Page 56 - 理化检验-物理分册2025年第四期

尹思博，等：双引伸计式和应变计式同轴度测试仪的测量不确定度

表1 双引伸计式同轴度测试仪测量结果的不确定度分量统计结果 匀性对其力学性能的影响非常小，因此，铝棒材料均
评定 分布 匀性对测量结果不确定度的影响可以忽略。
不确定度来源 不确定度u/%
类型 情况
3.1.6 铝棒温度变化引入的不确定度
同轴度测试仪测量 −5 −1
铝合金的热膨胀系数为2.3×10 ℃ ，引伸计
结果的复现性引入的 A —
不确定度 夹持距离为100 mm，现场温度变化允许值为2 ℃，
试验机力值控制误差 1% 半区间为1 ℃， 反正弦分布，因此温度变化引入的不
B 均匀 u =
引入的不确定度 2 3
确定度 ， 其中
引伸计准确度引入的 1%
B 均匀 u = u ,u ,u ,u 分别为u 前、后、左、右 4 个数据对应
不确定度 3 3 61 62 63 64 6
的不确定度分量。
同轴度测试仪分辨力
B 均匀 3.1.7 拉伸时打滑等因素引入的不确定度
引入的不确定度
铝棒材料均匀性引入 根据多次试验结果，分析出拉伸时打滑等因素
B 均匀
的不确定度
引入的不确定度 ，
铝棒温度变化引入的
B 反正弦
不确定度 同 理 u =1.59×10 mm,u =1.46×10 mm,
-4
-4
72 73
拉伸时打滑因素引入 1% u =1.40×10 mm，其中u ,u ,u ,u 分别为u 前、
-4
B 均匀 u = 74 71 72 73 74 7
的不确定度 7 3
后、左、右4个数据对应的不确定度分量。
5.84×10 -4 mm,u =1.25×10 -3 mm,u = 3.1.8 合成不确定度 u Δ L
13 14 i
5.06×10 mm，其中u ,u ,u ,u 分别为u 前、后、
-4
11 12 13 14 1 = u 2 +u 2 +u 2 +u 2 +u 2 +u 2 =u
左、右4个数据对应的不确定度分量。 Δ L 1 11 21 31 51 61 71
3.1.2 试验机力值控制误差引入的不确定度 0.002 094 mm ，同理 u Δ L =0.001 750 mm ，u Δ L =
2
试验机精度为0.5级，应力控制误差为±1%，分 0.002 065 mm ， u = 0.001 720 mm ， 其中 u 3
,
L
Δ
布均匀，由于前、后、左、右4个数据对应的ΔL（引伸 u ,u ,u 分别为前、后、左、右4个数据对应的合
4
ΔL 1
i
计3次测量值的平均值）分别为：ΔL =0.026 72 mm, ΔL 2 ΔL 3 ΔL 4
1
成不确定度。
ΔL =0.027 54 mm,ΔL =0.025 23 mm,ΔL =
3.1.9 同轴度测试仪测量结果的不确定度u e
2 3 4
0.024 19 mm，因此 ，同
经计算 ，
理 u =1.59×10 -4 mm,u =1.46×10 -4 mm,
22 23
u =1.40×10 mm，其中u ,u ,u ,u 分别为u 前、
-4
24 21 22 23 24 2 , ,
后、左、右4个数据对应的不确定度分量。
3.1.3 引伸计准确度引入的不确定度 ,其中c ，c ，c ，c 分别为前、后、左、
1 2 3 4
引伸计精 度为 1 级， 分布均匀，由于 ΔL = 右4个数据对应的灵敏系数， 因此
1
0.026 72 mm,ΔL =0.027 54 mm,ΔL =0.025 23 mm,
2 3
ΔL =0.024 19 mm,因此 ，
4 100%=1.63% 。
-4
-4
同理u =1.59×10 mm,u =1.46×10 mm,u = 3.1.10 测量结果的扩展不确定度
32
33
34
1.40×10 mm，其中u ,u ,u ,u 分别为u 前、后、 测量结果的扩展不确定度 ，
-4
31 32 33 34 3
左、右4个数据对应的不确定度分量。 其中包含因子k=2。
3.1.4 同轴度测试仪分辨力引入的不确定度 3.2 载荷为6%时同轴度的不确定度评定
同轴度测试仪引伸计分辨力为0.000 01 mm，均 3.2.1 同轴度测试仪测量结果的不确定度u e
匀分布。因此 ， e ∂
经计算 ， =c
其中u ,u ,u ,u 分别为u 前、后、左、右 4 个数据 2 ∂Δ L =
41 42 43 44 4 2
对应的不确定分量。 -1 e ∂ e ∂
c
3.470 mm , = =-1.483 mm -1 , = c =
3.1.5 铝棒材料均匀性引入的不确定度 3 ∂Δ L 4 ∂Δ L
3 4
铝棒变形为弹性阶段，弹性范围内材料的不均 -3.646 mm ，因此
40