测厚规示值误差测量结果不确定度分析与评定
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测厚规示值误差测量结果不确定度分析与评定
丁岚 关越
（辽宁省计量科学研究院，辽宁沈阳 １ １０００４）
摘要：介绍了测厚规的用途、原理及构造，并采用三等量块对测厚规的示值误差测量结果进行不确定度分 析与评定，其中充分考虑了各项不确定度分量，给出了具体的计算公式和方法、完整的评定过程和与不确定度相 关的数据。
关键词：测厚规；测量结果；不确定度评定
中图分类号：ＴＨ７１１ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１９５４１０．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００４－４１０８．２０１７．０５．０１２
测厚规又称为厚度表．主要用于测量固定于表架上
的百分表测头测量面相对于表架测砧测量面的直线位移
量（厚度），并由百分表进行读数。测厚规属于精密测 量量具，使用时应防止撞击、跌落，以免其精度受到影 响；同时应保持清洁，避免水等液态物质渗入测厚规
内。影响其正常使用。
１ 测厚规的结构和型号
测厚规主要由百分表、表架、测砧、测量头等组 成。结构如图ｌ所示。
图１测厚规结构图
测厚规根据实际工作需要有多种规格，如０—１ ｍｍ、
０～５ ｍｍ、０～１０ ｍｉｌｌ等等。日常测量工作中接触较多的 规格为０ １０ ｍｍ。所以本文仅针对规格为Ｏ一１０ ｍｍ测 厚规的１０ ｍｍ测量点进行示值误差测量结果的不确定
度分析与评定。
２测量方法
２．１测量设备
三等量块。
２．２环境条件
环境温度：（２０￣５）℃。
２．３ 测量方法 测量前用ｌ２ 汽油清洗测厚规的测量面。使其表面 清洁，没有影响检测结果的杂质。然后将三等量块放入 到测厚规测量头与测砧之间，待表头示值稳定后读数。
３不确定度分析与评定 ３．１不确定度来源 测厚规在测量过程中引入的不确定度有：重复测量
引入的不确定度分量：三等量块本身存在的不确定度引
入的不确定度分量；三等量块和测厚规之间的温度差引
入的不确定度分量；三等量块和测厚规间的线胀系数引 入的不确定度分量。
３．２测量数学模型 测厚规的示值误差计算公式为：
ｅ＝Ｌ．－Ｌｂ 式中：
一测厚规实测值； 广一三等量块标称值。
３．３灵敏系数与方差 测厚规的实测值与三等量块的标称值两者并不相
关。即上述公式中各变量之间彼此独立。根据公式
“ ＝ ） （ ），可得出灵敏系数： 优 ：鱼ｔＴｅｃ１ ：１，
ｃ２：旦：一ｌ 一
根据不确定度传播率公式 。２＝ｔｌ２ ），最后得出输
出量ｅ估计值的方差：
。２＝ｃ２ｕ （厶）＋ｃ ｂ）＝“ （厶）＋ （ ）
３．４各标准量不确定度分量的评定 ３．４．１重复测量时引入的不确定度分量
对规格０～１０ ｍｍ测厚规的１０ ｍｍ处连续测量１０ 次，得到测量列：１０．０００、１０．００２、１０．０００、１０．００２、
《轻工标准与质量》２０１７车第５期・３７・
１０．０００、１０．００２、１０．００２、１０．０００、１０．０００、１０．０００ ｍｍ。
根据公式三 １ ｎ厶，可得出测量列的算术平均值
为１０．０００ ８ ｍｍ。
可得出重复测量时引入的标准不确定度分量ｕ（ ＝
１．１ ｍ。 ３．４．２其他因素引入的不确定度分量
３．４．２．１三等量块本身存在的不确定度引入的不确定度分
量Ⅱ （ＬＯ 检定证书给出的三等１０ ｍｍ量块的不确定度为
０．１０ ｍ＋１×１ Ｌ，ｋ＝２．７，服从正态分布，则
“ｌ（ ）＝（０．１ ＋１×１０ ×１０ｍｍ）／２．７ Ｏ．０３８￣－ｎ
３．４．２．２三等量块和测厚规之间的温度差引入的不确定
度分量“ （ＬＯ 测厚规、三等量块之间存在的温度差以等概率形
式落在±１℃范围内，当Ｌ＝１０ ｍｍ＝１０ ０００ ｍ、 ＝
ｌ１．５ｘｌＯ－￣／￣Ｃ时．
１ ． ２（ ）＝÷×１００００￣－ａｘｌ１．５ｘ１０咱×１≈０．０７ｌｕｎ ｊ ３．４．２．２三等量块和测厚规间的线胀系数引入的不确定
度分量 ｓ ｂ） 的界限为ｌｘｌ０ ℃～，按均匀分布，当Ｌ＝１０ ｍｍ＝
１０ ０００ ｍ、Ａｔ＝５℃时， Ｕ３（ ）＝１００００ｐ．ｍｘ ５ｘｌｘｌ０一 ／ ≈０ Ｏ３ 将各分量合并。可得出其他因素引入的不确定度分量
“（ ）：
： ≈０．０８６岬
合成标准不确定度
根据以上各分量的标准不确定度分量，可以计算出
合成标准不确定度
。＝√“ （厶）＋ ｂ）＝４１．１ ＋０．０８６ １．２ ｍ
３．６扩展不确定度 取ｋ＝２时，扩展不确定度
Ｕ＝ｋｘｕ。＝２ｘ１．２—３ ｍ ４结束语 本文评定了表头为指针式测厚规的示值误差测量结
果的不确定度。考虑了重复测量引入的不确定度分量、
三等量块本身存在的不确定度引入的不确定度分量、三
等量块和测厚规之间的温度差引入的不确定度分量、三 等量块和测厚规间的线胀系数引入的不确定度分量，并
通过相应计算公式计算出了具体的数值，为开展相关计 量工作提供了参考。
参考文献： 【１】１中国计量测试学会．一级注册计量师基础知识
及专业实务［Ｍ】．北京：中国计量出版社，２００９． 【２】２ ３３１＝１０５９．１—２０１２测量不确定度评定与表示［ＳＪ．
欧盟玩具安全指含六价铬限量拟修订
欧盟委员会拟对欧盟玩具安全指令２００９／４８／ＥＣ中 重金属六价铬迁移限量进行修订。根据修订草案，欧盟
玩具安全指令附件ＩＩ第１ＩＩ部分第ｌ３点中可刮去的玩具
材料中的六价铬迁移量．由０．２ ｍｇ＆ｇ收紧到０．０５３ ｍｇ／
ｋｇ。欧盟委员会提议做出以上修订原因在于，为适应科
技进步，此前六价铬迁移量的制定依据——美国加利福 尼亚州环境保护署下的环境健康危害评估办公室（ＯＥ—
ＨＨＡ）提议的每日耐受量（ＴＤＩ）已不合适，根据２０１５ 年最新评估的数据，欧盟健康和环境风险科学委员会
・３８・《轻工标准与质量》２０１７车第５期 （ＳＣＨＥＲ）更新了ＴＤＩ数据，并考虑到当前的检测技术
手段。提议将六价铬的迁移限量规定为目前标准规定的
检测方法能检测的最低浓度（０．０５３ ｍｇＡｇ）。
欧洲标准化委员会（ＣＥＮ）正在审核ＥＮ ７１—３标准
中六价铬适用的最低浓度的测试方法。即将推出的ＥＮ ７１—３的最新修订案．预计能将检测浓度降低到０．００２ ５
ｍｇ／ｋｇ。该标准发布后，或将进一步加严可刮去玩具材
料中六价铬的迁移限量。
