詹华挺

（宁德市计量所，福建 宁德 352100）

塞尺片厚度测量方法的选择

詹华挺

（宁德市计量所，福建 宁德 352100）

JJG62-2007《塞尺》检定规程在测量塞尺片厚度时介绍了用测长机直接测量的方法，虽然也说明了在保证测量结果不确定度满足1/3塞尺厚度极限偏差的情况下，可用其他的方法测量，但并未明确可采用的方法，文中通过分析对比卧式测长机和数显壁厚千分尺两种测量方法的测量结果不确定度来建议测量方法的选择。

塞尺厚度；不确定度；测量方法

1 概述

根据JJG62-2007《塞尺》检定规程的要求，在检定方法中阐述了用卧式测长机来测量塞尺片厚度的方法，同时也说明了保证测量结果不确定度满足1/3塞尺厚度极限偏差的情况下，可用其他的方法测量[1]，这就为检定方法的选择预留了空间，文中将分别对卧式测长机（实验时所用为贵阳新天光电科技有限公司生产，型号为JDS1000）和数显壁厚式千分尺（实验时所用为日本三丰牌，型号规格：0mm～25mm）测量塞尺片厚度的测量结果不确定度进行评定，进而对两种测量方法进行分析比较，以便选择适合的方法进行检定或校准。

2 不确定度评定比较

不论是采用卧式测长机还是数显壁厚式千分尺来测量塞尺片厚度，都是直接测量法，其数学模型均为：H=L。

式中：

H：塞尺片厚度测量结果；

L：卧式测长机或电子数显壁厚式千分尺的读数。

2.1 两种测量方法引入不确定度的分量

（1）标准器示值误差引入的不确定度分量；

（2）测量重复性引入的不确定度分量；

（3）球形测头造成的压陷变形引入的不确定度分量；（4）塞尺片厚度不均匀性引入的不确定度分量；（5）塞尺片与平面测头不完全接触引入的不确定度分量；

2.2 两种方法标准不确定度评定

（1）卧式测长机在使用范围内的最大允许误差为±0.5μm，以均匀分布估计，则包含因子为，故引入的标准不确定度为：；

（2）数显壁厚式千分尺在使用范围内的最大允许误差为±1μm[2]，按均匀分布估计，故引入的标准不确定度为：。

分别用卧式测长机和数显壁厚千分尺对1mm塞尺片同一位置重复测量10次，得到测量结果如下表1：

表1 1 0次重复性试验数据 单位：mm

卧式测长机或壁厚千分尺测量时，接触面情况相同：一面与侧头为平面接触，变形量可忽略，另一面为球型测头与塞尺片平面接触，变形量不可忽略。两种方法不同之处为接触测力不同。接触测力引发变形量可根据公式计算得到。

卧式测长机的测力一般为3N,球形测帽直径为40mm，故可得

数显壁厚千分尺的测力最小为5N,球形测帽直径为40mm，故可得

2.2.4 塞尺片厚度不均匀性引入的不确定度

该分量与塞尺本身加工质量有关，与采用的测量方法无关，故两种测量方法此分量一样。

当塞尺片厚度H≤0.10mm时，该值一般不大于1μm，以均匀分布估计，则：

当塞尺片厚度H≥0.15mm时，该值一般不大于2μm，以均匀分布估计，则：

2.2.5 塞尺片与平面测头不完全接触引入的不确定度分量

塞尺面与平面测帽的接触是面面接触，由于塞尺本身的原因造成了面面之间接触并不完全，估计该间隙不超过0.5μm，两种方法均会产生面面接触，故该分量一样，以均匀分布估计，则

综上，可得两种不同的测量方法引入的不确定度表一览表（见表2）。

3 结束语

综上可知，采用卧式测长机和数显壁厚千分尺测量结果不确定度均能满足JJG62-2007《塞尺》检定规程中塞尺厚度极限偏差Fm的检定要求，虽然用数显壁厚千分尺测量塞尺厚度的测量结果不确定度略大，但数显壁厚千分尺的成本投入远远要小于卧式测长机，且操作简便，适用于大多数经费有限的计量检测校准机构。但如果想要获得更准确的测量结果，建议采用卧式测量机来完成塞尺厚度的测量。

表2 不确定度分量一览表

[1] JJG 62-2007 塞尺检定规程[S].

[2]宁静,黄立华.塞尺厚度测量结果的不确定度评定[J] .品牌与标准化, 2011,06.

Choice of Method for Measuring Thickness of Feeler

ZHAN Hua-Ting
(Ningde Institute of Metrology, Ningde 352100, Fujian, China)

In the JJG62-2007 "feeler" veri fi cation regulation, the measuring machine are introduced for the direct measuring thickness of feeler, Although it shows the uncertainty of measurement results that meet a third feeler thickness under the condition of limit deviation that can use other methods to measure, but the method is not explicitly available.In this article, the selection of measuring methods is recommended by comparing the uncertainty of the measurement results of two measuring methods of horizontal measuring machine and digital wall thickness micrometer.

Feeler thickness; Uncertainty; Method of measurement.

2017-04-18

詹华挺，男，宁德市计量所长度医学室主任，工程师