标准规范下载简介

GB／T 40742.5-2021 产品几何技术规范（GPS） 几何精度的检测与验证 第5部分：几何特征检测与验证中测量不确定度的评估.pdf

类评定得到被测量的最佳估计值的标准不确定度

表A.1给出了A类评定实验标准偏差的估计方法

DB63／T 1808-2020 高速公路建设总体设计指南.pdfu()=ua(r)=s(): 5( k /n

表A.1A类评定中实验标准偏差的估计方法

机上重复测量一圆柱工件的母线直线度，测量值如表A.

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表A.3圆柱工件的母线直线度

10次重复测量的平均值

实验标准差s（)按贝塞尔公式计算

(x;): =0.1 μm u(a)=s(r) s(;) 0.03 μm /10

此外，在日常开展同一类被测工件的常规检查中，如果测量系统的稳定性无明显变化，则可用该测 量系统与被测件时相同的测量程序、测量人员、测量条件和测量地点，预先对典型的被测件的典型被测 量值进行分析；而当被测量的估计值是由实验数据用最小二乘法拟和的一条直线或曲线上得到时，可以 用一致的统计程序直接计算标准不确定度分量；若被测量在多次测量中变化呈现与时间相关的随机过 呈，应采用专门的方差分析求得标准偏差

A.3.3标准不确定度的B类评定

标准不确定度的B类评定的信息来源主要有六项：以前的观测数据；对有关技术资料和测量仪器 特性的了解和经验；生产部门提供的技术说明文件；测量仪器的校准或检定证书、准确度等级或最大允 许误差；手册或资料给出的参考数据及其测量不确定度；规定检测方法的国家标准或类似文件给出的重 复性充许值等。 一般情况下，数字显示测量仪器，其分辨力的量化误差为矩形分布；区间宽度为一半的量化误差值 以“等”使用的测量仪器的不确定度估算一般采用正态分布或t分布；以“级”使用的测量仪器的不确定 变估算一般采用该级别的最大允许误差进行评定，其分布一般采用均匀分布。其他几种常用的分布见 表A.4

表A.4几种常见的分布

1测量不确定度概算实例条形工件长度测量

附 录 B （资料性） 尺寸检测与验证中测量不确定度的评估示例

本附录给出的实例仅用来说明PUMA，见图B.1，它仅包括所说明情况下较大的测量不确定度贡献 因素。对于不同的目标不确定度和不同的应用，通过改变测量条件、改变原理、方法或程序等方式将这 些较大的测量不确定度贡献因素进行优化，进而逐渐逼近测量任务的目标不确定度，并使其尽可能的符 合经济性原则。

测量过程（程序）的测量不确定度管理程序（PUM

本实例涉及采用PUMA方法进行测量不确定度的评定和对给定的测量任务判断测量程序和测量 条件的合格性

测量任务为对L100mm钢制矩形工件的两平行平面的中心长度L进行测量，见图B.2，各平面的 平面度为o.2um。 目标不确定度为1.5um

B.4原理、初始方法、程序和条件

机械接触式测量.采用球形测砖直接测量

B.4.2初始测量方法

B.4.3初始测量程序

用卧式测长仪测量被测工件

用卧式测长仪测量被测工件

B.4.4初始测量条件

初始测量条件包括： 卧式测长仪符合生产厂的技术指标（见表B.1）。 数字式读数显示，分辨力0.1μm。 实验室温度：20℃±1℃。 自动记录测长仪温度，分辨力0.1℃。 测长仪和标准量块之间的温度差小于1℃。 测长仪光栅为玻璃光栅，和被测工件是钢制的 操作人员是经过培训的，并且十分熟悉测长仪的使用

B.6不确定度来源列表和讨证

B.6不确定度来源列表和讨论 见表 B 1

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图 B.2 测量装置

首次中心长度测量的不确定度分量概述和评注

B.7.1首次评估一—不确定度分量的说明及计算

平估——不确定度分量的

urc一卧式测长仪的示值误差

为安全起见，假定为矩形分布（6=0.6）。于是不确定度分量为：

对工件中心长度测量的重复性进行了研究，得到标准偏差为0.7um。由于进行3次重复测量，于 是不确定度分量为：

0.7 μm ARR= 0.40μm 3

urp=1.1μmX0.7=0.77μm

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B.7.5首次评估的测量不确定度概算讨论

不满足判据UE

B.7.6首次评估的结论

由于uTp所贡献的不确定度分量最大，因此测量条件需要改进 测长仪和被测工件的最大温度差应不超过0.5℃

在T和uTa的表示式中，温度条件由1℃改为0.5℃。不确定度分量的说明和计算也要作相应 。测量不确定度概算汇总见表B.3

表B.3测量不确定度概算汇总（第二次评估）

B.9第二次评估的结讼

在第二次评估中，温度差被限制在0.5℃以内。表B.3给出的数据表明目标不确定度仍未得到 满足。 UE2=1.6 μm >U=1.5 μm 第二次评估表明，测量条件虽然发生改变，但仍旧不能满足测量要求，而此时测量条件的控制已尽 力了，因此只能通过对测量方法和测量程序来进行优化，可以使用差分法，用L100mm的参考标准量 快与被测工件进行比较测量，从而降低测长仪的误差带来的影响量

制定测量原理、方法和测

B.10.1改变测量原理

机械接触式，与一已知长度（参考标准量块）进行比

B.10.2改进测量方法

差分法，用L100mm的参考标准量块与被测工件进行比

B.10.3改进测量程序

改进测量程序包括： 用卧式测长仪测量被测工件。 使用L100mm的参考标准量块， 卧式测长仪作比较仪用

B.10.4改进测量条件

改进测量条件包括： 卧式测长仪符合生产厂的技术指标（见表B.4）。 数字式读数显示，分辨力0.1um。 实验室温度：20℃±0.5℃。 自动记录测长仪温度，分辨力0.1℃。 被测工件和标准量块之间的温度差小于0.5℃。 被测工件、标准量块都是钢制的。 操作人员是经过培训的，并且十分熟悉测长仪的使用，

B.11第三次评估—部分不确定度分量的说明

第三次评估的测量不确定度来源列表和讨论见表B.4。

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第三次中心长度测量的不确定度分量概述和评注

0.2 μm URS=b =0.08μm 2.62

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假定服从U形分布（60.7)：

司种材质的比较测量，因此也不用考虑测量力的景

总表），利用PUMA方法用来开发合适的用于

U =1.4 μm

采用逼近GUM法时，第一次评估是方向性的，目的是为了找到占优势的测量不确定度贡献因素。 在首次评估后，不满足目标不确定度判据；而在改进温度条件后，仍然不满足目标不确定度判据；此时， 改变测量方法和测量程序，评定得到的测量不确定度略小于目标不确定度，则对于完成测量任务来说 亥测量过程在经济上应是最佳的。 按照不确定度分量的相对大小，可以制订降低不确定度的策略

表B.5测量不确定度概算汇总（第三次评估）

C.1直线度测量不确定度评定示例

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附 录 C （资料性） 形状误差检测与验证中测量不确定度的评估示例

本附录给出的实例仅用来说明PUMA，它仅包括所说明情况下的较大的测量不确定度分量。对于 不同的且标不确定度和不同的应用 分量也许不可忽略

C.2任务和目标不确定度

测量$50mm×100mm的圆柱工件，其母线直线度误差预计为1叫

C.2.2且标不确定度

目标不确定度为0.20um

C.3原理，方法，程序和条件

机械接触法，与一特征直线进行比较

台旋转式圆度测量仪一测量相对于最小二乘直线

测量程序包括： 工件安放于转台上。 相对于转轴，对工件定心和准直。 仅测量一次（工作台固定不旋转），并由该设备的软件进行计算。

测量条件包括： 圆度仪已校准，其性能符合技术指标要求（见表C.1）。 操作人员经过培训，并且熟悉圆度测量仪的使用。 圆度测量仪的安装正确。 在工作台上方的测量高度h处，工件轴与旋转轴的准直优于2μm/100mm，在测量起始位置 的偏心误差不超过2um。

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C.5测量不确定度贡献因素列表和讨论

表C.1直线度测量不确定度分量概况和评注

C.6.1首次评估—不确定度分量及计算

UIN一噪声 A类评定 为确定在实验室内仪器所检测到的噪声水平（电噪声和机械噪声），在一稳固的地基上进行实验。 当主轴误差分离后，典型的噪声峰峰值s为0.05um。假定该误差与根据正态分布的部分误差相互作 用。为了确保不低估该不确定度分量，峰峰值当作士2$估计。于是，对测量不确定度的贡献为：

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表C.2圆柱工件的母线直线度测量值

10次重复测量的平均值

实验标准差s（）按贝塞尔公式计算：

(x;): =0.10 μm

uR=s(r) s(;) =0.03 μm /10

根据用定标块进行的校准，放大倍数的最大允许误差为：MPEMagnitication=土5%。测量部分的直线度 是2um量级。于是误差限为： aIM=2 μm X 0.05=0.10 μm 假定放大倍数误差满足矩形分布（b=0.6）。于是不确定度分量为： u1M=0.10μmX 0.6=0.06μm UuCE一工件定心 B类评定 在测量高度上，圆柱工件与旋转轴的偏心不超过0.8um。由此得最大误差： acE<0.001um 于是不确定度分量为： UCE0 uAL一工件准直 B类评定 圆柱工件与旋转轴的准直优于2um/100mm。由此得最大误差： aAl.<0.001um 于是不确定度分量为：

估计各不确定度分量之间无相关性

GB/T 40742.5—2021C.6.3首次评估——合成标准不确定度和扩展不确定度当各不确定度分量之间不存在相关性时，合成标准不确定度为：u=uin+ui+uis+uM+ucE+uAl代人C.6.1中给出的各分量的值，得到：u.=/0.0132+0.032+0.0952+0.062+0+0μm=0.12μm扩展不确定度为：U=u×k=0.12μm×2=0.24μmC.6.4测量不确定度概算汇总首次评估见表C.3。表 C.3直线度测量不确定度概算汇总（首次评估）评定分布测量变化限α变化限相关分布因分量名称不确定度分类型类型次数影响量单位a/μm系数子6量ur /μmuN噪声A>1000.013"重复性A≥100.100,03uis主轴误差B高斯0.19 μm0.1900.50.095uIM放大倍数误差B矩形5%0.1000.60.06uce工件对心B<0.00100"AL工件准直B<0.00100合成标准不确定度，u。0.12扩展不确定度（k=2），U0.24C.6.5首次评估测量不确定度概算讨论结论目标不确定度未得到满足。在首次评估的测量不确定度概算中两个最大的不确定度分量依次为u1M和uIS。前者来源于放大倍数误差，后者是径向的主轴误差。C.6.6首次评估的结论目标不确定度未得到满足。主轴误差是仪器的特性，是无法改变的。因此只能减小放大倍数误差，这要求有更好的校准标准和仔细的校准程序。为了满足目标不确定度Ur=0.20um的要求，放大倍数误差应该降到约2%。C.7第二次评估放大倍数误差设定为2%。测量不确定度概算也应有相应的改变。表C.4给出新的第二次评估的测量不确定度汇总。此时，目标不确定度已得到满足20

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C.4直线度测量不确定度概算汇总（第二次评估

附录D （资料性附录） 与GPS矩阵模型的关系

关于GPS矩阵模型的完整细则，参见GB/T20308。 GB/T20308中的GPS矩阵模型对GPS体系进行了综述，本文件是该体系的一部分。除非另有说 明，GB/T4249给出的GPS基本规则适用于本文件，GB/T18779.1给出的缺省规则适用于按照本文件 制定的规范。

D.2关于标准及其使用的信息

本文件规定了测量结果的不确定度评估的操作。提供了针对产品尺寸和几何公差检测与验证过 量不确定度的评估方法，给出了根据不确定度管理程序（PUMA）对检验验证过程优化的应

DGTJ 08-15-2020标准下载D.3在GPS矩阵模型中的位置

本文件是一项GPS通用标准。本文件给出的规则和原则适用于GPS矩阵中所有标有实心点（ 3分。见表D.1。

表D.1GPS标准矩阵模型

表D.1所示标准链涉及的标准为相关的标准。

SL551-2012标准下载GB/T40742.52021

[1]GB/T1184形状和位置公差未注公差值 [2] GB/T 4249 产品几何技术规范（GPS）基础 概念、原则和规则 [3] GB/T20308产品几何技术规范（GPS）矩阵模型 [4] GB/T40742.4产品几何技术规范（GPS）） 几何精度的检测与验证第4部分：尺寸和几何 误差评定、最小区域的判别模式