Рисунок В.1 — Ієрархія калібрування для вимірювання локального діаметра і калібрування зовнішніх мікрометрів
Під час вимірювання треба використовувати фрикцїйний/храповий привод.
Затискач шпинделя не треба використовувати.
В.2.2.4 Основні умови вимірювання
Показано, що температура на валах і мікрометрі змінюється з часом. Максимальний відхил від нормальної температури 20 °С становить 15 °С.
Максимальна різниця температур між валами і мікрометром становить 10 °С.
Три різних оператори використовують інструмент машини і мікрометр під час виготовлення валів.
Відхил від циліндричності валів вважають кращим, якщо він не перевищує 1,5 мкм.
Похибка через тип форми невідома, за винятком того, що конусність незначна.
Графічне зображення вимірювання
Див. рисунок В.2.
Рисунок В.2 — Завдання вимірювання локального діаметра 25 мм
Перелік і пояснення щодо носіїв невизначеності
Вимірювання діаметра за двома точками моделюють як процес оцінювання невизначеності чорного ящика. Поправки не вводять. Усі носії похибки входять у невизначеність вимірювання.
У таблиці В.1 усі носії невизначеності, які вважають такими, що впливають на невизначеність вимірювання цього діаметра, наведено та названо.
Таблиця В.1 — Огляд складників невизначеності для вимірювання локального діаметра (двох точок діаметра) і коментарі щодо них
|
Познака (низька роздільна здатність) |
Познака (висока роздільна здатність) |
Назва складника невизначеності |
Коментарі (попередні) |
|
|
WML |
|
Мікрометр — похибка показу |
За вимогами похибка показу мікрометра МРЕм. є невідомою змінною. Попередньо вважають, що вона становить приблизно 6 мкм і що є симетричність розташування похибки кривої характеристики показу за налаштуванням нуля після калібрування |
|
|
|
Мікрометр - площинність вимірювальних наконечників |
За вимогами відхил від площинності двох вимірювальних наконечників Mmf є невідомою змінною. Зазвичай він становить приблизно 1 мкм |
||
|
Wmp |
Мікрометр — паралельність вимірювальних наконечників |
За вимогами відхил від паралельності двох вимірювальних наконечників Ммр є невідомою змінною. Зазвичай він становить приблизно 2 мкм |
||
|
Um* |
Вплив від фіксації шпинделя, орієнтування мікрометра і тривалість роботи 3 ним |
Цих впливів немає. Затискач шпинделя не застосовують. Орієнтація і тривалість роботи не чинять значного впливу на мікрометр у діапазоні від 0 мм до 25 мм |
||
|
Urr |
Ura |
Роздільна здатність |
d 1 мкм - Ura = і- = » = 0,29 мкм 2--/3 2-V3 |
|
|
|
Wre |
Збіжність |
Експерименти показали, що три оператори отримують ту саму збіжність. |
Найбільша з двох ДОРІВНЮЄ Urr |
Кінець таблиці В.1
|
Познака (низька роздільна здатність) |
Познака (висока роздільна здатність) |
Назва складника невизначеності |
Коментарі (попередні) |
|
|
|
|
Експеримент охоплює більше ніж 15 вимірювань на пробках з дійсним діаметром 25 мм для кожного оператора. Вплив на пружність мікрометра входить у збіжність |
|
Unp |
|
Відмінність нуля утрьох операторів |
Три оператори працюють з мікрометром різними способами. Точка нуля не така сама через те, що калібрування індивідуальне. Експеримент (для кожного оператора більше ніж 15 вимірювань на пробках з дійсним діаметром 25 мм) |
|
ит |
|
Різниця температур |
Максимальна різниця між дійсним значенням вала та показами мікрометра спостерігається за різниці температур 10 °С |
|
УГА |
|
Температура |
Максимальний відхил від нормальної температури (20 °С) становить 15 °С |
|
Uwe |
|
Похибка форми робочого зразка |
Вимірювана циліндричність становить 1,5 мкм. Більшу частину циліндричності становить відхил від округлості. На діаметрі це становить подвоєну циліндричність — 3 мкм |
Перша ітерація
Перша ітерація. Записування й обчислювання складників невизначеності
uUL— мікрометр — похибка показу Оцінювання за типом В
Похибку показу зовнішнього мікрометра МРЕмьдля метрологічних характеристик зазвичай визначають як максимальний діапазон похибки кривої характеристики показу, і вона не стосується нульової похибки показу. Відношення похибки кривої характеристики показу до нульової похибки — це інша (незалежна) метрологічна характеристика.
У цьому разі прийнято, що похибку кривої характеристики показу визначають під час калібрування так, що найбільша додатня і від’ємна похибки показу мають те саме абсолютне значення.
Точне значення MPEml ще не установлено. Його установлення — це одне із завдань бюджету невизначеності. За попередніми даними MPEml вибирають таким, що дорівнює 6 мкм. Через застосовану методику установлювання нуля похибку граничного значення визначають так:
Припускають прямокутний розподіл (принцип переоцінювання, тому що розподіл Гаусса не може бути застосовано на цій основі) (Ь = 0,6):
uML = 3 мкм 0,6 = 1,8 мкм.
uMF— мікрометр — площинність вимірювальних наконечників Оцінювання за типом В
Відхил від площинності впливає на вали під час вимірювання діаметра, поки калібрування щодо похибки кривої характеристики показу виконують за кінцевими мірами із пласкими і паралельними поверхнями.
Точне значення MPEmf ще не установлено. Його установлення — це одне із завдань бюджету невизначеності. За попередніми даними MPEmf вибирають таким, що дорівнює 1 мкм.
MPEmf впливає на бюджет невизначеності двічі, для кожного з двох вимірювальних наконечників. Припускають розподіл Гаусса (Ь = 0,5):
i/mf=1 мкм-0,5 = 0,5 мкм.
u№P— мікрометр — паралельність вимірювальних наконечників Оцінювання за типом В
Відхил від паралельності впливає на вали під час вимірювання діаметра, поки калібрування щодо похибки кривої характеристики показу виконують за кінцевими мірами з пласкими і паралельними поверхнями.
Точне значення МРЕМР ще не установлено. Його установлення — це одне із завдань бюджету невизначеності. За попередніми даними МРЕМР вибирають таким, що дорівнює 2 мкм. Приймають розподіл Гаусса (Ь = 0,5):
аМр = 2 мкм,
Ump=2 мкм-0,5 = 1 мкм.
i/RR— збіжність/роздільна здатність Оцінювання за типом А
Усі три оператори отримують ту саму збіжність. Це перевіряють експериментом, у якому використовують пробки діаметром 25 мм як робочі зразки. Тому похибку відмінності форми від дійсних робочих зразків не включають до визначення збіжності. Усі оператори виконують 15 вимірювань. Сумарний стандартний відхил дорівнює
uRR= 1,2 мкм.
Роздільна здатність складника невизначеності входить у uRR, у цьому разі (uRA < uRE).
Uup — відмінність нуля у трьох операторів Оцінювання за типом А
Під час тих самих експериментів, які використовують для збіжності, досліджують відмінність нуля у трьох операторів та індивідуальне калібрування:
uNP= 1 мкм.
и™ — різниця температур Оцінювання за типом В
Різниця температур між мікрометром і робочими зразками становить максимум 10 °С. Немає інформації, котрий із них має найвищу температуру. Тому припускають ± 10 °С. Температурний коефіцієнт лінійного розширення а становить 1,1 мкм / (100 мм • °С) для мікрометра і робочих зразків. Граничні значення:
. 1,1 мкм
aTD = ДТ-а-О = 10 °С 25 мм = 2,8 мкм.
100 мм-°С
Припускають U-подібний розподіл (Ь = 0,7):
l/td = 2,8 мкм-0,7 = 1,96 мкм.
і/та — температура Оцінювання за типом В
Максимальний відхил від стандартної нормальної температури еталона (20 °С), який спостерігається, становить 15 °С. Немає інформації про знак цього відхилу, тому припускають ± 15 °С. Припускають максимальну різницю 10 % між двома температурними коефіцієнтами лінійного розширення ((^мікрометра І ССровочого зразка)• ГрЭНИЧНв ЗНДЧЄННЯ СТЭНОВИТЬ.
_ . 1,1 мкм
Эта = 0,1-ДТ20a-D = 0,1-15 °С 25 мм = 0,4 мкм.
100 мм-°С
Припускають U-подібний розподіл (Ь = 0,7):
іута = 0,4 мкм-0,7 = 0,28 мкм.
t/we — похибка форми робочого зразка Оцінювання за типом В
Циліндричність вимірюють за вибіркою з валів, і вона дорівнює 1,5 мкм. Циліндричність є мірою варіації радіуса. Припускають, що вплив на діаметр удвічі більший, ніж відхил від циліндричності, якщо немає інформації про те, як його зменшити. Граничне значення становить:
Ct we =З МКМ.
Припускають прямокутний розподіл (Ь = 0,6):
Uwe = 1,8 МКМ.
Перша ітерація. Кореляція між складниками невизначеності
Установлено, що між складниками невизначеності немає кореляції.
Перша ітерація. Сумарна і розширена невизначеність
Коли немає кореляції між складниками невизначеності, то сумарна стандартна невизначеність становить:
Uc = VUmi + Umf + Umf + Ump + Urr + Unp + Uto + Uta + Uwe •
Значення з B.2.5.1:
uc = J'(1,82 + °,52 + °, 52 +1,02 +1, 22 +1, °2 + 1, 962 + °, 282 +1, 82) mkm2 ,
uc = 3,79 mkm, U = uc• k = 3,79 mkm • 2 = 7,58 mkm. B.2.5.4 Зведення бюджету невизначеності. Перша ітерація Див. таблицю В.2.
Таблиця В.2 — Зведення бюджету невизначеності (перша ітерація). Вимірювання двох точок діаметра
|
Назва складника |
Тип оцінювання |
Тип розподілу |
Кількість вимірювань |
Граничний відхил а*, впливні одиниці |
Граничний відхил а, мкм |
Коефіцієнт кореляції |
Коефіцієнт розподілу Ь |
Складник невизначеності и„, мкм |
|
и ML Мікрометр — похибка показу |
в |
Прямокутний |
|
3,0 мкм |
3,0 |
0 |
0,6 |
1,80® |
|
Umf Мікрометр — площинність 1 |
в |
Гаусса |
|
1,0 мкм |
1,0 |
0 |
0,5 |
0,50® |
|
Umf Мікрометр — площинність 2 |
в |
Г аусса |
|
1,0 мкм |
1,0 |
0 |
0,5 |
0,50® |
|
Ump Мікрометр — паралельність |
в |
Гаусса |
|
2,0 мкм |
2,0 |
0 |
0,5 |
1,00® |
|
Urr Збіжність |
А |
|
15 |
|
|
0 |
|
1,20® |
|
Unp Відмінність нуля |
А |
|
15 |
|
|
0 |
■ |
1,00® |
|
Uro Різниця температур |
В |
U-подібний |
|
10 °С |
2,8 |
0 |
0,7 |
1,96® |
|
Uta Температура |
В |
U-подібний |
|
15 °С <Хі/аг= 1,1 |
0,4 |
0 |
0,7 |
0,28® |
|
Uwe Похибка форми робочого зразка |
В |
Прямокутний |
|
3,0 мкм |
3,0 |
0 |
0,6 |
1,80® |
|
Сумарна стандартна невизначеність |
ис |
|
|
|
|
3,79 |
||
|
Розширена невизначеність (к = 2), U |
7,58 |
|||||||
|
Примітка. Пояснення показів (1), (2) і (3) стосовно складників невизначеності див. у В.2.5.5. |
||||||||
