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合像水平仪示值误差测量结果的不确定度评定

  • 发布日期:2016/9/20 15:40:26 阅读次数:1249
  • 一、概述


    1.检定依据

    JJG103-2005《电子水平仪和合像水平仪》检定规程。

    2.检定环境条件

    (20±2)℃,温度每小时变动不超过0.5℃。

    3.测量标准

    TA48小角度检查仪。

    4.被测对象

    分度值为0.01mm/m的合像水平仪。

    5.测量方法

    TA48小角度检查仪检定合像水平仪,采用的是直接测量法。把合像水平仪放在梁上面的V形支撑块上,调节测微器使水平仪对中并记下读数,重新调节测微器使水平仪正好变动一个刻度并记下测微器读数,两次读数的差就是水平仪刻度所代表的实际角度偏差。


    二、数学模型


    Δ=X

    式中:Δ——水平仪刻度所代表的实际角度偏差;X——两次读数之差。


    三、不确定度来源


    1.小角度检查仪测微器读数鼓轮示值误差

    2.小角度检查仪对线误差

    3.测量重复性


    四、输入量的标准不确定度评定


    1.小角度检查仪测微器读数鼓轮示值误差引入的标准不确定度分量u1

    据小角度检查仪检定证书知其示值误差为0.5″,按均匀分布考虑,包含因子为,则


    其相对不确定度估计为10%,则自由度为

    ν1=1/2×(10%)-2=50

    2.小角度检查仪对线误差引入的标准不确定度分量u2

    小角度检查仪的游标读数为0.1″,对线误差为±0.05″,该对线误差服从三角分布,包含因子为,则


    其相对不确定度估计为25%,则自由度为

    ν2=1/2×(25%)-2=8

    3.测量重复性引入的标准不确定度分量u3

    在重复性条件下,用小角度检查仪在分度值为0.01mm/m的合像水平仪量程中点±1mm/m范围内取一点连续测量6次(即n=6),得到测量列(1.8″、1.6″、1.7″、1.5″、1.9″、1.7″),用贝塞尔公式计算单次测量结果的实验标准偏差:


    实际检定时取2次测量的平均值,则标准不确定度分量为


    自由度ν3=6-1=5


    五、标准不确定度汇总(见表1)



    缺插图!


    <CTSM>表1标准不确定度汇总表</CTSM>


    六、合成标准不确定度


    由于上述各分量之间相互独立互不相关,所以合成标准不确定度可按下式得到:


    由计算得:uc=0.31″


    七、有效自由度



    根据公式:

    由计算得:νeff=58


    八、扩展不确定度


    取置信概率p=95%,νeff=58,查t分布表得到:k95=t95(νeff)=2.01,则扩展不确定度为

    U95=k95×uc=0.62″


    九、不确定度报告


    合像水平仪量程中点±1mm/m范围内示值误差测量结果的扩展不确定度为

    U95=0.62″,νeff=58,k95=2.01


    十、结束语


    据JJG103-2005可知,合像水平仪量程中点±1mm/m范围内示值误差的最大允许值为±0.01mm/m,即MPEV=0.01mm/m=2″。而在此范围内,被评定合像水平仪示值误差测量结果的扩展不确定度U95=0.62″,故,因此,检定方法是合理、可行的。

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