三維坐標(biāo)測(cè)量不確定度分析
摘 要：文章聯(lián)系實(shí)際，從三維坐標(biāo)測(cè)量不確定度的目的、范圍等方面對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)分析。
關(guān)鍵詞：三維坐標(biāo)；測(cè)量；不確定度
1 目的
提供完整的信息對(duì)三維坐標(biāo)測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定與表示，評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果是否有效、是否可信，判定測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量。
2 適用范圍
方法適用于Vento-R 601620/2雙懸臂地軌測(cè)量機(jī)的不確定度分析。
3 三維坐標(biāo)測(cè)量不確定度分析
3.1 A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量
針對(duì)被測(cè)件長(zhǎng)度（800mm）進(jìn)行的.10次等精度測(cè)量數(shù)據(jù)及計(jì)算平均值、殘差、殘差平方。
被測(cè)件長(zhǎng)度10次測(cè)量的平均值x＝799.99225 mm
殘差平方和＝0.000178625 mm2
自由度n＝n-1＝9, n為測(cè)量次數(shù)。
據(jù)此可求出對(duì)應(yīng)的估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差:
對(duì)于測(cè)量結(jié)果來(lái)說(shuō)，我們通常把算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差稱(chēng)為A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。而且由于被測(cè)量的A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA按照正態(tài)分布，因此
uA＝SA/√n＝ 0.001409 mm
3.2 B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量
3.2.1 測(cè)量?jī)x器的不確定度UB1
由于Vento-R 601620/2三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)雙臂測(cè)量的精度為：50+28L/1000≤108(μm )，由此得出長(zhǎng)度L≤2071.428571 mm
當(dāng)被測(cè)件的長(zhǎng)度為800 mm時(shí)，由于其測(cè)量的半寬度U′遵循線性分布，因此U′可以由以下比例關(guān)系得出：
800/2071.428571＝U′/108即U′＝0.0417 mm
又由于該項(xiàng)不確定度按矩形分布，則置信因子K＝√3＝1.7321
其標(biāo)準(zhǔn)不確定度UB1為：UB1＝U′/K＝0.0417/1.7321＝0.0241 mm
3.2.2 由溫度引起的測(cè)量不確定度UB2
經(jīng)反復(fù)測(cè)量比較，在環(huán)境溫度為20℃附近，溫度每增加或減少1度，測(cè)量結(jié)果就相應(yīng)增加或減少0.01 mm，在20°±2℃相對(duì)恒溫的正常測(cè)量條件下，由溫度引起的測(cè)量半寬度為0.04 mm。
由于該項(xiàng)不確定度也按矩形分布，即置信因子K＝√3 ＝1.7321，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度UB2為：UB2=0.04/1.7321＝0.0231 mm
3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
我們可以視合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分布為正態(tài)分布，將上述不確定度分量合成，得出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc為： Uc＝(UA2+UB12+UB22)1/2＝0.03368 mm
3.4 擴(kuò)展不確定度
我們也可以視擴(kuò)展不確定度分布為正態(tài)分布，包含因子K＝2.58，置信概率為99％，則擴(kuò)展不確定度為：U＝kUc＝0.08689 mm
被測(cè)件長(zhǎng)度最終測(cè)量結(jié)果可表示為：L＝799.99225±0.08689 mm
4結(jié) 語(yǔ)
報(bào)告的長(zhǎng)度是針對(duì)被測(cè)件長(zhǎng)度做10次重復(fù)測(cè)量的平均值,且充分考慮了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)雙臂測(cè)量的精度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，估計(jì)了由環(huán)境溫度變化而引起的測(cè)量結(jié)果的差異，并在此基礎(chǔ)上對(duì)測(cè)量結(jié)果作了相應(yīng)的修正。本分析報(bào)告的結(jié)果是按照《測(cè)量不確定度初學(xué)者指南》一文中提及的方法演算所得。
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