（0.5～100）mm4等量块中心长度的测量结果不确定度评定_真值为100mm的量块
摘 要：本实例涉及采用PUMA方法进行的评定和对给定的测量任务判断测量程序和测量条件下的合格性。 关键词：量块；中心长度；测量不确定度 1．任务和目标不确定度
1．1测量任务
测量任务是对中心长度为10mm和100mm的4等量块规定点进行校准。量块变动量为0.30μm +0.7×10-6ln (ln是量块长度分段中最大的标称长度)。
1．2目标不确定
目标不确定为0.20μm +2×10-6ln (ln是量块长度分段中最大的标称长度)，包含因子k=2.8。
2．原理，方法，程序和条件
2．1测量原理
机械接触的方式，与一已知尺寸（参考量块）进行比较。
2．2测量方法
微差法，用中心长度为10mm和100mm的3等量块作参考标准器与中心长度为10mm和100mm的4等被测量块进行比较。
2．3初始测量程序
——用接触式干涉仪测量被测量块；
——使用中心长度为10mm和100mm的参考量块；
——接触式干涉仪作比较器。
2．4 初始测量条件
——接触式干涉仪符合生产厂的技术指标；
——投影读数显示，分辨力为0.1μm；
——实验室温度：20℃±1℃；
——接触式干涉仪温度的测量分辨力为0.25℃；
——被测量块和参考量块之间的温度差小于1℃；
——接触式干涉仪和量块都是钢制的；
——操作人员是经过培训的，并且十分熟悉接触式干涉仪的使用。
3．测量装置图示
见下图。
4．不确定来源列表和讨论
见表1。
5．首次评估
5．1首次评估——不确定分量的说明及计算
uRS——参考标准器（量块）
检定规程给出参考量块中心长度的扩展不确定为U=0.10μm +1×10-6ln (ln是量块长度分段中最大的标称长度)，包含因子k=2.8，则：
10mm量块：uRS=U/k=0.11/2.8=0.039μm
100mm量块：uRS=U/k=0.20/2.8=0.071μm
uEC——接触式干涉仪的示值误差 B类评定
示值误差曲线的最大允许值为(0.03+1.5niΔλ/λ)μm。1.5niΔλ/λ很小，忽略不计。故：
aEC=0.03 μm
为安全起见，假定为矩形分布（b=0.6），于是不确定分量为：
uEC=0.03×0.6=0.018μm
uPA——测砧准直 B类评定
由于参考标量块和被测量块用同样的接触方法（只要他们的中心长度在合理范围内），平面性误差可以忽略不计。uPA=0
表1 中心长度测量的不确定分量概述和评注
uRR——重复性/分辨力 A类评定
测量设备的分辨力，为安全起见，假定为矩形分布，于是不确定分量为：
μm
对两量块中心长度差的重复性进行了研究，
用10mm量块与标准量块测量10次，得到标准偏差：
单次实验标准差 μm
在实际测量中，两人各测一次取算术平均值为测量结果，则可得到：
μm
用100mm量块与标准量块测量10次，得到标准偏差：
单次实验标准差 μm
在实际测量中，两人各测一次取算术平均值为测量结果，则可得到：
μm
uTD——两量块之间的温度差 B类评定
两量块之间的温度差不大于1℃。两量块的线膨胀系数假定为α=11.5×10-6℃-1，于是：
对于10mm量块
αTD=11.5×10-6℃-1×10mm×1℃=0.115μm
对于100mm量块
αTD=11.5×10-6℃-1×100mm×1℃=1.150μm
假定服从U型分布(b=0.7)：
对于10mm量块
uTD = 0.115μm×0.7=0.080μm
对于100mm量块
uTD =1.150μm×0.7=0.805μm
uTA——线膨胀系数差 B类评定
对20℃的最大偏差为1℃。线膨胀系数之差假定小于10％，于是：
对于10mm量块
αTA=11.5×10-6℃-1×10mm×1℃×10％=0.012μm
对于100mm量块
αTA=11.5×10-6℃-1×100mm×1℃×10％=0.115μm
假定服从U型分布(b=0.7)：
对于10mm量块
uTA = 0.012μm×0.7=0.008μm
对于100mm量块
uTA =0.115μm×0.7=0.080μm
uTO——被测量块的长度变动量 B类评定
变动量为0.30μm +0.7×10-6ln (ln是量块长度分段中最大的标称长度)
量块的变动量情况有两种：其一是当上工作面相对下工作面呈现为中间凸或凹（即o点长度值比a，b，c和d点长度值均大或小），依分析统计，此时其变动量不超过h/2；其二是上工作面相对下工作面呈现一边比另一边高，此时的变动量不超过h。故，因量块变动量，检定时瞄准中心点偏移产生的误差为αTO =(h/2)·(r/a)，在半宽为(h/2)·(r/a)的区间内以矩形分布。式中，h为被检量块规程要求的变动量（μm）；r为测量时，球面测帽顶点对量块测量面中心瞄准圆的半径，r≤1mm；a为量块测量面短边的1/2，a=4.5-1.5=3mm(不含两边缘的1.5mm)。