试验筛分为金属丝编织网试验筛和和金属穿孔板试验筛两种。影像测量仪作为一种精密的几何量测量仪器, 利用影像测头采集被测件的影像, 通过数字图像处理技术提取校准金属丝编织网试验筛表面坐标点, 再利用坐标变换和数据处理技术计算出被测件实际尺寸、形状和位置关系, 从而完成非接触法校准金属丝编织网试验筛。影像测量仪通过一次测量获取被测试验筛的部分图像, 利用测量软件完成图像上的各点测量, 为试验筛的校准提供了一种快捷方便的测量方法。
(1) 校准依据:JJF1175-2007《试验筛校准规范》
(2) 环境条件:校准室温度: (20±10) ℃。
(3) 被测对象:标称值为0.02mm的金属丝编织网的丝网上无明显的编织缺陷、折痕、杂质、破损和筛网松弛。
(4) 测量标准:分辨力为0.1μm的影像测量仪。
(5) 校准过程:将影像测量仪调节至合适倍率, 使用轮廓光源进行照亮, 亮度自动调节至最清晰的程度, 在整个筛面上, 严格观察所有单个网孔, 选择过大尺寸的网孔测量作为网孔最大尺寸偏差, 然后至少选择两个取样部位, 每个部位分别在经向和纬向上选取10各连续网孔, 沿着经向和纬向方向连续测量, 同时测得丝径和网孔尺寸, 在分别计算出每个取样部位的经向和纬向上的网孔平均尺寸, 网孔平均尺寸和基本尺寸之差作为平均尺寸偏差, 以平均尺寸偏差作为金属丝编织网试验筛校准结果。
(6) 评定结果的使用
在符合上述条件下的测量结果, 一般可直接使用本不确定度的评定结果。
测量的数学模型:δ=d
式中:δ-----被测筛孔尺寸的测量结果;
d-----在影像测量仪的读数值。
通过用影像测量仪对0.02mm金属丝编织网试验筛的一个筛孔测量10次, 得到测量列0.0206mm, 0.0198mm, 0.0204mm, 0.0197mm, 0.0200mm, 0.0203mm, 0.0205mm, 0.0196mm, 0.0200mm, 0.0198mm, 用贝塞尔公式计算得单次标准差:
实际测量以单次测量值为测量结果, 因此测量重复性引入的标准不确定度为:
影像测量仪示值误差来源包括光栅尺、影像放大倍数、取点定位等误差, 由说明书知其XY轴示值误差为 (2.2+L/300) μm, L是以mm为单位的测量长度值, 认为符合正态分布, 取k=3, 当测量尺寸为0.02时, 影像测量仪示值误差引入的标准不确定度u2为:
金属丝编织网试验筛 (黄铜) 的线膨胀系数为 (18±0.5) ×10-6℃-1, 影像测量仪陶瓷光栅尺线膨胀系数为 (7.85±0.2) ×10-6℃-1, 最大差值为10.85×10-6℃-1, △t=10℃, L=0.02mm, 取三角分布, 试验筛与影像测量仪光栅尺线膨胀系数引入的标准不确定度u3为:
u3=0.001μm
金属丝编织网试验筛在检测前放入试验室一段时间后与影像测量仪温度差为2℃, 与光栅尺线膨胀系数最大差值为10.85×10-6℃-1, L=0.02mm, 取反正弦分布, 则试验筛与影像测量仪的光栅尺温度差引入的标准不确定度u4为
u4=0.0003μm
标准不确定度汇总表如下:
各影响量相互独立, 非接触法校准金属丝编织网试验筛筛孔尺寸测量结果的合成标准不确定度为:
取k=2, 非接触法校准金属丝编织网试验筛筛孔尺寸测量结果的扩展不确定度为:
非接触法校准金属丝编织网试验筛筛孔尺寸测量结果的扩展不确定度为U=1.7μm, k=2。
摘要：影像测量仪作为非接触法校准金属丝编织网试验筛的几何量测量仪器, 通过两次取样测量试验筛的部分图像, 利用测量软件完成图像上的各点测量, 自动生成规定格式的校准报告, 为试验筛的校准提供了一种快捷方便的测量方法。文章通过对该测量方法分析, 给出非接触法校准金属丝编织网试验筛的各不确定度分量, 确定了扩展不确定度, 为校准试验筛提供了可靠的依据。
关键词：非接触法,试验筛校准,不确定度
