三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于計(jì)量領(lǐng)域，涉及一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法，包括：選取所需使用的量塊組以及標(biāo)準(zhǔn)球；在環(huán)境溫度是20℃以及待測(cè)件溫度是20℃的條件下，采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及探測(cè)誤差；在環(huán)境溫度是20℃以及待測(cè)件溫度有變化的條件下，采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及探測(cè)誤差；在環(huán)境溫度有變化以及待測(cè)件溫度是20℃的條件下，采集獲得測(cè)量誤差；確定示值誤差測(cè)量不確定度以及探測(cè)誤差測(cè)量不確定度。本發(fā)明專利技術(shù)可針對(duì)處理環(huán)境溫度不滿足測(cè)試條件時(shí)的測(cè)量結(jié)果的不確定度結(jié)果計(jì)算以及大大節(jié)約在低精度測(cè)量任務(wù)的恒溫等待時(shí)間。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法
本專利技術(shù)屬于計(jì)量領(lǐng)域，涉及一種不確定度評(píng)定方法，尤其涉及一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法。
技術(shù)介紹
坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度校準(zhǔn)主要依據(jù)的是JJF1064《坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》，其主要檢測(cè)項(xiàng)目有示值誤差E和探測(cè)誤差P兩項(xiàng)，其中E反映坐標(biāo)測(cè)量機(jī)整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)的測(cè)量準(zhǔn)確性，P反應(yīng)坐標(biāo)機(jī)重復(fù)性及測(cè)頭的異向性。JJF1064中對(duì)檢測(cè)環(huán)境方面的要求為“在校準(zhǔn)時(shí)有用戶規(guī)定，在驗(yàn)收檢測(cè)中按合同規(guī)定”。常見的現(xiàn)場(chǎng)型坐標(biāo)機(jī)，環(huán)境溫度要求通常為20℃±2℃，一些高精度坐標(biāo)測(cè)量機(jī)甚至要求20℃±1℃。且通常要求坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和被測(cè)件至少在上述溫度環(huán)境下保持4個(gè)小時(shí)以上，使坐標(biāo)機(jī)和待測(cè)件內(nèi)部溫度盡可能的與環(huán)境溫度一致。然而，在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)需要緊急測(cè)量的測(cè)量任務(wù)，此時(shí)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或待測(cè)件的溫度或恒溫時(shí)間難以滿足規(guī)定要求。若此時(shí)進(jìn)行測(cè)量，則測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性無(wú)法保證達(dá)到坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的標(biāo)稱精度。但具體精度損失一直以來(lái)沒有辦法進(jìn)行量化，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果沒有任何參考價(jià)值。但實(shí)際上，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)購(gòu)置時(shí)一般會(huì)考慮最高精度要求的測(cè)量任務(wù)。大量的測(cè)量任務(wù)所需的設(shè)備精度要求是低于甚至遠(yuǎn)低于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)標(biāo)稱精度的，這樣做的目的是為測(cè)量精度保留充足冗余量。所以，即使在測(cè)量環(huán)境不滿足實(shí)驗(yàn)要求條件時(shí)，大量的測(cè)量也是可以開展并獲得有效結(jié)果的，需要的只是一種對(duì)當(dāng)前環(huán)境下的測(cè)量結(jié)果的測(cè)量不確定度給出量化值，以便現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員能夠根據(jù)不確定度評(píng)估環(huán)境對(duì)結(jié)果的影響，以決定測(cè)量結(jié)果的參考價(jià)值。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度評(píng)定方法較多，但通常建立滿足坐標(biāo)測(cè)量機(jī)本身規(guī)定的測(cè)試環(huán)境，以及對(duì)待測(cè)被測(cè)件進(jìn)行充分定溫的前提下進(jìn)行的討論。但實(shí)際工作中，經(jīng)常出現(xiàn)時(shí)間要求比較緊急的測(cè)量任務(wù)，難以滿足坐標(biāo)測(cè)量機(jī)環(huán)境溫度或被測(cè)件恒溫要求的情況，即使進(jìn)行的測(cè)量，由于沒有有效措施評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的不確定度，結(jié)果通常難以提供有效的參考價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決
技術(shù)介紹
中存在的上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種可針對(duì)處理環(huán)境溫度不滿足測(cè)試條件時(shí)的測(cè)量結(jié)果的不確定度結(jié)果計(jì)算以及大大節(jié)約在低精度測(cè)量任務(wù)的恒溫等待時(shí)間的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法，其特征在于：所述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法包括以下步驟：1)根據(jù)待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量范圍，選取所需使用的量塊組以及標(biāo)準(zhǔn)球；2)按JJF1064中7.2.1.2的要求選取測(cè)量方向，在7個(gè)測(cè)量方向上分別對(duì)所選的5塊量塊進(jìn)行每塊3次合計(jì)105次的長(zhǎng)度測(cè)量，獲得35個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的集合UR；3)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是20℃以及待測(cè)件溫度是20℃的條件下，按照步驟2)采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E20；按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P20；4)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是20℃以及待測(cè)件溫度從18℃±1℃至28℃±1℃的條件下，按照步驟2)采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E18a至E28a以及E18b至E28b；按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P18a至P28a以及P18b至P28b，其中，下標(biāo)a表示在關(guān)閉待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；下標(biāo)b表示在開啟待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；5)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是18℃±2℃至28℃±2℃以及待測(cè)件溫度是20℃的條件下，按照步驟2)程序采集獲得測(cè)量誤差M18a至M28a，M18b至M28b，其中，下標(biāo)a表示在關(guān)閉待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；下標(biāo)b表示在開啟待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；6)根據(jù)步驟3)、步驟4)以及步驟5)采集得到的數(shù)據(jù)分別確定示值誤差測(cè)量不確定度μ(E)以及探測(cè)誤差測(cè)量不確定度μ(P)。上述步驟1)中量塊組是鋼制量塊或步距規(guī)；所述標(biāo)準(zhǔn)球是待評(píng)定坐標(biāo)機(jī)日常校準(zhǔn)測(cè)頭用標(biāo)準(zhǔn)球。上述步驟4)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：4.1)將評(píng)定用量塊組及標(biāo)準(zhǔn)球移動(dòng)至18℃±1℃的環(huán)境下進(jìn)行至少4小時(shí)的定溫；將經(jīng)過定溫的量塊組在開啟坐標(biāo)測(cè)量機(jī)溫度修正且關(guān)閉被測(cè)件件溫度修正的條件下按照J(rèn)JF1064中7.2.1.2的程序采集7個(gè)方向上各5個(gè)尺寸重復(fù)3次測(cè)量的105個(gè)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E18a，按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P18a；在開啟坐標(biāo)測(cè)量機(jī)溫度修正以及被測(cè)件溫度修正功能的情況下，按照J(rèn)JF1064中7.2.1.2的程序采集7個(gè)方向上各5個(gè)尺寸重復(fù)3次測(cè)量的105個(gè)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E18b，按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P18b；4.2)將評(píng)定用量塊組分別移動(dòng)至22℃±1℃，24℃±1℃，26℃±1℃以及28℃±1℃的溫度環(huán)境下，重復(fù)步驟4.1)，分別獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E22a、E22b、E24a、E24b、E26a、E26b、E28a、E28b以及探測(cè)誤差P22a、P22b、P24a、P24b、P26a、P26b、P28a和P28b。上述步驟5)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：5.1)將評(píng)定用量塊及固定裝置及標(biāo)準(zhǔn)球置于20℃±1℃環(huán)境下定溫4小時(shí)以上；將待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度調(diào)節(jié)為18℃±2℃，定溫至少4小時(shí)；在開啟坐標(biāo)測(cè)量機(jī)溫度修正和待測(cè)件溫度修正的條件下按照J(rèn)JF1064中7.2.1.2的程序采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)M18a；在關(guān)閉坐標(biāo)測(cè)量機(jī)溫度修正且開啟待測(cè)件溫度修正的條件下按照J(rèn)JF1064中7.2.1.2的程序采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)M18b；5.2)將環(huán)境溫度分別設(shè)置為22℃±2℃，24℃±2℃，26℃±2℃以及28℃±2℃，重復(fù)步驟5.1)，分別獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)M22a、M22b、M24a、M24b、M26a、M26b、M28a以及M28b。上述步驟6)中示值誤差測(cè)量不確定度μ(E)的確定方式是：其中：μ(ecal)是標(biāo)準(zhǔn)器的校引起的E誤差；μ(ealign)為標(biāo)準(zhǔn)器定向引起的E誤差；μ(efixt)為標(biāo)準(zhǔn)器裝夾穩(wěn)定性引起的E誤差；μ(eR)為測(cè)量重復(fù)性引起的E誤差；μ(eE)為標(biāo)準(zhǔn)器溫度偏離引起的E誤差；μ(eM)為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度偏離引起的E誤差；μ(ecal)、μ(ealign)、μ(efixt)以及μ(eR)計(jì)算方法參照J(rèn)JF1064附錄C的C.1；所述μ(eE)的具體計(jì)算方式是：其中：k為包含因子，根據(jù)置信概率取值；Lmax為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量范圍空間對(duì)角線長(zhǎng)度，單位mm；ht＝(1.189(4-t)-1)，t為待測(cè)件恒溫時(shí)間，單位h；n為數(shù)據(jù)采集階段采集到數(shù)據(jù)的溫度點(diǎn)個(gè)數(shù)；L是所有量塊的長(zhǎng)度的算術(shù)平均值，單位mm；所述L的函數(shù)表達(dá)式是：其中：n是測(cè)試中使用的量塊的數(shù)量，Li量塊組中的第i塊量塊；TD是待測(cè)件開始測(cè)量前的表面溫度；Tmax是數(shù)據(jù)采集階段的最高溫度點(diǎn)中心溫度單位℃；Tmin是數(shù)據(jù)采集階段的最低溫度點(diǎn)中心溫度單位℃；所述μ(eM)的具體計(jì)算方式是：其中：k為包含因子，根據(jù)置信概率取值；ht＝(1.189(4-t)-1)，t為坐標(biāo)機(jī)恒溫時(shí)間，單位h；n為數(shù)據(jù)采集階段采集到數(shù)據(jù)的溫度點(diǎn)個(gè)數(shù)；其中：TD為實(shí)際測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫度；Tmax為數(shù)據(jù)采集階段的最高溫度點(diǎn)中心溫度單位℃；Tmin為數(shù)據(jù)采集階段的最低溫度點(diǎn)中心溫度單位℃。上述步驟6)中探測(cè)誤差測(cè)量不確定度μ(P)的確定方式是：其中：F為標(biāo)準(zhǔn)球證書中給出的尺本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法，其特征在于：所述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法包括以下步驟：1)根據(jù)待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量范圍，選取所需使用的量塊組以及標(biāo)準(zhǔn)球；2)按JJF1064中7.2.1.2的要求選取測(cè)量方向，在7個(gè)測(cè)量方向上分別對(duì)所選5個(gè)長(zhǎng)度量塊進(jìn)行各3次長(zhǎng)度測(cè)量，獲得105個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的集合UR；3)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是20℃以及待測(cè)件溫度是20℃的條件下，按照J(rèn)JF1064中7.2.1.2的程序采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E20；按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P20；4)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是20℃以及待測(cè)件溫度從18℃±1℃至28℃±1℃的條件下，按照步驟2)程序采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E18a至E28a以及E18b至E28b；按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P18a至P28a以及P18b至P28b，其中，下標(biāo)a表示在關(guān)閉待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；下標(biāo)b表示在開啟待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；5)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是18℃±2℃至28℃±2℃以及待測(cè)件溫度是20℃的條件下，按照步驟2)程序采集獲得測(cè)量誤差M18a至M28a，M18b至M28b，其中，下標(biāo)a表示在關(guān)閉待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；下標(biāo)b表示在開啟待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；6)根據(jù)步驟3)、步驟4)以及步驟5)采集得到的數(shù)據(jù)分別確定示值誤差測(cè)量不確定度μ(E)以及探測(cè)誤差測(cè)量不確定度μ(P)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法，其特征在于：所述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法包括以下步驟：1)根據(jù)待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量范圍，選取所需使用的量塊組以及標(biāo)準(zhǔn)球；2)按JJF1064中7.2.1.2的要求選取測(cè)量方向，在7個(gè)測(cè)量方向上分別對(duì)所選5個(gè)長(zhǎng)度量塊進(jìn)行各3次長(zhǎng)度測(cè)量，獲得105個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的集合UR；3)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是20℃以及待測(cè)件溫度是20℃的條件下，按照J(rèn)JF1064中7.2.1.2的程序采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E20；按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P20；4)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是20℃以及待測(cè)件溫度從18℃±1℃至28℃±1℃的條件下，按照步驟2)程序采集獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E18a至E28a以及E18b至E28b；按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P18a至P28a以及P18b至P28b，其中，下標(biāo)a表示在關(guān)閉待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；下標(biāo)b表示在開啟待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；5)在待評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所在空間的環(huán)境溫度是18℃±2℃至28℃±2℃以及待測(cè)件溫度是20℃的條件下，按照步驟2)程序采集獲得測(cè)量誤差M18a至M28a，M18b至M28b，其中，下標(biāo)a表示在關(guān)閉待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；下標(biāo)b表示在開啟待測(cè)件修正時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；6)根據(jù)步驟3)、步驟4)以及步驟5)采集得到的數(shù)據(jù)分別確定示值誤差測(cè)量不確定度μ(E)以及探測(cè)誤差測(cè)量不確定度μ(P)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法，其特征在于：所述步驟1)中量塊組是鋼制量塊或步距規(guī)；所述標(biāo)準(zhǔn)球是待評(píng)定坐標(biāo)機(jī)日常校準(zhǔn)測(cè)頭用標(biāo)準(zhǔn)球。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法，其特征在于：所述步驟4)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：4.1)將評(píng)定用量塊組及標(biāo)準(zhǔn)球移動(dòng)至18℃±1℃的環(huán)境下進(jìn)行至少4小時(shí)的定溫；將經(jīng)過定溫的量塊組在開啟坐標(biāo)測(cè)量機(jī)溫度修正且關(guān)閉被測(cè)件件溫度修正的條件下按照J(rèn)JF1064中7.2.1.2的程序采集7個(gè)方向上各5個(gè)尺寸重復(fù)3次測(cè)量的105個(gè)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E18a，按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P18a；在開啟坐標(biāo)測(cè)量機(jī)溫度修正以及被測(cè)件溫度修正功能的情況下，按照J(rèn)JF1064中7.2.1.2的程序采集7個(gè)方向上各5個(gè)尺寸重復(fù)3次測(cè)量的105個(gè)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E18b，按照J(rèn)JF1064中7.4.2的程序采集獲得探測(cè)誤差P18b；4.2)將評(píng)定用量塊組分別移動(dòng)至22℃±1℃，24℃±1℃，26℃±1℃以及28℃±1℃的溫度環(huán)境下，重復(fù)步驟4.1)，分別獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)E22a、E22b、E24a、E24b、E26a、E26b、E28a、E28b以及探測(cè)誤差P22a、P22b、P24a、P24b、P26a、P26b、P28a和P28b。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度的確定方法，其特征在于：所述步驟5)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：5.1)將評(píng)定用量塊及固定裝置及標(biāo)準(zhǔn)球置于20℃...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：項(xiàng)陽(yáng)，李琳，周宇濤，句紅普，丁娟，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)航發(fā)西安動(dòng)力控制科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西,61