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利用正多面棱体标准装置检定分度头的不确定度研究
杨庆林1陈玉芳
（1、国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心,北京1001902、河北工程技术高等专科学校,河北沧州061001）
要：本文建立用3等正23面校体检定光学、数显分度头的数学模型，分析了该检定系统的测量不确定度，测量标准的重复性和摘
稳定性，并进行了不确定度的验证，符合相关国家校准规范要求，其评定方法对计量检定人员开展工作具有一定指导价值
关键词：分度头；正多面校体；分度误差；灵敏系数；不确定度
1概述
精密机械加工厂拥有较多的光学、数显分度头，需要用正多面棱体标准装置检定。正多面校体标准装置用于开展光学、数显分度头的检定工作，主要由3等正23面校体、自准直仪、测微表、杠杆千分表和00级平板等主标准器和相应配套设备组成。其检定校准原理符合JG57-1999(光学、数显分度头检定规程》。
2检定原理和数学模型
分度头分度误差检定原理和数学模型：
2.1测量原理。以0.2"分度值数显自准直仪和3等正23面校体作为标准器，直接比较法检定分度值2"的分度头示值谋差②。检定时以自准直仪定位，分度头读数。
2.2数学模型式中：
β
4 = a, -p
示值误差：α，
校体十进制，
3测量不确定度分析
(1)
分度头受检定点读数值；
3.1分度头分度误差测量不确定度 3.1.1方差和灵敏系数
依：)=Z[af/ax,P()，c()=of/ax
(2)
u(4) =c(a)u(a) +c(β)u(β) 得：
故灵敏系数：c(α)=1，c(a)--1
(3)(4)
3.1.2标准不确定度分量分析
3.1.2.1多面校体工作角不确定度。依据JG283-1997（正多面棱体检定规程》，3等多面棱体，U=0.5"，k=3。则：
u210"50
3 Vi=00
(5)
本棉准结果，检定结果y bv - Jel 得：
表1验证数据记录表
8 0.0* 0.0 0
+13 +0.9* 0.4*
10 +14* +10* 0.4
8/ 20-03-0.6* 0.3*
u, = V0.17° + 0.05*+ 0.08° + 0.23° +0.292 =0.42
(13)
有效自由度为：
V
0.174 0
3.1.4扩展不确定度
Us=lgd21) × u, =2.08 × 0.42* =0.9"
0.42*
0.05+ 9
T=21
0.080.29
8
9
3.2根据GJB/J2749-965.11.1校准(检定)法进行验证
(14)(15)
把出厂编号为201215的光栅分度头送国家计量院进行检定。验证结果如表1。
由表1得：-y最大值为0.4*
因为：2u,=2 ×0.5*=1 0.4* <1°
所以
Iv yl ≤ 2u
符合JG57-1999(光学、数显分度头检定规程》的要求。 4结论
(16)(17)
(18)
根据本标准装置不确定度分析和不确定度验证，本标准装置检
(6)
定光学、数显分度头的不确定度为：
Us=0.9*(kg=2.08, V .μ=21)
3.1.2.2数显自准直仪瞄准误差。对同一目标进行10次瞄准，标准偏差为0.05"，则：
B,=0.05* v:=101=9
(19)
符合JJG57-1999(光学、数显分度头检定规程》要求，可以建立
正多面棱体标准装置，进行光学、数显分度头的检定。
(7)
参考文献
(8)
3.1.2.3数显自准直仪量化误差。数显自准直仪分度值0.2”，其半宽度为0.2"/2=0.1"。由于两次数显值测得一个角值，则：
0.2
×V2×+
,=-
2
3
其相对不确定度为25%，v=8
=0.08
[1]张玉文等JJF1114-2004光学、数是分度台校准规范》[M]北京：中国计量出版社，2004.6，1：34
[2]张玉文等.中华人民共和国国家计量检定规程汇编-角度量具(几
何量专业[M].北京：中国计量出版社,2000,10,1：66-67.
(6)
[3]罗振之等.GJB2715-96(国防计量通用术语>[M]北京：中国计量出版社，1999,2,1：1516
3.1.2.4分度头读数误差。读数误差为0.5"，概率分布为正态分
布，则：
=0.5×V2×
=0.23"
v3
(10)
3.1.2.5分度头零位误差。
多面棱体回转一周回到起始零位后
分度头读数也应回到原来的位置，其差为1"，在数据处理时取首尾
两次读数平均值图，故：
=*2
=0.29"
(11)
相对不确定度为30%，V=6。 3.1.3合成不确定度
依
-r(a) 台
(12)