两者线膨胀系数不同，当温度偏离标准温度20℃引起的标准不确定度分项
u( )的评定
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八、测量不确定度评定
钢卷尺的线膨胀系数为(11.5±1)× ，而标准钢卷尺的线膨胀系数为(10.8±1)× ，两者线膨胀系数中心值之差 =0.7× ， 在半宽a为2℃范围内服从均匀分布，包含因子k取 ，L以5m代入，得
F - 钢卷尺的横截面积 ，改尺的横截面宽度为12mm ，其厚度为0.22mm(F=12×0.22mm )
则：
拉力误差 以相等的概率出现在半宽为0.5N的区间，认为其服从均匀分布，包含因子k取 .由于被检验钢卷尺和标准钢卷尺都需加一定的拉力，故拉力误差在5m测量过程中影响两次.
u( )= = 0.0027mm=0.004mm
上
一
级
计
量
器
具
上 海 市 计 量 测 试 技 术 研 究 院
二等标准金属线纹尺标准装置
1~1000m
直 接 测 量
本
单
位
计
量
器
具
扬 州 市 计 量 测 试 技 术 研 究 所
标 准 钢 卷 尺 检 定 装 置
直 接 测 量
下
一
级
计
量
器
具
扬 州 市 各 厂 矿 企 事 业 单 位
一 级、 二 级 钢 卷 尺、钢围尺和测深钢卷尺
+0.07mm
+0.09mm
5.0m
+0.11mm
+0.09mm
0.08mm
+0.10mm
Xmax-Xmin=0.11-0.02=0.09＜±0.1mm
符合Ⅰ级标准 符合JJG74Hale Waihona Puke Baidu-91《标准钢卷尺规程》
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八、测量不确定度评定
1概述
1.1 测量方法：依据JJ4-1999《标准钢卷尺规程》。
1.2 环境条件：温度(20±2)℃ ，相对湿度≤75%。
较测量（钢卷尺台面与被检尺的摩擦力应≤4N）。
1.6 评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2 数学模型
式中 ： - 钢卷尺的示值误差 ；
0~5m段钢卷尺在标准钢卷尺所对应的偏差读数值
3 输入量 的标准不确定度的评定
输入量 的不确定度的来源主要是测量重复性引起的标准不确定度分项u( )；钢卷尺时人眼分辨率引起的标准不确定度分项u( )；标准钢卷尺示值误差引起的标准不确定度分项u( )；拉力误差引起的标准不确定度分项u( )；线膨胀系数不同，当温度偏离标准温度20℃时引起的标准不确定度分项u( )；被检定钢卷尺和标准钢卷尺各自线膨胀系数有不确定度，当温度偏离标准温度20℃时引起的标准不确定度分项u( )和钢卷尺和标准钢卷尺温度差引起的标准不确定度分项u( )。
5000.2，5000.1，5000.2，5000.1，5000.3.
=5000.16mm
单次标准差
s= =0.07mm
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八、测量不确定度评定
则可得到 u( )=s =0.07mm
自由度 ( )=10-1＝9
3.2检定钢卷尺时人眼分辨率引起的标准不确定度分项u( )的评定
由于每次测量人眼分辨率a大致为0.1mm，包含因子K为 ，由于一次测量带有2次人眼分辨率误差，故
以一把使用稳定的5m、 级钢卷尺，分别用我所及扬州市计量所的钢卷尺标准装置进行检定，检定数据如下：
检定单位
5m点示值误差（mm）
扩展不确定度
我所
+0.2
U95=0.19mm
镇江计量所
+0.2
U95=0.20mm
可得：
=0＜ ≈0.28mm
计量标准的测量不确定度验证合格。
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十、结 论
钢卷尺标准装置符合JJF1033-2001《计量标准考核规范》的要求，可以按照JJG4-1999《钢卷尺检定规程》开展钢卷尺、测深钢卷尺、钢围尺的检定工作；可以按照JJG-2001《布卷尺检定规程》开展布卷尺、测绳的检定工作。
被检尺的摩擦力应≤4N）。
首先用压紧装置将标准钢卷尺和被检钢卷尺紧固在台上，分别在标准尺及被检尺的另一端按规定加上拉力。调整台上的调零机构。使被检尺的零值线纹与标准尺的零值线纹对齐（测深钢卷尺是用500mm处线纹与标准钢卷尺零值线纹对齐），按每米逐段连续读取各段和全长误差。全长不足3m的钢卷尺，受检段应不小于3段。