金属穿孔板试验筛筛孔尺寸测量结果的不确定度评定

打开文本图片集

摘  要：针对金属穿孔板试验筛筛孔尺寸测量结果的不确定度进行了分析。

关键词：金属穿孔板试验筛;筛孔尺寸;测量;不确定

1 概述

试验筛是用于对颗粒物料作筛分粒度分析的筛具。它广泛应用于地质勘探、冶金、化工、医药、建材、磨料等行业以及科研院所进行粒度分析和筛分试验。试验筛根据筛面材料分为金属丝编织网试验筛、金属穿孔板试验筛、电成型薄板试验筛。JJF1175-2007是校准金属丝编织网试验筛和金属穿孔板试验筛的依据。出具的校准证书中给出的测量结果同时要给出测量结果的不确定度。下面本文就以日常校准工作中常见的一套国家新标准方孔石子筛中的筛孔边长为4.75mm的金属穿孔板试验筛为测量对象，进行测量结果的不确定度评定。

1.1 测量方法：依据JJF1175-2007《试验筛校准规范》。

1.2 测量环境条件：校准室温度：（20±10）℃;相对湿度：80≤%。

1.3 测量标准：万能工具显微镜，示值误差为（1+L/100）？滋m。

1.4 测量对象：钢质金属穿孔板试验筛（国家新标准方孔石子筛），筛孔边长尺寸为4.75mm。

1.5 测量方法：在试验筛筛面上任意区域内选定一个筛孔作为测量对象，在万能工具显微镜上直接测量其筛孔边长尺寸。

2 测量模型

测量的数学模型：？啄=d

式中：？啄为被测筛孔尺寸的测量结果;d为在万能工具显微镜的读数值

3 测量不确定度来源

测量不确定度来源可以从以下方面考虑：测量重复性引入的标准不确定度u（d1）;万能工具显微镜示值误差引入的标准不确定度u（d2） ;被测件与万能工具显微镜线胀系数差引入的标准不确定度u（d3）;被测件与万能工具显微镜温度差引入的标准不确定度u（d4）。

4 各输入量的标准不确定度评定

4.1 测量重复性引入的标准不确定度u（d1）

用万能工具显微镜对4.75mm金属穿孔板试验筛的一个筛孔在重复性条件下连续测量10次，得到测量列4.750mm、4.748mm、4.749mm、4.750mm、4.749mm、4.749mm、4.750mm、4.748mm、4.748mm、4.749mm。

平均值  ■=■■x■=4.749mm

单次实验标准偏差

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入的标准不确定度为：u（d1）=0.82？滋m。

4.2 万能工具显微镜示值误差引入的标准不确定度u（d2）

万能工具显微镜示值误差为（1+L/100）？滋m，认为符合正态分布，取k=3，当测量尺寸为4.75mm时u（d2）=1.0475/3=0.35？滋m

4.3 被测件与万能工具显微镜线胀系数差引入的标准不确定度u（d3）

被测件（钢质）的线胀系数为（11.5±0.5）×10-6℃-1，万能工具显微镜标尺的线胀系数为（10±0.5） ×10-6℃-1，最大差值为2.5×10-6℃-1，△t=10℃，L=5mm，取三角分布，则u（d3）=2.5×10-6℃-1×10℃×5000？滋m/■=0.05？滋m。

4.4 被测件与万能工具显微镜温度差引入的标准不确定度u（d4）

被测件与万能工具显微镜温度差为2℃，线胀系数为11.5×10-6℃-1，L=5mm，服从反正弦分布，k=■，则

5 合成标准不确定度的评定

5.1 标准不确定度分量汇总表（见表1）

5.2 合成标准不确定度uc

灵敏系数，ci=1

上述各个标准不确定度分量互不相关，可按下式计算合成标准不确定度：

6 扩展不确定度

取k=2，扩展不确定度U为：

7 测量不确定度的报告与表示

用万能工具显微镜对4.75mm金属穿孔板试验筛的筛孔边长尺寸进行测量时，测量结果的扩展不确定度为：

U=1.8？滋m，k=2