钢卷尺不确定度评定中的若干问题

daojianxiu

目前正在建钢卷尺的标，在不确定度评定过程中，发现有几个问题一直困扰着我：
第一个问题就是：在钢卷尺不确定度评定中，重复性和人眼分辨率误差的取舍问题，因为目前默认的读数方法为人眼直接读数，所以人眼的分辨率对测量结果的不确定度有影响，但是在重复性中，应该包含这个影响了，因为每次读数都不可避免的受到人眼分辨率的影响。那么评定过程中，是仅仅使用重复性呢（当重复性引入的不确定度比人眼分辨率大的时候），还是仅仅使用人眼分辨率（当人眼分辨率引入的比重复性的大的时候），还是重复性和人眼分辨率都使用（不论各自数据大小）？
第二个问题是：标准尺引起的不确定度的分析，目前标准尺的最大允许误差为±(0.03+0.03L)mm（JJG741-2005《标准钢卷尺检定规程》），标准钢卷尺示值误差的不确定度为（5+5L）μm，k=2。在JJG4—1999《钢卷尺检定规程》中规定钢卷尺的示值误差“应是受检点的读数值与标准钢卷尺的修正值的代数和”，因此在评定中是不是应该使用标准钢卷尺示值误差的不确定度 而不是使用其最大允许误差？使用了标准尺示值误差不确定度之后，由于最终钢卷尺测量结果一般只保留到小数点后一位，即钢卷尺的示值误差最后应该进行按0.1mm修约，那么是不是需要对修约引入的不确定进行评定？
第三个问题是：JJG4—1999《钢卷尺检定规程》中Ⅰ级钢卷尺最大允许示值误差为±(0.1+0.1L)mm，L为1m时，最大允许误差为0.2mm，即钢卷尺标准装置在1m时（应为1.5m之内），测量不确定度至少为0.2/3=0.067mm（JJG4—1999《钢卷尺检定规程》中说可用测量不确定度为示值误差的1/4--1/10的其他方法检定钢卷尺，是不是钢卷尺标准装置的测量不确定度也应该满足1/4的要求，则0.2/4=0.05mm？另，钢卷尺标准装置的测量不确定度是不是指其扩展不确定度？还是指评定出来的合成标准不确定度？）在仅仅考虑人眼分辨率和标准尺示值误差不确定度的情况下，1m的合成标准不确定度已经达到了0.041mm（未考虑修约影响，其他拉力，温度影响忽略不记），其扩展不确定度大于0.067mm更不用说0.05mm了.怎么样才能使标准装置满足检定1级钢卷尺的要求（在1m这个点）？
补充一个问题：第四个问题：在钢卷尺检定/校准中，大于5米的为分段检定/校准，则0-10m的误差应为（0-5）m段检定/校准时5m处误差加上（5-10）m段检定/校准时5m处误差的和，那么0-10m的测量结果不确定应该怎么计算？例：检定一把10m的钢卷尺，首先检定（0-5）m段，得5m处示值误差δ1，测量不确定度为U1，然后进行（5-10）m段的检定，得5m处示值误差δ2，测量不确定度为U2；其中U1与U2都是一样的,即可使用不确定度评定中得出的不确定度U（5m）；则这把钢卷尺（0-10）m的示值误差δ=δ1+δ2，不确定度U（0-10m）该怎么计算？？

津津

第三个问题是：JJG4—1999《钢卷尺检定规程》中Ⅰ级钢卷尺最大允许示值误差为±(0.1+0.1L)mm，L为1m时，最大允许误差为0.2mm，即钢卷尺标准装置在1m时（应为1.5m之内），测量不确定度至少为0.2/3=0.067mm

你说的是被检尺的最大误差，评定时考虑的是标准尺引入的不确定度，两回事。概念不要混淆。

daojianxiu

2# 津津
被检钢卷尺在1m这个点的最大允许误差为0.2mm，这个应该没有疑义吧？
我们使用钢卷尺标准装置对被检钢卷尺进行检定，是不是要求测量不确定度要小于被检尺的最大允许误差的三分之一？被检尺最大允许误差为0.2mm，则测量不确定应满足小于0.2/3=0.067mm的要求吧？（若是按误差来说，即标准的误差要小于被检器具最大允许误差的三分之一，这就是三分之一原则，当然，现在很多都要求四分之一了）

规矩湾锦苑

2# 津津
被检钢卷尺在1m这个点的最大允许误差为0.2mm，这个应该没有疑义吧？
我们使用钢卷尺标准装置对被检钢卷尺进行检定，是不是要求测量不确定度要小于被检尺的最大允许误差的三分之一？被检尺最大允许误差为0.2 ...
daojianxiu 发表于 2009-4-14 11:57

说的对。被检尺最大允许误差为0.2mm，则评定出的测量不确定至少应满足小于0.2/3=0.067mm的要求。你的“在仅仅考虑人眼分辨率和标准尺示值误差不确定度的情况下，1m的合成标准不确定度已经达到了0.041mm”是怎么得出来的？

daojianxiu

4# 规矩湾锦苑
由于 水平所限，本人对于人眼分辨率的影响无法深入的了解。能参照使用的就是中国计量出版社出版的两本不确定度评定实例书籍：《常用测量不确定度评定方法及应用实例》（上海市计量测试技术研究院 编著）和《实用测量不确定度评定及案例》（施昌彦 主审，宣安东 主编）。在这里两本书中的钢卷尺不确定评定实例中，是这么表述的：《常用。。》“校准钢卷尺时人眼分辨率引起的标准不确定度分项的评定（采用B类评定） 由于每次测量人眼分辨率a大致为0.1mm，包含因子k为根号3，由于一次测量带有两次人眼分辨率误差，故 u=（根号2）*（a/2）/(根号3)=0.041mm”；《实用。。》“由于每次测量估读误差a为0.1mm，则包含因子k取根号3，由于一次测量带入两次估读误差，故 u=（根号2）*（a/2）/(根号3)=0.041mm”。两本书使用的公式和参数都是一样的，除了开始的表述有所区别，一个说人眼分辨率误差，一个说估读误差，但最终总是有0.041mm的不确定度。由于标准钢卷尺在1m处示值误差的不确定度根据（5+5L）μm，k=2计算，得0.005mm；则两者合成标准不确定度为0.041mm（未考虑由于标准尺使用修正值，测量结果按0.1mm修约引入的不确定度）。
如果哪位有好的评定方法，请及时告之

规矩湾锦苑

这个0.041是回避不了的，呵呵。一个说人眼分辨率误差，一个说估读误差，都是指测量人员测量时读取卷尺上的数据时引入的不确定度分量。因为其分布按均匀分布处理，所以ｋ取根号３。因为分别在标准钢卷尺和被检钢卷尺上各读一次，所以应该再乘以根号２。标准钢卷尺在1m处示值误差的不确定度根据（5+5L）μm，是上级检定机构检定标准钢卷尺时的不确定度，对于你检定工作钢卷尺来说是微小的，按JJF1059规定可以忽略不计，标准钢卷尺使用修正值时，这个修正值也是上级检定机构检定给出的，其不确定度就是标准钢卷尺检定时的不确定度，当然也是可以忽略不计的。
值得指出的是，人眼分辨率a大致为0.1mm是1mm的十分之一，一般人是困难的，而且这个1mm的十分之一的0.1本身就应该是半宽，不存在再除以２求半宽。之所以这两个材料都除以⒉，应该是把肉眼的分辨力设定为0.05mm了。因为借助于读数显微镜，提高了肉眼估读能力。有些单位不用读数显微镜是不能这样计算的。

daojianxiu

6# 规矩湾锦苑
      我想你说的应该是放大镜吧。如果使用读数显微镜读数的话，只要考虑重复性及读数显微镜示值误差引入的不确定度即可，人眼分辨率就可以不用考虑了。
    整理了一下思路，对于每一段5m长度，感觉主要有以下几种情况：
    一、读数方式为人眼直接读数，标准尺使用标称值，测量结果保留小数点后一位，即0.1mm。则对测量结果不确定度有影响的分量应为：重复性，人眼分辨率，标准尺示值误差，拉力误差，线膨胀系数不同温度偏离20度，线膨胀系数本身有不确定度温度偏离20度，两尺温度不同，共七个影响量。1、其中对于重复性与人眼分辨率是否同时采用，还是采用其中数值大的那个，这是一个疑问；2、人眼分辨率是0.041mm，还是0.082mm？这也是一个疑问（是否可以这么理解，如无辅助工具，则为0.082mm，若使用放大镜辅助读数，则可使用0.041mm）。
      二、读数方式为人眼直接读数，标准尺使用修正值，测量结果保留小数点后一位，即0.1mm。则对测量结果不确定度有影响的分量应为：重复性，人眼分辨率，标准尺修正值不确定度，拉力误差，线膨胀系数不同温度偏离20度，线膨胀系数本身有不确定度温度偏离20度，两尺温度不同，数据修约引入的不确定度，共8个影响量。问题和上一种情况相同，还是那两个疑问。
    三、读数方式为读数显微镜，标准尺使用修正值，测量结果保留小数点后一位，即0.1mm。则对测量结果不确定度有影响的分量应为：重复性，读数显微镜示值误差，标准尺修正值不确定度，拉力误差，线膨胀系数不同温度偏离20度，线膨胀系数本身有不确定度温度偏离20度，两尺温度差，数据修约引入的不确定度，共8个影响量。在此通过读数显微镜的使用，避免了人眼分辨率的影响。
    四、读数方式为读数显微镜，标准尺使用修正值，测量结果保留小数点后两位，即0.01mm。则对测量结果不确定度有影响的分量应为：重复性，读数显微镜示值误差，标准尺修正值不确定度，拉力误差，线膨胀系数不同温度偏离20度，线膨胀系数本身有不确定度温度偏离20度，两尺温度差，共7个影响量。
     对于分段检定/校准的尺子，其不确定度到底该如何分析？？比如一把10m的尺子。我们需要分为两段检定，0-5m一段，5-10m一段。 被检尺5m处相对于零刻线误差为δ1，被检尺10m处相对于5m刻线误差为δ2，则被检尺10m处相对于零刻线的误差为 δ=δ1+δ2 。δ1和δ2的测量不确定度为 U(δ1)=U（δ2）=U（5m），U（5m）即我们评定出来的标准装置5m处的测量不确定度。那么U（δ）怎么得出？？

lhkcx

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林洁

有没有高手回答啊~~最后一个问题，我也迷茫