“藍(lán)煜”牌標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺準(zhǔn)確度分析

   藍(lán)煜機(jī)電設(shè)備有限公司專業(yè)生產(chǎn)LY-Ⅱ系列鋼卷尺檢定臺(tái)和LY-BG標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，現(xiàn)在藍(lán)煜機(jī)電公司已經(jīng)生產(chǎn)出國內(nèi)精度zui高，有的5M標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，10M標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，30M標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，50M標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺。為國內(nèi)長度測量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在LY-Ⅱ系列鋼卷尺檢定臺(tái)的開發(fā)過程中我們工程師為各科研單位做了現(xiàn)場比較分析，以及在精度方面的剖析！

藍(lán)煜機(jī)電設(shè)備公司從事激光干涉測量和對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺進(jìn)行量值傳遞的工作，文中對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測量結(jié)果不確定度的評定思路、評定方法和步驟，概率分布的處理，怎樣取值和計(jì)算，尤其對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺任一長度的測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度，用統(tǒng)一表達(dá)式來表示的方法，進(jìn)行了系統(tǒng)的論述，是一篇規(guī)范化的專業(yè)不確定度評定文章，可供有關(guān)人員工作中參考。

鋼卷尺檢定裝置測量原理和方法：

依據(jù)JJG741-2005《標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺》檢定規(guī)程，標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的實(shí)際長度，是在27m動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀標(biāo)準(zhǔn)裝置上，用讀數(shù)顯微鏡對其零分劃線及被測分劃線進(jìn)行瞄準(zhǔn)定位，而兩分劃線間的長度，由移動(dòng)棱鏡產(chǎn)生的偏振光干涉距離確定。也就是說，在雙頻激光動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀上，通過偏振光干涉測量原理，將激光波長直接復(fù)現(xiàn)到被檢標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺上，實(shí)現(xiàn)法測量。

數(shù)學(xué)模型

標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺在20℃時(shí)的長度L20℃（輸出量估計(jì)值）由下式求得:L20℃=L+[92.9（T-20℃）-0.269（P-101325Pa）+0.042（F-1333.2Pa）]×10-8L-α（T1-20℃）L  （1）

（1）式即為求解輸出量估計(jì)值與輸入變量函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。

式中:L——在檢定環(huán)境下動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀測得的長度，m；T——沿光路的空氣平均溫度，℃；P——空氣壓力，Pa；F——空氣中水蒸汽分壓，Pa；α——標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺在常溫條件下的平均溫度線膨脹系數(shù)，℃-1；T1——標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的平均溫度，℃。

標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的材料，可用碳素鋼、不銹鋼和因瓦材料制造,它們在常溫范圍內(nèi)（-5℃～35℃）的平均溫度線膨脹系數(shù)及用“空調(diào)法”測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

由于固定在同一運(yùn)行小車上的讀數(shù)顯微鏡的視準(zhǔn)軸與移動(dòng)棱鏡頂角之間，存在水平面內(nèi)60mm的距離，當(dāng)它們隨小車移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的被測軸線與標(biāo)準(zhǔn)軸線既不重合，又不在各自的延長線上，也就是不符合測量的阿貝原則，這樣，當(dāng)鋼卷尺檢定臺(tái)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)產(chǎn)生直線性偏擺時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生測量結(jié)果的阿貝誤差，標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測量中的導(dǎo)軌直線性阿貝誤差，已成為重要的不確定度來源

擴(kuò)展不確定度

根據(jù)概率論的中心極限定理，大量獨(dú)立分布的隨機(jī)變量，其和的概率分布近似于正態(tài)分布；由于本文分析的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，是由有限個(gè)隨機(jī)變量所合成，它的概率分布可按近似于正態(tài)分布的t分布處理。另一方面，作為量值傳遞中的標(biāo)準(zhǔn)尺，我們要求其測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度達(dá)到約99%的置信水準(zhǔn)。