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“蓝煜”牌标准钢卷尺准确度分析

浏览次数:1802发布日期:2013-04-15

   蓝煜机电设备有限公司专业生产LY-Ⅱ系列钢卷尺检定台和LY-BG标准钢卷尺,现在蓝煜机电公司已经生产出国内精度zui高,有的5M标准钢卷尺,10M标准钢卷尺,30M标准钢卷尺,50M标准钢卷尺。为国内长度测量奠定了坚实的基础,在LY-Ⅱ系列钢卷尺检定台的开发过程中我们工程师为各科研单位做了现场比较分析,以及在精度方面的剖析!

蓝煜机电设备公司从事激光干涉测量和对标准钢卷尺进行量值传递的工作,文中对标准钢卷尺测量结果不确定度的评定思路、评定方法和步骤,概率分布的处理,怎样取值和计算,尤其对标准钢卷尺任一长度的测量结果扩展不确定度,用统一表达式来表示的方法,进行了系统的论述,是一篇规范化的专业不确定度评定文章,可供有关人员工作中参考。

钢卷尺检定装置测量原理和方法

依据JJG741-2005《标准钢卷尺》检定规程,标准钢卷尺的实际长度,是在27m动态校准仪标准装置上,用读数显微镜对其零分划线及被测分划线进行瞄准定位,而两分划线间的长度,由移动棱镜产生的偏振光干涉距离确定。也就是说,在双频激光动态校准仪上,通过偏振光干涉测量原理,将激光波长直接复现到被检标准钢卷尺上,实现法测量。

数学模型

标准钢卷尺在20℃时的长度L20℃(输出量估计值)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)式即为求解输出量估计值与输入变量函数关系的数学模型。

式中:L——在检定环境下动态校准仪测得的长度,m;T——沿光路的空气平均温度,℃;P——空气压力,Pa;F——空气中水蒸汽分压,Pa;α——标准钢卷尺在常温条件下的平均温度线膨胀系数,℃-1;T1——标准钢卷尺的平均温度,℃。

标准钢卷尺的材料,可用碳素钢、不锈钢和因瓦材料制造,它们在常温范围内(-5℃~35℃)的平均温度线膨胀系数及用“空调法”测量的标准不确定度。

由于固定在同一运行小车上的读数显微镜的视准轴与移动棱镜顶角之间,存在水平面内60mm的距离,当它们随小车移动时所产生的被测轴线与标准轴线既不重合,又不在各自的延长线上,也就是不符合测量的阿贝原则,这样,当钢卷尺检定台导轨在水平面内产生直线性偏摆时,便会产生测量结果的阿贝误差,标准钢卷尺测量中的导轨直线性阿贝误差,已成为重要的不确定度来源

扩展不确定度

根据概率论的中心极限定理,大量独立分布的随机变量,其和的概率分布近似于正态分布;由于本文分析的合成标准不确定度,是由有限个随机变量所合成,它的概率分布可按近似于正态分布的t分布处理。另一方面,作为量值传递中的标准尺,我们要求其测量结果扩展不确定度达到约99%的置信水准。

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