JJF1318-2011影像测量仪校准规范中不确定度的评定步骤的确有所欠缺,不够规范。其中最大问题是没有给出测量模型,无测量模型意味着不确定度评定时的“输入量”不明,因此所谓标准不确定度分量的来源也就失去了根基,令人感到分量的评估是想到哪里就评到哪里。
其实,影像测量仪校准是一种准确度要求很高的测量过程,建立该测量过程的测量模型应该充分考虑各影响量对测量结果的影响,相对就应该用比较复杂的测量模型。其测量模型可写为:
ΔL=L-LS-LS(Δα•Δt+αs•δt)
式中:ΔL—被检影像仪300mm处的示值误差;L—被检影像仪300mm处读数;LS—标准线纹尺读数;Δα—影像仪光栅与标准线纹尺线膨胀系数之差;Δt—室温对参考温度20℃的偏差;αs—标准线纹尺线膨胀系数;δt—影像仪光栅与标准线纹尺的温差。
显然,测量模型中有L、LS、Δα、Δt、αs、δt共计6个输入量,即必须有这6个输入量引入的标准不确定度分量。其中L是被检影像仪300mm处读数,在未检定前无法知晓其有关信息,必须采用不确定度的A类评定,也就是JJF1318的D.1.5.3的分析。其余5个输入量均可以查得可靠信息,使用B类评定就可以了。
其中楼主关心的是Δα和αs两个输入量引入的标准不确定度分量,现说明如下:
规范D.1.5.4条标题说的是Δα引入的标准不确定度分量,规范计算有误,应该Δα=4.9×10^(-6),但规范已经指明因仪器的自动补偿功能而忽略不计,即u(Δα)=0。
规范D.1.5.4条的第二自然段完全偏离了其标题的内容,也就是说这个自然段的内容完全跑题了。该自然段应该另外给个小标题“D.1.5.5标准线纹尺线胀系数αs引入的标准不确定度(B类评定)u(αs)”。但评定的计算方法本人不敢恭维。正确的做法应该是:
αs的误差全宽为2×10^(-6),半宽1×10^(-6),按规范所说k=2,则1×10^(-6)/2=0.5×10^(-6)(1/℃)。其灵敏系数c(αs)由测量模型对αs求偏导得:c(αs)=∂(ΔL)/∂(as)=LS•δt,将LS=300mm=3×10^5µm,δt=2℃代入可得c(αs)=3×10^5µm×2℃=6×10^5µm℃。于是:
u(αs)=6×10^5µm℃×0.5×10^(-6)(1/℃)=0.3µm
说明:不确定度评定必须写出所分析的输出量的测量模型,并对测量模型中的所有输入量求偏导以计算出各输入量的灵敏系数,同时因为有了测量模型才能根据输入量的个数确定标准不确定度分量的个数。多于输入量个数意味着分量的多余和重复,少于输入量个数意味着分量的遗漏,分量的评估必须做到既不重复也不遗漏。每个输入量引入的不确定度分量都必须乘以其灵敏系数才可以进行分量合成以求得合成标准不确定度。 |