cmm尺寸测量不确定度模型与评定方法

'？；■评．．３５９密级：公开单位代码；１０ｔＴＨ７２００９０１０００２：学号；分类号么？ｓｓａａａｓＢ、＾ＶＶ博±学位论文？？．ＣＭＭ尺寸测量不确定度模型．与评定方法ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＭｏｄｅｌｓａｎｄｉｔｓＥｖａｌｕａｔｉｏｎＭｅ化ｏｄｓｏｆＤｉｍｅｎｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｓｕｌｔｓｆｏｒＣＭＭ化者姓名；李红莉朝瞧名：陈晚坏教授巧左工学巧±位：合赃工业大学織专业：測賦ｉｒｈｌ技术及仪器观度黨与义励駭日期：２０巧年１０月嚮賴；２０１５年１２月洁志华教授、博导答辩委员会主席评俩人匿名匿名匿名２０１５年１０月 单位代码；１０３５９密级：公开学号：２００９０１０００２分类号：ＴＨ７ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ博±学位论文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮｐｉｉｅ？ＶＶ’论文题目：ＣＭＭ尺寸测量不确定度模型与评定方法学科专业：测试计量技术及仪器李红莉作者姓名：：陈晓怀教授导师姓名＜完成时间：２０１５年１０月 ：１０３５９：公巧单位代码密级学号：２００９０１０００２分类号：ＴＨ７博±学位论文ＣＭＭ尺寸测量不确定度模型与评定方法ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＭｏｄｅｌｓａｎｄｉｔｓＥｖａｌｕａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓｏｆＤｉｍｅｎｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｓｕＫｓｆｂｒＣＭＭ作者姓名：李红莉导师姓名：陈晓你教授申请学位：工学博±培养单位：合肥工业大学学科专业：测试计景巧术及仪器研究方向：测景误差与化器精确度理论及应用提交日期：２０１５年１０月答辩日期：２０１５年１２月答辩蚕员会主席：沼志华教巧、博导评阅人：匿名匿名匿名２０１５年１０月 合肥工业大学博±学位论文ＣＭＭ尺寸测量不确定度模型与评定方法作者姓名：李红莉：工学博±申请学位研究方向：测量误差与化器精确度理论及应用学科专业：测试计量技术及仪器指导教师：陈晓杯教授２０１５年１０月 ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄｔｏ；ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎａｃｃｏｒｄｍａｎｃｅｗｉ化化ｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｑｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｐｈｙＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＭｏｄｅｌｓａｎｃＨｔｓＥｖａ山ａｔｉｏｎＭｅ化ｏｄｌｓｏｆＤｉｍｅｎｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｓｉｓｔｓｆｏｒＣＭＭＢｙＬｉＨｏｎｌｉｇＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙＨｅ拓ｉ，Ａｎｈｕｉ，Ｐ．民．ＣｈｉｎａＯｃｔｏｂｅｒ２０１５， 同行评议专家名单冯志华中国科学技术大学教授、博导金美峰安徽省计量科学研究院教授级高王、硕导卢荣胜合肥工业大学教授、博导黄强先合肥工业大学教授、博导胡鹏浩合肥工业大学教授、博导同行评巧专家名单匿名教授、博导匿名教授、博导匿名教授、博导答辩委员会名单主席、；巧志华中国科学技术大学教授博导、委员：金美峰安徽省计量科学研究院教授级高工硕导卢荣胜合肥工业大学教授、博导黄强先合肥工业大学教授、博导胡鹏浩合肥工业大学教授、博导 合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学博±学位论文质量要求。答辩委员会签名主席：中国科学技术大学，教授、博导，委员：、安徽省计量科学研究院，教授级高工硕导合肥工业大学，教授、博导，＾合肥王业大学、，教授博导，合肥工业大学，教授、博导，或、＾；合肥工业大学、博导，导师，教授 学位论文独创性黄明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所取得的成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得合肥工业大举或其佈．教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集体，本人已在论文中作了明确的说明。，并表示谢意学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。学位论文作者签名｜＞：签名日期：年月ｒ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解合肥工业大学有关俱留、使用学位论文的规定，即：除保密期内的涉密学位论文外，学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子光盘，允许论文被畜阅或借阅。本人授权合肥工业大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库，允许采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：＾指导教师签名：心如也朽）／：签名曰期签名曰期年，巧ｙ曰：？年抑Ｊ方护Ｉ巧ｆ曰论文作者毕业去向工作单位：合肥工业大学联系电话－：Ｅｍａｉｌ；：通讯地址邮政编码； 致谢本论文是在导师陈晓怀教授的悉也指导下完成的。从论文的选题和研究方向的确定，论文的审，研究方法及创新性的讨论，到每次定期阶段性的总结分析核修改，，都倾注了陈老师大量的精力和也血。老师引导我们学会如何去发现问题。坚定研究方向，挖掘和解决研究过程中的科学问题，开创新的方法陈老师渊博的学识、严谨的治学态度，宽阔的购怀，高尚的品德，都深深地打动和感染着我，是我终生学习的榜样。感谢测控中也实验室主任王宏涛老师在课题实验方面给予的指导和大力支！持！感谢黄强先、胡鹏浩教授的指导和帮助感谢胡毅老师、李瑞君老师、吴畔老师帮我分担教学任务Ｗ及给予的学业上的帮助，为我专也完成论文提供了有力支持！感谢邓华夏老师在英文方面的指导！感谢杨桥、王没斌、程银宝、姜瑞、徐磊、曹雪梅、李高峰、刘芳芳、程真英、杨蕾、张莉、田合雷、陈丽娟、樊宏、巩惠玲、宋琪、徐君等同事和朋友的一！起学习、讨论、实验、成长大力支持和大家，是我人生中的宝贵经历。感谢家人默默的支持和巨大鼓励！他们的理解和爱护为我完成学业提供了可靠保障。感谢所有同事和朋友们对我的支持和鼓励！作者：李红莉２０１５年１０月Ｉ 摘要Ｈ坐标测量机（ＣＭＭ）由于其测量任务的多样性和误差的复杂性，使得合理评定测量结果的不确定度非常困难，限制了测量机的应用，面向任务的不确定度评定已成为坐标测量机应用中亟待解决的难题。论文ＷＣＭＭ尺寸测量为对象，针对ＣＭＭ面向任务的不确定度分析、不确定度模型、不确定度估计方法等问题进行了较为系统深入的研究。主要研究工作和创新点如下：（１）系统研究了测量不确定度分析方法。指出通常的误差源分析方法不适合ＣＭＭ面向任务的不确定度分析一，提出了种基于测量系统量值特性的不确定度分析法一，该方法将测量系统统计分析与不确定度分析融为体，使不确定度分析简单有效，且更具可操作性，适用于各种测量模型、测量方法和测量仪器，对测量不确定度的应用和推广具有重要意义。（２）建立了ＣＭＭ面向任务的不确定度模型。给出了具体的不确定度透明箱一和黑箱建模方法，提出了种简单实用的虚拟坐标测量机评定方法（ＳＶＣＭＭ）。分析了基于测量模型的不确定度透明箱模型的适用性和局限性，重点研究了基于量值特性的不确定度黑箱模型在ＣＭＭ面向任务不确定度评定中的应用。（３）系统研究不确定度估计方法，比较了灵敏度分析方法、蒙特卡罗方法（ＭＣＭ）及ＳＶＣＭＭＨ种方法的适用性，提出了采用量值特性不确定度分析法、不确定度黑箱模型、ＭＣＭ随机仿真与统计参数估计的优化组合，进行ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定，对科学合理评定测量不确定度发挥重要作用。（４）基于上述不确定度理论与方法，研究了ＣＭＭＨ种典型尺寸测量方案的■不确定度评定，根据各种测量方案的不确定度评定结果，分析讨论了测量方案与测量精度的关系，为提升ＣＭＭ的应用价值提供可靠的理论依据。（５）编制了ＣＭＭ面向尺寸测量任务的测量不确定度离线评定软件，对测量不确定度进行自动评定，并给出符合产品几何技术规范（ＧＰＳ）的测量结果报告，为实现ＣＭＭ测量不确定度的智能化评定奠定了基础。一（６）通过评定实例，讨论了不同评定方法的致性和差异性，总结了不同评定方法的特点及适用性，验证了采用量值分析建立不确定度黑箱模型，并结合ＭＣＭ应用于测量结果评定，是解决ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定的最优方。案，为提升ＣＭＭ应用价值提供参考关键词；ＣＭＭ；尺寸测量；量值特性分析；不确定度模型；ＭＣＭＩＩ ＡＢＳＴＲＡＣＴＥｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｐｅｒｌｙｆｏｒＣｏｏｒｄｉｎａｔｅＭｅａｓｕｒｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ（ＣＭＭ）ｉｓｄｉｆｉｃｕｌｔｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔａｓｋｓｏｆＣＭＭａｒｅｖａｒｉｅｄａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓａｒｅｃｏｍｐｌｅｘ，ｗｈｉｃｈｈａｓｌｉｍｉｔｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＭＭ－．Ｔａｓｋｏｒｉｅｎｔｅｄｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｕｒｇｅ凸ｔｒｏｂｌｅｍｎｅｅｄｅｄｔｏｐｂｅｓｏｌｖｅｄｉｎｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＭＭ．ｔｐｐＩｎｔｈｅｔｈｅｓｉｓｔｈｅＣＭＭｄｉｍｅｎｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｔａｋｅｎａｓａｎｏｂｅｃｔＴｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔ，ｊｙｍｏｄｅ－ａｎａｌｙｓｅｓｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｌｓｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆＣＭＭｔａｓｋｏｒｉｅｎｔｅｄ，ｙ，ｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｍｏｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ．１Ｔｈｅｍｅａｓｉｉｒｅｍｅｎｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｔａｎａｌｓｅｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｓｓｔｅｍａｔｔｒａｄ（）ｙｙｙｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｉｔｉｏｎａｌｅｒｒｏｒ－ｓｏｕｒｃｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｎｏｔｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆＣＭＭｔａｋ－ｏｒｓｉｅｎｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＡｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｖａｌｕｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙａｎａｌｙｓｉｓｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｍｅａｓｕｒｅｒａｅｎｔｍｏｄｅｌｓｍｅａｓｕｒｉｎ，ｇｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙａｎａｌｓｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｓｉｍｌｅｖａｌｉｄｙｐ，ａｎｄｒａｃｔｉｃａｌｗｈｉｃｈｉｓｉｍｏｒｔａｎｔｆｏｒ化ｅａｃａｔｉｏｎａｎｄｏｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐ，ｐｐｐＫｐｐｕｎｃｅｒｔａｉｎｔ．ｙ２Ｔｈｅｕｎｃｅｒ－ｔａｉｎｔｍｏｄｅｌｓｏｆＣＭＭｋｏｒｉｅｎｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎａｒｅｅｓａｂｓｈｅｄｈｅ（）ｙｔａｓｔｔｌｉ．Ｔｃｏｎｃｒｅｔｅｍｏｄｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｂｏｕｔｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｍｏｄｅｌｓｏｆｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘａｎｄｂｌａｃｋｙｐｂｏｘａｒｅｒｏｖｉｄｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｖｉｒｔｕａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｅａｓｕｒｉｎｍａｃｈｉｎｅ过ｓｉｍｌｅａｎｄｐｇ，ｐｒａｃｔｉｃａｌｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅ也ｏｄＳＶＣＭＭｉｓｒｏｏｓｅｄ．Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｍｏｄｅｌｐ，，ｐｐｙｏｆｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｂｏｘｉｓｂａｓｅｄｏｎｍｅａｓｘｉｒｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｍｏｄｅｌｏｆｂｌａｃｋ，ｙｂｏｘｓｂａｓｅｄｏｎｖａｕｅａｎａｓｓｅａｃａｂａｎｄｍｔａｒａｎｓａｒｅｎｔ－ｉｌｌｙｉ？孔ｐｐｌｉｉｌｉｔｙｌｉｉｔｉｏｎｏｆｔｐｂｏｘｕｎｃｅｒａｉｎｚｅｄａｎｄ－ｔｔｍｏｄｅｌａｒｅａｎａｌｔｈｅｓｔｕｄｙｉｓｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｌａｃｋｂｏｘｙｙ，ｐｐｕｎｃｅｒ－ｔａｉｎｔｙｍｏｄｅｌｆｏｒＣＭＭｔａｓｋｏｒｉｅｎｔｅｄｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．（３）Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏＭｅｔｈｏｄ（ＭＣＭ）ａｎｄＳＶＣＭＭａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ，Ａｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎ－ｔｈｅｏｔｉｍａｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｖａｌｕｅａｎａｌｓｉｓｂｌａｃｋｂｏｘｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｐｙ，ｙｍｏｄｅｌＭＣＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｓｒｏｏｓｅｄ化ｅｖａｌｕａｔｅ，ｐｐｐ－ｗｈｔａｓｋｏｒｉｅｎｔｅｄｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｏｆＣＭＭｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｉｃｈｉｓｉｍｏｒｔａｎｔｆｏｒ，ｐ打Ｉ 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目录第一章绪论１１．１不确定度评定在ＣＭＭ应用中的重要意义１１．２ＣＭＭ面向任务的不确定度评定概述３１．２．１ＣＭＭ面向任务的不确定度评定含义３１．２．２不确定度评定难点３１．３ＣＭＭ测量不确定度评定的研究现状３１．３．１相关规范和标准４１２国内外．３．研究现状４１．４课题来源与研究任务５１．４．１课题来源５１．４．２研究［＾容６第二章ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法７２．１测量系统误差源分析方法７２．２因果分析方法９２．２．１测量环境１０２．２．２汲Ｉ量设备１１！２．２．３测量对象１１２．２．４测量方法１２２．２．５Ｄ量人员１４２．３量值特性分析方法１４２．４本章小结１７第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模１９３．１透明箱评定１９一３丄１不确定度评定般模型１９３丄２工件端面距离测量不确定度透明箱模型评定２０３丄３孔径测量不确定度透明箱模型评定２８３丄４透明箱评定的局限性３３３．２黑箱评定３３一般模型３．２．１不确定度评定３４３．２．２ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度黑箱模型３４３．２．３黑箱巧定的优势３７Ｖ ３．２．４ＭＣＭ应用于黑箱评定的讨论３７３巧．３虚拟坐标测量机评定３．３．１虚紙坐标测量机的概念及发展现状３９３．３．２简化虚拟坐标测量机（ＳＶＣＭＭ）评定４１３．３．３ＳＶＣＭＭ评定特点４５４３．４本章小结５第四章不同测量方法下的ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定４６４．１常规测量下的不确定度评定４６４丄１测量原理、方法、条件及程序４６４丄２测量不确定度分析４８４丄３测量不确定度模型４９４．２替代测量下的不确定度评定５１４．２．１测量原理、方法、条件及程序５２４．２．２测量不确定度分析５３４．２．３测量不确定度模型５４４．３补偿测量下的不确定度评定５６４．３．１测量原理、方法、条件及程序５６４．３．２测量不确定度分析５９４．３．３测量不确定度模型６０４．４常规测量结合ＭＣＭ的不确定度评定６６４．５本章小结６８第五章ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发６９５．１软件开发平台简介６９５．２不确定度评定软件构架及特色７０５．３透明箱端面距离测量评定模块７５５．４透明箱孔径测量评定模块８０５．５常规测量评定模块８４５．６替代测量评定模块８８５．７补偿测量评定模块８９５．８ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定模块９４５９ＳＶＣＭＭ孔．径测量评定模块９８５．１０常规测量结合ＭＣＭ评定模块１０１５．１１本章小结１０２第六章典型ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定实例１０３ＶＩ ６．１测量对象及测量任务１０３６．２不同评定方法下的工件厚度测量评定实例１０４６．２．１透明箱方法评定１０５６．２．２黑箱常规测量评定１１２６．２．３常规测量结合ＭＣＭ评定１１４６．２．４ＳＶＣＭＭ评定１１６６．３不同测量方法下的工件孔径测量评定实例１１８６．３．１常规测量评定１１９６．３．２替代测量评定１２１６．３．３补偿测量评定１２３知３．４常规测量结合ＭＣＭ评定１２６６口８．４ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定最优方案探讨一６．４．１不同评定方法致性１２８６．４．２方和根法与代数和法之比较１３１６．４．３不确定度评定最优方案１３１６．５本章小结１３５第屯章总结与展望１３６７．１论文工作总结１３６７．２论文工作创新点１３７７１．３工作展望３７参考文献１３８攻读博±学位期间的学术活动及成果情况１４６ＶＩＩ 插图清单图２．１测量中的不确定度贡献因素７图２．２影响测量结果因素的（ＳＷＩＰ巧因果关系简图９图２．３ＣＭＭ面向任务的不确定度来源１０图２．４坐标测量机的几何误差１２图２．５复现性与重复性１７图３４１．１ＳＶＣＭＭ评定程序图４５２．１替代测量过程图４５８．２量块与平板的组合图５．１ＣＭＭ典型尺寸测量任务测量不确定度评定软件总流程图７２图５．２欢迎界面７３图５．３主界面７３图５．４用户信息录入窗口７４图５７４．５测量不确定度评定数据库中记录表示例图５７５．６透明箱端面距离测量评定模块流程图图５．７ＧＵＭ评定模块流程图７６图５．８ＭＣＭ评定模块流程图７７图５．９测量不确定度的判定规则７７图５．１０透明箱距离测量评定模块中信息输入标签项７８＂＂图５．１１透明箱距离测量评定模块中ＧＵＭ评定标签项７８＂＂图５．１２透明箱距离测量评定模块中ＭＣＭ评定标签项７９＂报＂图５．１３透明箱距离测量评定模块中告生成标签项７９＂＂图５．１４透明箱距离测量评定模块中退出标签项７９图５８０．１５透明箱距离测量评定模块中获取Ｐｋ测量点数据应用窗口图５．１６透明箱距离测量评定模块中获取Ｐｉ测量点数据应用窗口８０图５．１７透明箱孔径测量评定模块流程图８１图５．１８透明箱孔径测量评定模块中信息输入标签项８２＂＂图５．１９透明箱孔径测量评定模块中ＧＵＭ评定标签项８２＂＂图５．２０透明箱孔径测量评定模块中ＭＣＭ评定标签项８３＂＂５报告生成８３图．２１透明箱孔径测量评定模块中标签项＂＂图５．２２透明箱孔径测量评定模块中退出标签项８３图５．２３常规测量评定模块流程图８４ｖｍ ８５图５．２４常规测量评定模块的应用界面图５．２５应用测量数据评价重复性误差应用窗口８６图５２６重复性误差标定应用窗口８６图５．２７应用历史数据评价复现性误差应用窗口８７图５．２８复现性误差标定应用窗口８７８８图５．２９替代测量评定模块流程图８９图５．３０替代测量评定模块的应用界面９０图５．３１补偿测量评定模块流程图＂＂图５工件测量９１．３２补偿测量评定模块中标签项＂＂９１图５．３３补偿测量评定模块中长度测量误差补偿标签项＂＂５标签项９２图．３４补偿测量评定模块中测球直径误差补偿＂＂５温度因素９２图．３５补偿测量评定模块中标签项＂＂５９３图．％补偿测量评定模块中测量不确定度评定标签项９４图５．巧ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定模块流程图５９５图．３８ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中信息输入标签项＂＂５９５图．巧ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中分析评定标签项＂＂５％图．４０ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中报告生成标签项＂＂图５退出９６．４１ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中标签项图５．４２ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中获取Ｐｋ点测量信息窗口９７图５．４３ＳＶＣＭＭ距离测量巧定模块中获取Ｐｉ点测量信息窗口９７图５．４４ＳＶＣＭＭ孔径测量Ｗ定模块流程图９８图５．４５ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块中信息输入标签项９９＂＂图５．４６ＳＶＣＭＭ孔径测量ｆ定模块中分析评定标签项９９＂＂１００图５．４７ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块中报告生成标签项＂＂１００５图．４８ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块中退出标签项５ＭＣＭ评定１０１图．４９常规测量结合模块流程图图５５０ＭＣＭ评定模块的应用界面１０２．常规测量结合１０３图６．１汽车空调压缩机缸体实物图２１０４图６．汽车空调压缩机缸体图样示意１１２图６．３工件厚度透明箱评定结果１１４图６．４工件厚度黑箱常规测量评定结果工件厚度常规测量结合ＭＣＭ评定结果１１６图６．５１１８图６．６工件厚度ＳＶＣＭＭ评定结果工件厚度评定数据记录表１１８图６．７ＩＸ 图工件化径常规测量评定结果１２１图知９王件孔径替代测量评定结果口３图ｔｌＯ工件测量实验照片１２４图６１２６．１１工件孔径补偿测量评定结果图６口．１２王件孔径常规测量结合ＭＣＭ评定结果８图６．１３工件孔径评定数据记录表１２８图６．１４工件厚度测量结果的概率密度分布１３０图６．１５工件孔径测量结果的概率密度分布１３３Ｘ 表格清单５１表４．１常规测量的不确定度概算表４５３．２替代测量的实验数据表４．３替代测量的不确定度概算５５５７表４．４工件的测量数据巧表４．５长度禄准量的测量数据表４．６内直径标准器的测量数据巧巧表４．７外直餐标准器的测量数据表４６５．８补偿测量法的不确定度概算表５．１测量不确定度评定数据库中的表结构７１０５１Ｐ标数据１表６．ｉ点重复测量坐６１０６表．２Ｐｋ点重复测量坐标数据二乘计算结果Ｉ的各不确定度分量１０７表６．３最小／的各不确定度分量１０８表６．４测量结果１０９表６．５ＭＣＭ不确定度模型中输入参数特征１０９表６．６ＭＣＭ不确定度模型中测量点输入量特征１１０表６．７ＭＣＭ不确定度模型中测量点仿真区间８Ｈ个测量人员的多组测量结果１１２表片一一１表１３６．９任取某测量人员的组测量结果表６．１０温度补偿引起的测量不确定度概算Ｈ３１１４表６．１１工件厚度常规测量下的不确定度概算ＭＣＭ的不确定度模型中输入参数特征１１５表６．１２常规测量结合１１６表６．１３测得Ｐｉ点坐标数据及其方向余弦１１７表６．１４测得Ｐｋ点坐标数据及其方向余弦表６１１７．１５ＳＶＣＭＭ不确定度模型中输入參数特征表６１１９．１６各测量人员的测量结果表６．１７某个测量人员的测量数据１２０１２０表６８．１工件孔径常规测量下的不确定度预算表１２１６．１９工件孔径替代测量的实验数据１２２表６．２０工件孔径替代测量下的不确定度预算１２４表６．２１工件孔径的测量数据１２５表６．２２标准量块的测量数据ＸＩ ．２３标准环规的测量数据表６１２５表６．２４工件孔径补偿测量下的不确定度预算１２５表６．２５常规测量结合ＭＣＭ不确定度模型中输入参数特征１２７．２６不同评定方法得到的工件厚度测量结果比较表６１２９表６．２７不同评定方法对不确定度来源的考虑１３０表６．２８不同测量方法下得到的工件中也孔径测量评定结果比较１３２ＸＩＩ 第一章绪论第一章绪论１．１不确定度评定在ＣＭＭ应用中的重要意义测量不确定度是评定测量结果质量的指标，表示了测量结果的可信程度，是一个重要参数测量结果中应当包含的，只有包含测量不确定度的测量结果才是完［Ｕ］整、可靠的、有实用价值的。测量不确定度如测量值一样重要，是计量科学的重要部分，广泛应用于计量测试领域，还用作对比不同方法的重要参数，还可Ｗ用于验证新方法。研究Ｈ坐标测量机（ＣＭＭ）面向任务的测量不确定度的评定方法和评定技术具有重要价值：，主要体现在Ｗ下Ｈ大方面一（１）研究测量不确定度评定技术是新代ＧＰＳ发展的要求一一新代产品几何技术规范（ＧＰＳ）是针对产品几何定义和精度控制而建立的、，包括套完整的技术标准体系，覆盖了从宏观到微观的产品几何特征尺寸公差形位公差和表面结构等需要在技术图样上表示的各种几何精度设计要求、标注方法、测量原理、验收规则，１＾＾及升量器具的校准、测量不确定度评定等，涉及产３［】品设汁、制造、验收、使用等产品生命周期的全过程。该系列标准不仅是产品信息描述与交换的基础标准，也是产品市场流通领域中合格评定的依据。，是工程领域必须依据的技术规范和交流沟通的重要王具新的ＧＰＳ是信息时代产品几何设计制造和计量检验综合为一体的新型国际标准体系。一随着新世纪知识的快速扩张和经济全球化的推进，新代ＧＰＳ系列标准的重一一要作用日益为国际社会所认同，其水平不但影响个国家的经济发展，而且对＿个国家的科学技术和制造业水平提升有重要作用。一ＧＰＳ标准体系利用不确定度的传递关系新代，将标准与计量联系起来，将不确定度评定与几何产品的设计规范、生产制造和检验认证贯穿于整个生产过程。一不确定度理论是新代ＧＰＳ标准体系的重要基础理论。完善不确定度评定规范及一ＧＰＳ一工程应用技术，是当前新代标准应用研究的重点之。（２）应用测量不确定度是产品质量控制的要求自从１９８７年ＩＳ０９０００系列标准问世Ｗ来，为了加强品质管理，适应品质竞争的需要，企业家们纷纷采用ＩＳ０９０００系列标准在企业内部建立品质管理体系，申一请品质体系认证，很快形成了个世界性的潮流。全世界己有１００多个国家和地区正在积极推行ＩＳ０９０００国际标准。我国加入ＷＴＯ后，工业体系和质量管理体系ＩＳ０９０００都在和世界接轨，认证在中国有了飞速发展。目前流行的参考手册是１ 合肥工业大学博±研究生学位论文ＱＳ９０００测量系统分析手册。如今，测量系统分析（ＭＳＡ）已逐渐成为企业质量改一项重要工作进中的，企业界和学术界都对测量系统分析给予了足够的重视。在质量认证体系标准中，要求对每台检验、测量和试验设备必须了解其不确定度的情况，根据测量能力的要求，判断设备是否能够提供合乎要求的测量结果Ｗ。可见，测量不确定度在质量管理控制中有重要应用，要考察测量设备是否符合测量要求，必须借助测量系统的不确定度评价。（３）提升ＣＭＭ使用价值关键在于测量不确定度的智能评定、随着科学技术的迅速发展，在高端制造产品检验与质量评定的过程中，对精密测量仪器在智能化和精度方面的要求越来越髙。测量仪器的最终精度体现在执行测量任务时被测量参数的测量不确定度。没有不确定度的测量结果，其可靠性和应用价值大为降低。ＣＭＭ是一种典型的面向产品对象的测量设备，是现代制造过程、工业检测、质量控制和产品检验中不可或缺的大型高精度、高效率、万能性测量仪器，广泛地应用于机电工业、航空航天和国防军工等领域。它不仅能完成各种零件尺寸、、形状、轮廓的测量，还加工中也等设备组成联机集成系统可Ｗ和数控机床，实一现设计、制造和检测的体化。但在目前的Ｈ坐标测量机应用中，通常只能给出被测参量的估计值，导致坐标测量机难Ｗ作为校准和检验设各，严重影响了其应有的使用价值，面向任务的不确定度评定成为制约坐标测量机合理应用的瓶颈。随着三坐标测量机的发展和广泛应用，其测量结果不确定度的评价技术受到业内的广泛关注。＂＂２００９年和２０１３年，海峡两岸现代精度理论及应用学术研讨会分别在台湾新竹市和台北市召开。与会期间，两岸学者对精密测量和精密化械领域相关的测量误差与精度理论及应用研究进行了广泛交流，并对当前该领域亟待解决的新问题及热点技术展开了深入的讨论，其中现有测量不确定度原理及方法在实际应用中的局限性受到了普遍关注一，尤其是台湾量测技术中也及些企业迫切需求面向任＂务的坐惊测量不确定度评定技术及应用成果。２０１０年由合肥工业大学提交的建立坐标测量机面＂向任务的测量不确定度模型与传递链画数被仪器科学与技术学＂＂科组选为１００００个科学难题。随着测量不确定度表示指南（ＧＵＭ）和ＧＰＳ的颁布实施，产品检验、实验室＾［１认可都要求给出规范的不确定度报告。市场经济的全球化使得愈来愈多坐标测一量机的生产企业和用户努力追求与ＩＳＯ保持致，产品的公差设计、合格判定都＾９要求更加准确的不确定度评定［。因此，迫切需要科学、实用、经济的坐标测量机面向任务的不确定度评定及应用技术。２ 第一章绪论１．２ＣＭＭ面向任务的不确定度评定概述ＣＭＭ具有通用性和多功能性‘，但由于其本身的复杂性，要同时给出测量产品的不确定度非常困难。１１ＣＭＭ．２．面向任务的不确定度评定含义Ｈ坐标测量机面向任务的测量不确定度，是指特定测量任务下所得结果具有的不确定度，其大小不仅取决于坐标测量系统本身的精度，还取决于测量的对象是什么、怎么测量、在什么条件下测量等多种因素１．２２．不确定度评定难点一Ｈ坐标测量机是一种复杂的几何量测量系统，相比于功能单的测量仪器，一方面要评价Ｈ坐标测量化面向测量任务的不确定度更加困难。，由于坐标测量机结构复杂，存在２１项几何误差、探测系统误差等影响，在测量过程中影响测量结果不确定度的误差来源繁多，分析困难，且误差源之间关系复杂，使得各误差＂一。Ｈ坐标测量机是源对测量结果的影响难Ｗ量化和进行误差传递另方面，万＂能的测量仪器，能够测量各种各样的对象，完成复杂的测量任务，测量方法也具有很大的选择空间，影响测量结果的主要测量不确定度来源或贡献因素往往不。：同，或者影响大小不同其影响体现在（１）测量对象不同，测量结果的不确定度可能不同。（２）测量对象相同，测量任务不同（被测参数不同），测量结果的不确定度一可能不同。例如坐标测量机在其测量空间内的任测量点位置，其Ｘ、ｙ、Ｚ三轴坐标值的测量不确定度都可能不同。一（３）测量对象相同，测量任务也相同，但任影响测量结果的不确定度来源或贡献因素发生变化，测量结果的不碑定度也会发生改变。例如测量环境条件发生变化，测量结果的不确定度都会出现相应变化。在面向任务的测量不确定度评定中，不同测量任务或不同测量方法，往往具有不同的测量不确定度来源和评定模型，必须具体任务具体分析，确定影响测量结果的主要不确定度来源或贡献因素，建立相应的测量不确定度模型，执行测量结果评定。总之一，坐标测量机功能多样，且在测量过程中误差来源复杂，对般测量人员而言，评定ＣＭＭ面向任务的测量不确定度具有很大难度。１．３ＣＭＭ测量不确定度评定的研究现状现代先进制造技术的发展对Ｈ坐标测量机不断提出新的、更高的要求，测量、机用户也愈来愈关也和重视其测量结果的不确定度，准确科学、智能化评定面向任务的测量不确定度是坐巧测量技术的发展趋势。３ 合肥工业大学巧±研究生学位论文１＊３．１相关规范和标准在ＩＳＯ／ＴＣ２１３／ＷＧ１０（坐标测量机）国际标准中，对Ｈ坐标测量机的精度评定进行了规定，建立了ＩＳＯ１０３６０和ＩＳＯ／ＴＳ１５５３０两大系列标准。其中ＩＳ０１０３６０＂＂１＊就不同类型测量机制定了坐梳测量机的验收检测和复检检测规范［】，我国标＂准ＧＢ—／Ｔ１６８５７与之相对应ＩＳＯ／ＴＳ１５５３０；是在产品几何技术规范（ＧＰＳ面向）＂［１９任务的坐标测量机不确定度评估验收与检测规范主题下的技术规范］，推荐了＂＂＂＂＂＂＂应用多次测量策略、应用已校准工件或标准件、应用计算机模拟和应＂用专家判断四种面向任务的坐标测量机不确定度评定方法，我国标准ＧＢ／Ｔ２４６３５－心］．３２００９对应于其中的第二种方法，规定了对使用坐标测量机和已校准王件得到的测量结果进行测量不确定度评估的方法，而其它评定方法尚未有与之对应的国家标准，由此可见，国内对于面向任务的坐标测量机不确定度评定方法的研究有待加强。１３．２国内外研究现状国外学者和研究机构对面向任务的测量不确定度评定问题非常重视ＰＷＳ。圧ＥＥ仪器与测量协会每年都召开会议，专口研讨测量不确定度估计的发展方向及其进展。德国ＰＴＢ提出了坐标测量机不确定度评定的专家方案，美国ＮＩＳＴ、意大利ＩＭＧＣ等也开展了相应研究美国北卡罗来纳大学和德国ＰＴＢ合作研究了用于坐标测量系统的具体任务不确定度建模和评定技术心１；德国ＰＴＢ开发了虚拟坐标测量机ＶＣＭＭ软件包，美国ＮＩＳＴ开发了ＰＵＮＤＩＴ软件包，巧可实现ＣＭＭ面一定测量任务的测量不确定度评定ｐｑ向，且已投入应用；英国布鲁内尔大学－、波兰克拉科夫工业大学和别尔斯克比亚瓦大学也研究开发了虚拟坐标测量机２７－２９［］Ａ（ＶＣＭＭ）Ｖａｌｄ耗．Ｒ．ＣＭＭ；臣西乌贝兰迪亚联邦大学的，等对几何误差的ｗ，Ｗ［相关不满定度进行了研究；日本、印度、波兰、比利时、斯洛伐克和埃及分别３＾３［］对ＣＭＭ测量不同对象的不确定度估计方法进行了探讨；俄罗斯建立了标准不确定度输入量的分布模型及其概率密度函数ｔＷ；加拿大研究了自由表面测量与重构中不确定度的评定方法ｗｑ；法国提出了基于模糊尺度的测量不确定度管理方法４一４［９＾意大利通过仿真实验设计了［；种简化的坐标测量机不确定度评定流程波；４８］兰还开展了基于ＧＰＳ规范的坐标测量不确定度评定相关研究［。４＾２国内在坐标测量机的精度理论及其应用方面也开展了大量的工作［］。天津大学提出了基于刚体模型的Ｈ坐标测量机２１项误差源，在误差的建模与补偿方面进行了深入研究ＷＷＷ国计量科学研究院在校准坐标测量机时讨论了校准方法和；中口１］工业大学在误差溯源与建模重复性引入的不确定度分量、测量不确定度；合肥评定、动态误差分离与补偿、兰坐标测量机的精度检定等方面开展了系统的研究５２－５８［］一工作、、；华中科技大学桂林电子科技大学郑州大学等，对新代ＧＰＳ标准４ 第一章绪论理论体系进行了系统研究中国计量学院对贝叶斯方法在测量不确定度中的应用进行了研究［＾，根据贝叶斯定理推导出合并样本方差公式，提出了校准和检［６＾南大学测中微小样本测量不确定度评定方法；东、南京工程学院等在形状误差ｅｗｉｌ优化算法方面进行了大量研究ｔ北京航空航天大学对测量不确定度的非统计；ｎ７３，７４］［］？［．北京理工大学对不确定度估计方法进行了研究北评定方法进行了研究；７京工业大学重点研究了齿轮测量的不确定度评定［３侨大学在形状误差评定算；华７＾２【法］、采样方案等方面进行了研究；安徽大学和浙江大学研究了小工件平面度８３－［］１７及其不确定度的在线测量；文献８４８７］等对测量不确定度的评定方法进行了［，８８－９２研究等应用蒙特卡罗仿真技术进行测量不确定度评定。；文献［］综合分析国内外研究现状可知，目前，关于ＣＭＭ面向任务的测量不确定度一的评定研究主要包括Ｗ下Ｈ个方面：是基于透明箱模型展开测量不确定度评定研究，如测量模型和测量不确定度模型的建模方法、采用传统ＧＵＭ具体评定时对于测量模型中参数相关性的考察、基于测量模型采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ仿真评定测量不确定度等，研究成果较多。二是基于黑箱理论展开测量不确定度评定研究，文章相对较少，主要集中于应用多次重复测量与应用已校准工件或标准件进行测量不确定度评定技术的研究，但较少给出完整的实施方法。王是对应用虚拟坐标测量机评定测量不确定度的研究，研究成果主要集中在国外，主要对虚拟坐标测量机的组成、原理、评定软件系统的设计和验证等方面进行了研究。总之，，国外对ＣＭＭ面向任务的研究开展妓早尤其在利用计算机模拟进行坐标测量机测量不确定度评定方面的研究成果较多。国内针对坐标测量机自身的一精度研究较多，针对具体测量任务的不确定度建模和评定做了定研究，取得了一定的理论及应用成果。但对于ＣＭＭ面向任务的测量不确定度建模及评定方法，国内外尚未进行系统性的研究、，尤其国内对于不确定度分析方法黑箱模型评定、■不确定度评估方法、测量方案对测量精度的影响、虚拟坐标测量机评定Ｗ及不确定度评定软件开发等方面的研究，都有待深入。本文将从尺寸测量角度，对ＣＭＭ面向任务的测量不确定度建模及评定方法展开全面、系统的研究。１．４课题来源与研究任务Ｌ４．１课题来源＂本课题来源于国家自然科学基金项目基于ＧＰＳ面向对象的现代不确定度评＂定理论及应用研究（５１２７５１４巧。旨在Ｗ新一ＧＰＳＧＵＭ为准则代标准规范为依据，Ｗ，研究坐标测量机面向尺寸测量任务的测量不满定度评定理论和方法。结合坐标测量机典型尺寸测量任务，进行测量不确定度分析，建立面向任务的测量不确定度数学模型，研究不确定度评定方法；开发坐标测量机面向尺寸测量任务的不确定度评定敕件，方便测５ 合肥工业大学博±研究生学位论文量机用户通过在线或离线应用，在完成测量任务时获取符合规范的测量不确定度报告，得到准确完整且更具实用价值的测量结果，提高实际应用中不确定度评定的可靠性、可操作性与智能化水平，最终提升坐标测量机的应用价值。１．４．２研究内容课题主要针对ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定中的关键问题展开研究，研究内容包括；（０面向任务的测量不确定度分析不确定度分析是测量不确定度评定的首要问题，也是不确定度实际应用中的难点。由于坐标测量机测量任务的多样性和误差的复杂性，通常的误差源分析方法显然不适合ＣＭＭ面向任务的不确定度分析一，需要寻求种更实用、髙效的不。确定度分析方法，方便测量不确定度的应用和推广（２）面向任务的不确定度数学建模根据ＧＰＳ定义的透明箱和黑箱概念，研究Ｈ坐标测量机面向任务的不确定度建模方法，分析透明箱和黑箱评定模型的应用方法和适用性，并对虚拟坐标测量机评定实现方法进行探讨。由于透明箱模型受限于测量模型，重点研究不确定度黑箱模型在ＣＭＭ面向任务不确定度评定中的应用，为实现不确定度评定提供理论依据。（３）不确定度评估针对主要不确定度来源或贡献因素的特点，研究不满定度分量的评估方法和评定技术，比较灵敏度分析方法（文中简称为ＧＵＭ方法）、蒙特卡罗方法（ＭＣＭ）等方法的适用性，为实现不确定度评定提供技术支撑。（４）ＣＭＭ不同测量方案的不确定度评定研究ＣＭＭ典型尺寸测量方案的不确定度评定，基于各种测量方案的不确定度评定结果，分析讨论测量方案与测量精度的关系，为提升ＣＭＭ的应用价值提供可靠的理论依据。（５）尺寸测量不确定度评定软件的设计及编制根据所研究的不确定度理论与评定方法，设计编制尺寸测量不确定度评定软件，对测量不确定度进行自动评定，并给出符合ＧＰＳ规范的测量结果报告，为实现ＣＭＭ测量不确定度的智能化评定奠定基础。（６）面向任务的不确定度评定最优方案讨论通过评定实例，对比不同评定方法得到的评定结果，讨论ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定最优方案，为提升ＣＭＭ应用价值提供参考。６ 第二章ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法第二章ＣＭＭ面向任务的不确定度分祈方法不确定度分析是测量不确定度评定的首要问题，也是不确定度实际应用中的难点。ＣＭＭ作为高精密的仪器设备，其结构复杂，确定所有的不确定度来源非常困难，在实际测量不确定度评定中，也不可能面面俱到，必须抓住主要矛盾。因此，在评定ＣＭＭ面向任务的测量不确定度时，找出影响测量结果的主要不确定一度来源或贡献因素，将其方便地转换为不确定度分量至关重要。围绕这问题，本章将讨论ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法，从通常的测量系统误差源分析方法入手，分析不确定度主要来源或贡献因素，讨论进行不确定度分量量化的方一便途径，，最终提出量值特性分析方法为进步的ＣＭＭ面向任务的不确定度建模提供基本理论和方法。２．１测量系统误差源分析方法一测量系统误差源分析方法是种经典的不确定度分析方法一。般测量过程中引起测量不确定度的Ｐ３］１０种不同的误差来源及其合成，如图２．１所示。物理常数环境条件被测量的／／测量结果＼３１定义？＊测里设备Ｉ８的不确定度Ｉｊ测量人贾软件和汁算图２．１测量中的不确定度贡献因素Ｆｉｇ２．１Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｌｙｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓｉｎ出ｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ这１０种不确定度贡献因素的详细内容如下：（１）环境条件。在大部分惰况下，特别是ＧＰＳ测量中，环境温度是测量不确７ 合肥王业大学博±研究生学位论文定度的主要贡献因素。其他可能的不确定度贡献因素有温度及其时间和空间的变化、振动和噪声、湿度、污染、照明、气压、空气成分、气流、重力、电磁干扰、电源的瞬变、压缩空气、热福射、王件、标尺、仪器的热平衡等。（２）测量设备的参考标准器。可能的不确定度贡献因素有稳定度、刻度的质量、热膨胀系数、物理原理、ＣＣＤ技术、校准不确定度、主标尺的分辨力、自上次校准Ｗ来的漂移、波长误差。（３）测量设备。可能的不确定度贡献因素有解读系统、电子和机械放大、波长误差、零点稳定度、力和力的稳定度、滞后、温度稳定度和温度灵敏度、视差、自上次校准Ｗ来的漂移、响应特性、导轨或滑轨、探头系统、表面缺陷、硬度和刚度、读数系统、线膨胀系数、内插系统、内插分辨力、数字化。（４）测量装置。可能的不确定度贡献因素有余弦误差和正弦误差、阿贝原理、温度灵敏度、硬度和刚度、探头半径、探头尖端的形状误差、探头系统的硬度、光学孔径、工件和测量装置的相互作用、预热。（５）软件和计算。主要是对小数点和有效数字的影响。可能的不确定度贡献因素有修约和量化、算法、算法的贯彻、计算中有效数字的位数、取样、滤波、算法的修正和验证、内插和外推、粗差处理。（６）测量人员。可能的不确定度贡献因素有教育程度、经验、培训、体力上的缺陷和能力、知识、诚实度、奉献精神。（７）测量对象。可能的不确定度贡献因素有表面粗賴度、形状误差、弹性模量、巧膨胀系数、传导性、重量、尺寸、形状、磁性、材料的吸湿性、时效、清洁、温度、内部应为、蠕变皆性、装卡引起的王件喷变、方向性。（８）被测量的定义。可能的不确定度贡献因素有基面、参考系统、自由度、给定公差的要素、距离、角度、标准中的定义等。（９）测量程序。可能的不确定度贡献因素有空气调节、测量次数、测量原理选择、准直、参考标准及其数值的选挥、仪器的选择、测量人员的选择、测量人员数目、策略、锁紧、定位、测量点数目、探测原理和策略、探测系统的配置、漂移的验证、反向测量、冗余度、误差分离等。（１０）物理常数。主要是对修正用物理常数的认识程度，如材料特性等。可见，在测量过程中可能引起不确定度的误差来源或贡献因素是复杂繁多的，在不同情况下，误差的来源或贡献因素是不相同的，各分量之和也是不相同的。而且，各种不确定度贡献因素可能单独对测量结果产生影响，也可能相互影响而引起附加的不确定度一，情况非常复杂。在任何情况下，在对每个不确定度分量进行评估时，均需要具有相关的理论基础和计量学的实践经验，并非易事。一般测量设备相对于，ＣＭＭ结构复杂且功能丰富，引起ＣＭＭ面向任务的不８ 第二章ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法确定度来源非常多、非常复杂，如果采用这种传统的误差源分析方法，分析不确定度来源，将其转化为不确定度分量，其操作实施非常困难。为了方便不确定度分析，在不确定度概算中可Ｗ对不确定度贡献因素或不确定度分量进行分类。比如采用因果分析方法。２．２因果分析方法因果分析方法本质上虽然仍是基于误差源进行分析的，但已对繁杂的误差源进行了分类，把原先传统的误差来源和贡献因素进行了归纳和总结，将影响测量结果因素归结为标准（Ｓ）、工件（Ｗ）、仪器（Ｉ）、人员／程序巧）和环境（Ｅ）五一。大方面，将每个方面转化为项综合的不确定度分量来考虑影响测量结果因素的因果关系简图如图２．２所示。ＳＩ线性国际？、形状清洁敏感＼材料专业＼弹性＼Ｘ■＂Ｉ—ＩＩｌ—Ｉ？培训学历ＷＳ系统变差／誦／经验空气ｆ体力ｍｕ７ＪＰＥ２２图．影响测量结果因素的巧ＷＩＰ巧因果关系商图Ｆｉ２．２ＴｈｅＷＩＰＥｃａｕｓａｌｉｔｄｉａｒａｍｏｆ化ｅｆａｃｔｏ巧ａｆｅｃｔｉｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓ山ｔｇ巧）ｙｇｇ该鱼骨图清晰地表示出了测量过程中标准、工件、仪器、人员／程序和环境五。个方面中具体包括的不确定度来源，可为实际测量的不确定度分析提供指导根据因果分析的思想，对于ＣＭＭ面向任务的不确定度来源分析，可ｉＵ从测量环境、测量设备、测量对象、测量方法和测量人员五大层面确定主要的不确定３度影响因素，如图２．所示。９ 合服工业大学博±研究生学位论文－温度测量环境＜巧尘＾振动％等源、电源等几何误差ｆ探测系织读差测星设备Ｈ测虽软件误差Ｉ梳趨误差、力巧形误差、传感撇吴誘不确定度来源／＼ｒ工件的細状况挪居对象，工件的热膨胀系数工件的柳性Ｉ测呈方案选择ｆ测童方巧■１测＾？制定测图２．３ＣＭＭ面向任务的不确定度来源Ｆ２－ｉｇ．３ＴｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｓｏｕｒｃｅｓｏｆｔａｓｋｏｒｉｅｎｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＣＭＭｙ２．２．１测量环境在大部分情况下，特别是在ＧＰＳ测量中，环境温度是测量不确定度的主要贡献因素。对于ＣＭＭ测量应用来说，温度变化会引起ＣＭＭ机械结构的热变形，还会引起被测量尺寸本身和ＣＭＭ的测量标准量发生变化，对于尺寸测量结果的影响尤为明显。虽然目前中高精度的坐标测量系统都配置了温度补偿系统，能够从一定程度上修正由温度变化对测量结果造成的影响，但仍存在由于温度补偿引起的不确定度，所Ｗ不能忽略温度变化对ＣＭＭ尺寸测量的影响。在实际应用中，测量机供应商会给出ＣＭＭ的工作温度范围要求，计量级的’‘测量化工作湿度范围一ＴＣ±ｒＣ一般为２（，般精度的测量机为２０Ｃ±２Ｃ，生产级的测量机工作温度范围较宽。除温度影响外，影响测量结果的环境因素还包括湿度、振动、灰尘、气源及电源等方面。因此，在使用中，要注意供应商提出的湿度工作范围，定期清洁测量机的移动部分及相关附件，按照供应商的要求配置气源，采用合适的隔振措施，尽量在符合规范的环境下完成测量工作。１０ 第二章ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法２．２．２测量设备Ｈ坐标测量机本身的误差是其测量结果不确定度的重要来源。从Ｈ坐标测量机的组成结构来看，引起测量不确定度的主要因素是ＣＭＭ的几何误差和探测系统误差。（１）几何误差由于机械结构在设计、加工、制造中的局限性，ＣＭＭ必然存在几何误差。对一２１．４于般直角坐标结构形式的坐标测量机而言，包括项几何误差，如图２所示４９Ｍ，［］、，分别是：９项投影到Ｈ个理论坐标轴线上的轴向误差９项绕Ｈ个理论坐标轴线的回转误差，Ｗ及３项投影到Ｈ个理论坐标平面上的垂直度误差。此外，由于坐标测量机需要在动态情况下进行测量，因此还包括了各个误差相关的动态误差，这使得坐标测量机的误差分析与补偿变得非常复杂，由于修正的不完全Ｗ及修正过程所带来的附加误差，使得Ｈ坐标测量机仍然存在固有的系统误差。（２）探测系统误差探测系统不仅与移动轴系配合共同承担了坐标测量过程中测点采集任务，更一是与测量系统精度相关的个重要部分。坐标测量机的测量误差主要来源于探测系统和测量轴线，特别是对于接触式测量方式而言，由于测力、测量方向、测量ＭＩ，９９速度等多方面影响因素的存在，探测系统的误差不可忽视。其综合误差主要包括预行程误差和测量方向误差。在实际工件中，由于存在着各类几何特征及其组合，而且可能尺寸和方位也。各不相同，因此需要通过探针系统配置Ｗ便完成对各种几何特征的测量工作怡。当地进行探针系统配置，可Ｗ减小探测误差、、除ＣＭＭ的几何误差和探测系统误差外，还存在测量软件误差力变形误差标准量误差和传感器误差等，这些误差共同作用于兰坐标测量机，使得Ｈ坐标测量机在其测量空间内任意测点的测量结果存在误差，具有分散性，引起测量结果的不确定度。２．２３测量对象测量对象本身的特性也会引入测量不确定度。主要表现在；（１）工件的形状偏差、尺寸偏差、波度、表面粗糖度，Ｗ及存有污物等，都是重要的不确定度来源；（２）工件材料热膨胀系数的不精确，Ｗ及测量过程中热膨胀系数的变化也是测量不确定度的来源；（３）如果被测工件刚性不够，接触式测量受力变形也将引入不可忽略的测量不确定度。１１ 合肥工业大学博±研究生学位论文＾Ｋｏ图２．４盤杨测量化的几何误差Ｆｉｇ２．４ＴｈｅｇｅｏｍｅｔｉｙｅｒｒｏｒｓｏｆＣＭＭ２．２．４测量方法＂＂一Ｈ坐标测量机精度高，并不意味着得到的测量结果定就好。关键问题还＿在＂＂于怎么测。测量方法涵盖了所有测量过程的设计和规划，描述了测量人员如何应用坐栋测量机进行检测来得到被测参数的信息。主要包括Ｗ下方面：（１）测量方案的选择一一般对于某测量任务，往往有多种不同测量方案可Ｗ选择，比如直接测量＂＂＂＂或者间接测量－－，比如点面式和面面式都可巧于端面距离测量，比如常规测量、替代测量、补偿测量的选择。不同的测量方案决定了测量过程的流程和复杂程度，决定了不同的测量模型和不确定度模型，对测量结果的影响重大。（２）测量策略的制定一测量策略涵盖测量过程中由测量人员决定的切细节对于一次完整的测，量，检测中的细节包括测量人员的安排（人数确定和人员选择）、工件在兰坐标测１２ 第二章ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法量机测量空间内的位置和方向、工件的装夹和定位、探测系统的配置、工件坐标系的建立、采样策略的拟定（包括测点数目及分布）、拟合算法选用、测量顺序、测量次数、参考标准量的选择、测量速度、测量环境温度的监测、测量持续时间等等。细节决定成败：，测量策略的制定非常关键。例如１）工件在Ｈ坐标测量机测量空间内的位置和方向由于Ｈ坐标测量机测量空间内的各点所受测量机几何误差的影响不同，在测量空间内具有不同的测量不确定度，因此测量人员应尽可能选择测量误差较小的区域进行测量。对于具有方向性的测量参数来说（例如长度测量），要注意测量方向的选择对测量结果及不确定度的影响。２）工件的装夹和定位一工件才能保证检测的装夹和定位工件是每个测量过程的必要环，合理装夹质量。装夹既要注意稳固可靠，方便测量，也要考虑夹持力合适，防止工件在测一一量时发生位移或者受力变形。对同对象的多个参数测量时，应尽量考虑次装。夹就能完成所有测量任务，避免因多次装夹而降低测量结果的可信度３）探测系统的配置探测系统精度的高低决定了坐标测量机的测量重复性，影响着测量机的整体测量精度。因此选择合适的测头、探针，对于减小测量结果的不确定度尤为重要。一在般情况下，针头半径大有利于测量数据的稳定性；在不引起测量干涉的情况下，尽可能缩短探针长度，并选择较粗的探针杆和接长杆，有利于减少测量过程中的变形；探针系统的联接也应考虑联接刚性和可靠性，尽可能减少联接环节。４）工件坐标系的建立根据测量对象特点和测量任务要求，正确且合理地建立工件坐标系对化简测量难度、提髙测量效率，Ｗ，Ｗ及提高测量精度都有很大帮助。例如测量孔径时圆孔中也轴线作为Ｚ轴，Ｗ待测圆孔截面圆的圆也作为新的坐标原点建立工件坐。标系，会给后续的自动测量带来很大方便５）采样策略的拟定由于测量对象千差万别，关于采样点的数量、路径和空间分布，目前并无标准可依，测量人员往往根据经验进行判断。然而由于被测对象的形状误差等因素Ｐｑ的影响，采样策略的选择会很大程度上引起测量结果的不确定度。拟定采样策、参，还应略时，需考虑到测量点选取应尽可能反映出被测对象数的真实情况考一虑测量的效率和经济性。。般来说，测量点分布应尽可能地覆盖被测表面或区域６）测量速度等设置１３ 合肥工业大学博±研究生学位论文当测量速度很小时，Ｈ坐标测量机的测量可Ｗ视为准静态测量，动态误差很小，但当测量速度很大时，动态误差将成为影响测量结果不确定度的重要因素。、如何合理选择测量速度，包括测量加速度测头逼近距离（速度）等设置，在测量精度与测量效率间取得平衡，是测量人员需要扶择的问题。Ｈ坐标测量机需要面对各种不同对象一、各种特征量的检测，由于缺少统的规范一理设，在次完整的测量中，测量方案、测量策略都有很大的选择空间，合计和规划测量过程、制定合理的测量方法对保障测量结果质量意义重大。２．２．５测量人员测量人员的教育程度、具有的测量知识和经验、经历的培训情况、投入工作的态度，Ｗ及身体状况将会影响到整个测量过程，体现在测量准备工作、测量方法选择、采样策略制定、实施测量、记录测量结果、处理实验数据的方方面面，是测量不确定度的重要来源。不同测量人员测量相同任务所得的测量结果具有分散性。在保证坐标测量系统满足测量精度要求的前提下，能否得到高质量的测量结果主要取决于测量人员对测量方法的认知程度。根据测量任务，进行探索、分析和测试，优化测量方案，对测量策略做出合理规划，将有效提高测量精度。综上所述，可面向任务的测量不确定度主要，利用因果分析方法＂＂来源分类归结为人、机、斜、法、环这五大层面。但对于具体量化各个不确一。定度分量，依然存在很大困难因此，寻求种新的不确定度来源分析方法，方便不确定度分量的量化，成为提高测量不确定度评定效率的关键问题。总的来说，传统的测量系统误差源分析方法和因果分析方法都是从误差源头，必然误差来源繁多且关系复杂来考察测量不确定度来源，不好量化，如果反过来，直接从测量系统的输出结果来考察测量不确定度来源，采用评价测量结果的性能指标来作为不确定度分量，就能够方便实现不确定度分量的量化，从而提高一评定效率。因此，论文提出种更加适用于ＣＭＭ面向任务的测量不确定度分析的新方法量值特性分析方法。２．３量值特性分析方法，量值特性指标是在测量系统分析中提出的首先，它反映了测量数据的统计特性，可用于衡量测量系统的质量，是对测量结果的综合评价，不需要关也具体的测量模型和测量方法，因此，采用量值特性指标进行ＣＭＭ面向任务的不确定度分析是合理可行的，也更加适用于测量任务丰富的ＣＭＭ的测量不确定度评定。其次，目前虽然也有国际或国家标准体现了对于量值特性指标的应用，但并非针对ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定－。例如国际标准ＩＳＯ２２５１４７：２０１２脚１４ 第二章ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法９＾１［。，，主要是关于过程管理中的统计方法应用目标是进行测量系统性能的评估口》］３５－又如国标ＧＢ／Ｔ２４６．３（对应ＩＳＯ１５５３０３），给出了应用己校准件或标准件实现ＣＭＭ确定测量不确定度的技术，但该标准仅直接给出了不确定度概算，完全未提及量值特性指标，也没有对各不确定度分量与量值特性指标的评价关系作出分析，对于用户进行ＣＭＭ面向任务的测量不确定度来源分析，解决其测量结果的不确定度评定问题，指导不足。因此，为了解决ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定，论文提出了量值特性分析方法，即完全从被测量测量结果的量值特性来考察ＣＭＭ面向任务的不确定。度来源或贡献因素，利用对量值特性指标的评价解决不确定度分量的量化问题量值特性指标包括偏倚、线性、稳定性、分辨力、重复性和再现性六项。在ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定中，可Ｗ利用量值特性指标反映坐标测量系统一类的计量学特性，评价某（或多类）测量误差引起的不确定度分量。国际标准ＩＳＯ－２２５１４７：２０１２脚中给出的测量系统测量不确定度评估技术，可为量值特性指标量化为不确定度分量提供有力的规范支持。各量值特性指栋含义及其转化为不确定度分量的方法说明如下：（１）偏倚。，是指测量结果的观测平均值与基准值的差值真值的取得可采用更高等级的测量设备进行多次测量取平均值，也可Ｗ送。样件到计量部口校准获得，但要考虑由于校准引入的不确定度分量由坐标测量机校准引入的不确定度分量＾￣＾＾（２．１）ＣＡＬＣＡｌＩＣＡＬ。，其中，ｔ／为校准证书所提供的校准扩展不确定度为对应包含因子ｃＭＬ（２）线性，指在Ｈ坐标测量机正常工作量程内的偏倚变化量，是测量系统的系统误差构成。对于Ｈ坐标测量机，研究单个测量点的偏倚与线性没有意义，通常关也的是测量给定长度或给定形状的偏倚与线性，在坐标测量机的检定规范中对这两项特一性进行了定义和规定，般示值误差Ｅ和探测误差Ｐ来反映，可Ｗ利用最大允许误差ＭＰＥ来量化ＣＭＭ测量系统本身的不确定度分量，如Ｕ三２２ＭＰＥ（．）ｗＥＩ＾一（３）稳定性（或漂移），是指坐标测量系统在某持续时间内测量同基准或一一零件的同特性时获得的测量值总变差。稳定性是整个时间的偏倚变化。般来一。说，，稳定性引起的误差对于电子类测量影响显著在几何量检测中影响很小般在坐标测量中。，很少将稳定性引起的误差作为主要不确定度来源考虑一ｃｒｏ－ｅ课题组针对实验所采用的台海克斯康公司的ＭｉＨｉｔ３ＤＤＣＣ型Ｈ坐标１５ 合肥工业大学博±研究生学位论文一一测量机进行了稳定性实验分析，在不同时间段内重复测量同工件的同内孔直径，对不同时间下的测量平均值进行考察，结果表明由测量稳定性引起的不确定度分量远远小于坐标测量机的光栅尺分辨率。因此，可Ｗ忽略由测量稳定性引入的不确定度分量。（４）分辨力，是指坐标测量系统能有效辨别的最小的示值差。若设乂表示分。辨力，假设服从均匀分布，则由分辨力引入的不确定度分量＂＝．此去Ｔ（２．＾通常，商用Ｈ坐标测量机的示值误差是其分辨力的１０倍Ｗ上，分辨力引起的ｃｒｏ－Ｈｅ误差往往可忽略不计。比如课题组实验所采用的Ｍｉｉｔ３ＤＤＣＣ型Ｈ坐标测量机，其技术指标中，光栅尺分辨率《０．１ｐｍ，由公式（２．３）可算得由分辨力引入的不确定度分量不到化的ｕｍ，而其最大允许示值误差则大于３ｕｍ，因此，可Ｗ忽略由分辨力引入的不确定度分量。一一（５）重复性，送里指由同个操作人员用同台Ｈ坐标测量机经多次测量同一＂＂一特性时获得的测量值变差）。个零件的同（巧结为四同测量重复性引入的不确定度分量可由在重复性条件下的多次测量结果按贝塞尔（Ｂｅｓｓｅｌ）公式算得的实验标准差给出。一６一（）再现性，这里指由不同操作人员，采用同台Ｈ坐标测量机，测量同一＂＂＂Ｈ同一零件的同特性时测量平均值的变差（归结为异）。需要说明的是再＂现性在国际标准和国标中对应的英文单词为Ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙ，在最新版的国标中，＂＂＂＂＂＂一已将再现性改称为复现性，因此，论文中后续将采用复现性这提法。对于Ｈ坐标测量机测量，可Ｗ改变的条件包括测量人员、测量方法、测量环一－测量地点和时间等境、。对于这些条件，可改变项、多项或全部。测量复现性引入的不确定度分量可由不同条件下的测量结果按巧塞尔公式算得的实验标准差岡给出。。值得注意的是，测量复现性是完全独立于测量重复性的测量重复性主要反映的是测量中随机效应的影响；而测量复现性主要反映了未定系统误差对测量结果的影响一兰坐。对于同标测量机的测量应用，测量复现性主要是由测量人员的。５变动而引起的，测量人员不同，采用的测量方法自然不同图２．表示了复现性与重复性的区别。一另外，测量过程中的其他不确定度分量主要包括工件的不均性引入的不确定度分量和温度引入的不确定度分量。１６ 第二章ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法复現性ＩＩＭ／图２．５复现性与重复性Ｆｉｇ２．５Ｒｅｒｏｄｕｃｉｂｉｌｉｔａｎｄｒｅｅａｔａｂｉｌｉｔｐｙｐｙ、对于接触式测量，由于工件表面纹理、形状偏差几何偏差，会引入不确定。度分量如果送些因素的影响已经体现在最大测量值中，则可Ｗ忽略由于工件的一不均性引入的不确定度。若Ａｗ为形状偏差的期望误差或最大允许误差，假设一服从均匀分布，则由于工件的不均性引入的不确定度分量Ｕ二ａ如（２．４）〇ＢＪ〇ｕ！测量环境温度引入的不确定度是温度差异引起的不确定度和热膨胀系数引起的不确定度两部分分量的合成，假设《表示温度差异引起的不确定度分量，？表＾，示热膨胀系数引起的不确定度分量，则Ａｒ，，＝ａ‘Ｕｌｕ＾（２．５；ｍ’其中，ＡＴ表示实际测量温度与惊准２０Ｃ的温度差，ａ表示被测工件热膨胀系数，／表示被测工件尺寸。（２．６）Ａｒ表’其中，示实际测量湿度与标准２〇ｃ的湿度差，Ｍ。表示工件热膨胀系数的标准不确定度，／表示被测工件尺寸。则测量过程中由于温度引入的不确定度分量Ｕ．＝（２．７）ｊ可见，量值特性分析方法，方便确定主要的不确定度来源Ｗ及不确定度分量一的量化，有利于进步的不确定度建模和评定，经济实用，推荐坐标测量机用户采用。２．４本章小结本章系统研究了ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法。首先回顾了传统的测１７ 合肥工业大学博±研究生学位论文■量系统误差源分析方法，但由于ＣＭＭ测量任务的多样性和误差的复杂性，误差源分析方法显然不适用于ＣＭＭ面向任务的不确定度分析。然后介绍了能够对不、确定度贡献因素进行分类的因果分析方法，从测量环境测量设备、测量对象、测量方法和测量人员五大层面确定主要不确定度影响因素。因果分析方法与误差源分析方法并无本质差别，因而实现不确定度分量量化依然困难。最后，提出了一种基于量值特性指标的不确定度分析方法。该方法将测量系统统计分析与不确一体，且更具有，适定度分析融为，使不确定度分析简单有效可操作性用于各种测量模型、测量方法和测量仪器，对测量不确定度的应用和推广具有重要意义。１８ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模第三章ＣＭＭ面向任务的不滿定度数学建模测量不确定度建模是不确定度评定中的关键问题，不确定度模型是否系统、全面地反映了主要的不确定度来源及其相互关系，是否正确合理，将直接影响到测量评定的效果及其可信度。测量不确定度模型不同于测量模型。Ｈ坐标测量机本身自带的测量软件已经封装了对应被测特征量的常用算法测量模型，根据测量模型，坐标测量机就可Ｗ通过点坐标测量得到被测量的估计值。但如果要得到测量不确定度，得到完整的测量结果表述，就必须建立测量不确定度模型，根据不确定度模型来评定测量结果一。目前的坐标测量机般都不具有自动评定测量不确定度的功能，对于测量机用户来说，不仅测量模型是个黑箱，不确定度建模更是个难题。－ｍ７巧［］国标地／Ｔ１８．２２００４中将不确定度评定的方法归结为透明箱和黑箱方法，仅给出了基本概念，提供了不确定度评定的透明箱模型和黑箱模型的最基本形式，指导性不足，无法满足兰坐标测量机用户评定测量不确定度的实际需求，因此本章具体研究ＣＭＭ面向任务的测量不确定度建模问题。首先，Ｗ工件端面距离测量Ｗ及孔径测量两个典型尺寸测量任务为例，研究如何建立ＣＭＭ面向任务的不确定度透明箱评定模型，给出具体的应用方法，包括测量不确定度来源分析、不确定度模型和评定过程，总结透明箱模型评定的特点。然后，为了解决透明箱评定的局限性，重点研究ＣＭＭ面向任务的不确定度黑箱评定建模，提出应用量值特性分析方法的建模思想一，总结其特点；同时，为了进步提高评定效果，提出在黑箱评定中应用ＭＣＭ进行数据处理的思想和应用方法，初步提出了ＣＭＭ面向任务的不确定度评定优化方案。最后，对虚拟坐标测量机（ＶＣＭＭ）测量评定送一热点进行了探讨一，提出种简单实用的虚巧坐标测量机评定方法（ＳＶＣＭＭ）ｏ３．１透明箱评定所谓透明箱评定，主要体现在不确定度评定模型为透明箱模型。即在模型中，被测量之值是通过与被测量有函数关系的其他量的测量而得到。本节先简要说明不确定度评定的透明箱模型一般形式，再Ｗ典型尺寸测量任务为例，说明如何建立ＣＭＭ面向任务的不确定度透明箱评定模型，Ｗ及应用透明箱评定的具体方法。义一１．１不确定度评定般模型在透明箱不确定度评定模型中，被测量为若干测量值不的函数。不又可Ｗ是一个函数（透明箱模型）或黑箱模型：１９ 合肥工业大学博±研究生学位论文７＝义．．．．。，乂，，２，，，心片）ＰＳＩ测量的合成标准不确定度：２＂＝＋Ｘ＂ｃ义客瞎‘ｆ）此处，Ｗ是强相关的测量不确定度分量之和：ｆ＾３Ｙ口乂＝，１Ｉ式中：—的偏导数函数ｒ相对于义。，ｄＸ＊‘Ｕ—第ｘｚ个被测值（函数）的合成标准不确定度，它是被测量ｒ的测量，一部分不确定度评定中透明箱模型的。一一Ｍ可能是个黑箱的结果（合成标准不确定度），也可能是另个透明箱。模型的不确定度估计值。＝不相关的不确定度分量（／？〇）采用几何相加（方和根法）。不相关的不确定度分量的数目是７。／＝９－强相关的不确定度分量（１或１）采用代数相加。强相关的不确定度分量／的数目是ｒ。保守的估计是将所有不知道是否完全不相关的分量都看作为强相关。在评定被测量ｒ的测量不确定度的透明箱模型中，总共有（ｐ＋ｒ）个不确定一个分量还可能是若干个测量不确定度分量的合成－度分量，其中每。由合成标准不确定度评定扩展不确定度Ｕ：在ＧＰＳ测量中，扩展不确定度ｆ／可由下式计算：＝＝Ｕｕｘｋｕｘ２＾＾除非另有规定＝２。，在ＧＰＳ测量中包含因子４下面Ｗ典型尺寸测量任务为例，说明ＣＭＭ面向任务的不确定度透明箱评定建模及应用方法。３丄２工件端面距离测量不确定度透明箱模型评定本节１＾１坐杨测量机测量工件端面距离为具体任务，首先全面分析测量过程中影响测量结果不确定度的主要来源，建立测量不确定度透明箱模型，并介绍如何具体应用传统的方和根方法（下面简称为ＧＵＭ方法）和ＭＣＭ对工件端面距离测量２０ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模进行不确定度评定。３丄２．１测量模型Ｈ坐标测量机测量王件端面距离一采用般是通过间接测量的方法得到的。从一《点〇＝１．．．》测量策略考虑，可先从测量对象测量方向个测量端面上任取＾，，；＾要求ｎ＞３，且均匀对称分布），利用最小二乘法求得该测量端面对应的拟合平面Ｖ，再从与之对应的另一测量端面取一点从而求出Ａ点到拟合平面Ｖ的距离Ｚ。最小二乘拟合平面Ｖ回归方程表示为ｚ＝ａｘ＋ｂｙｃ＋最小二乘误差：２ｎ怎＝－＋＋ｃｊ２Ｅｈ（啤妙，＝１１要使＆最小（多元函数求极值），则有：，根据拉格朗日乘数法０＝■＝－化＋．－Ｚ＋ｃｘ（ｒ學如这过［，＇妙＇）］（，）—－０＝＝Ｗ．Ｚ＋＋Ｃ＇砂＾醬适［，（Ｉ）］（乂）＝？－－０＝＋＋ｃ．Ｚ妙１，如，，）］（）、學适［即：巧ｎｎｎ＝－ＸＺ曰．ｃ＋ｂＸ＋ｃＸｉｉｆｉＹｉｉ（Ｔｊ石疋Ｙ＾ｓＳ古占，，，ｌ，＇１１２．．ｚ＝ａ．ｘｊ＋６＋ｃ＾Ｚ乂，芝，Ｘ＞＾芝义＝＝＝＊／＇１ｉ／！！Ｉｎｎｎ．．＇＝＝ｘ＇＋〇ｃｎ［＋Ａ乂衣，Ｓ，文＝＝＝／ｉ，ｉ／ｉ为了方便计算机编程解算：，可整理得矩阵形式的正规方程组＂Ｚ乏＞，乏ｙ，乏，／、＝？＼＝！｜１ｉＣ／ｆ１ｎｎｎｎ２ｘｘａ＝Ｗ＇Ｚ，Ｅ，乙之ｉ＝＝！＝＝１？／１１１／！ｎ打ｎＩ＾ｆ）ｔ２斯ｚ乏乂￡知，乏乂，＝－＝１、１Ｍ／ＩＪ＼１１＞２１ 合肥工业大学博±研究生学位论文由此可推出其最小二乘解为：ｒＸ＝ＡｒＶｚ（３．１）Ａ（）－Ｚ，Ｃ「］Ｐ叫「．？１Ｘ，Ｖ，Ｚ，＾＝＝＝其中，Ｘａ，Ａ；Ｚ。．．．＇：＇＇＇ｂ由公式（３．１）得到的ａ、６、ｃ，可计算Ａ点到拟合平面Ｖ的距离为；（３．２）２＋＆＋１《尽量考虑到减小重复性测量误差对测量结果带来的影响，在测量时取大，且对＆点及各巧点重复测量次数ｍ也应尽量取多，采用各点对应的均值坐标及算术标准差代入到掛合平面Ｖ及求解Ｉ的计算中。在测量过程中，应用Ｈ坐标测量机的测头补偿功能和温度补偿功能。３丄２．２不确定度模型在实际测量过程中，存在着多种因素会对测量结果带来影响。下面对测量不确定度的主要来源进行简要分析：（１）测量机示值误差的影响。测量机示值误差反映了测量机本身的２１项机构误差、测头系统误差等测量设备本身的系统误差对于测量结果的影响。（２）测量过程的重复性的影响。测量结果重复性反映了在相同测量条件下，一一同被测量的连续多次测量结果之间的致程度。在端面距离测量过程中，测量重复性影响反映在对ｆ点及各巧点进行的重复测量中。ｔ（３）测量过程的复现性的影响。测量结果复现性反映了在测量条件改变时，一一致性同被测量的测量结果之间的。在实际测量中，主要体现为测量人员、测量时间的改变对测量结果带来的影响，能够反映出测量结果的稳定性。对于透明箱评定过程而言，由于是基于测量模型进行测量并计算测量结果，因此需要在不确定度模型中额外考虑实际测量中存在的复现性影响。一工件的表面纹理（４）工件不均性的影响。在接触式测量中，、形状偏差、几何偏差会影响测量结果。其中，工件表面粗糕度影响的量级较形状误差和几何，偏差小，且在接触测量过程中探针针头具有滤波效应，能够减小粗礎度对测量一般对于工件的不均一结果的影响。因此，性，可忽略粗趟度引入的不确定性，主要考虑形状偏差或几何偏差对于测量结果的影响。在端面距离测量过程中，由于是采用固定的巧点拟合最小二乘平面，从而求解点面距离，因此需要考虑拟合平面的平面度影响。６（５）温度变化的影响。实际测量环境温度偏离标准测量温度２〇时，需要对２２ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模一测量长度结果进行温度补偿，般测量机测量软件具有温度补偿功能，但由于温度变化的不确定性，也会带来温度补偿的不确定性。另外，由于制造工艺及加工过程中各种因素的影响，被测工件和测量机光栅尺的热膨胀系数在测量过程中随。着温度的变化是变动的，具有不确定性（６）测量速度的影响。测量机在不同测量速度下测量，会改变测量力的大小，从而对测量结果产生影响。如测量机在低速情况下、采用自动模式进行测量，则影响较小，可Ｗ忽略；否则必须额外考虑。当然，测量方法也会对测量结果产生影响，包括巧合平面采样点数的选取与分布，巧合，情况比较复杂，在此篇论文的研究中暂不去纠结该问题算法的选用等，采样点数和分布依据经验推荐制定，且主要针对测量机默认采用的最小二乘方法一重点讨论测量结果的不确定度评定。按照新代ＧＰＳ关于不确定度定义的划分，即重点讨论的是执行不确定度的评定。综上分析，可Ｗ总结出坐标测量机测量工件端面距离的不确定度模型为：＂—！＝－Ｌ＋ＬＣ２０牛５牛Ｓ＋Ｓ＋Ｓ（３．３）Ｔ（ｆｉ｝ｇ〇ｇｊｗ此ｆ其中Ｌ—通过最小二乘计算得到的待测端面距离的最隹估计值；Ｃ—工件的热膨胀系数Ｖ被测；ａ—测量机光栅尺的热膨胀系数＂；Ｔ—测量过程平均湿度；８—测量机示值误差对测量结果的影响；ｅＳ—测量复现性对测量结果的影响防，一Ｓ—工件不均ｏｗ被测性对测量结果的影响。对点面式端面距离测量任务而言，主要考虑实际测量点＆偏离测量面中也点对测量结果的影响；Ｓ—测量机测量速度对测量结果的影响。ｙ建立不确定度模型后，既可Ｗ采用传统的灵敏度分析方法，也可Ｗ采用ＭＣＭ进行测量不确定度评定。３．Ｉ．２．３基于灵敏度分析方法评定测量不确定度传统的灵敏度分析方法依据ＧＵＭ不确定度传播规律，采用方和根合成得到测量结果的合成标准不确定度，需要确定测量不确定度模型中各输入量的传递系数和标准不确定度分量，需要考虑输入量间的相关性。（１）合成禄准不确定度根据工件端面距离测量的不确定度数学模型（３．３）可见＂／＝王ｒｙ（，，，），９０％Ｗ上的误差源是互不相关的在实际测量中，但也有少数误差来源，往往巧 合肥工业大学博±研究生学位论文因为受到相同影响因素的制约而具有相关性，对于这种情况，利用数学变量代换的方法，完全可Ｗ使原本具有相关性的若干误差源变为不相关。因此，此处可ＷＰ］假设输入量Ｚ、ｏＴｍ、了、《、、、互不相关，根据ＧＵＭ不确￡＆５Ｄ式Ｗ定度传播定律求得各传递系数：＝－－－＝－＋ａ．＝．．－ｌ〇ｒ２０；王ｒ２０；ｚｒ２〇Ｖ；＾（Ｊ（）争（）争（）ＯＬｏａ＾逆＝王．（＼斬Ｗ－ａｊＭ＾；普＝主＝立＝单＝１。ｄＴＷｅｄＳ版ｄＳ〇出ｄＳｙ根据ＧＵＭ方法合成，测量工件端面距离／的合成标准不确定度为；．＂．＂＋．＋．＂似心＾？＝（３．４）。煩叫安）尚鮮｜＋＋Ｕ＋ＵｙＩｑ＾ｊＩ其中Ｕ—最小二乘计算结果的标准不确定度；ｌｕ—被测工件热膨胀系数的标准不确定度Ｍ；ｕａ—测量机光栅尺热膨胀系数的标准不确定度；（Ｍ）Ｕ—测量湿度的标准不确定度ｒ；Ｕ—由测量机示值误差引起的不确定度分量ｅ；Ｕ—由测量过程复现性引起的不确定度分量防；一ｕ—〇ｗ由工件不均性引起的不确定度分量；Ｕ—由测量速度引起的不确定度分量ｙ。—二最小乘方法计算结果Ｚ的标准不确定度可根据公式（３．２）同理进行分析。由公式（３．２）可知：王＝ｘｚ口６ｃ３（．５）ｇ（＊，义ｔ，＊，，，）－ｏ－＿但由于公式（３．２）带有绝对值符号，需要分别对（ＺｊＣ妙ｔｃ）＞０及ｔｉ－Ｚｏｘ－－Ｃ＜０两种，ＧＵＭ不确定度（）倩况根据传播定律求得各传递系数，ｔｔ妙Ａ综合两种情况的讨论结果可得：。５ｄ１诲１１客间ｇ’２２２司卸＊＋占＋１司Ｖａ＋＆＋ｉ２＆．－－＋ｌｘａ＋化ａｃ３（）＊妙＊＊各＿｜’施２２２。＋６＋１古＋＆＋１（）２４ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模２。？－ａｆａ－＋１ｃ＋６ｃｄｇ（）兴＊崎｜｜２２２２谢．＆。＋＆＋１心。＋＋１（）壑１°司＾＾ｙａ＋ｂ＋ｌｌ在函数关系式（３．５）中，输入量ｘ、兴、ｚ互不相关，ａ和６、６和ｃＷ及ｆｌｔｔ一定相关性和Ｃ之间虽有，但表现较弱，可忽略它们之间的相关性。根据ＧＵＭ方法合成，即可得到最小二乘方法计算结果Ｚ的标准不确定度：２．＂也＋．＂＋．＂約）倍丫〇〇約啦）ｄ５ｚ＝｛ｙｊＩｊ（３．６）？１２，２‘＂。＋？＂＊＋－＂Ｃ（）鮮（）筋（）ｆ曲其中，《知）、Ｍ（Ｚ＊）表示对应工件坐标系Ｘ、Ｙ、ＺＨ轴方向上的测量点Ａ的单点标准不确定度；Ｕ。、Ｍ。表示线性参ｆ［ａ、６、Ｃ的标准不确定度，与对应工件坐标系Ｘ、Ｙ、Ｚ＾轴方向上的测量点的单点标准不确定度１／片）、Ｍｚ有关。（＜）将公式（３．６）代入公式（３．４）即可得到测量工件端面距离／的合成标准不确定度Ｍ。ｅ相关标准不确定度评定如下：１）ＭＸ、《ｙ、ＭＺ、ＭＸ．、ＭＺ＇的确定（＊）（＊）（＊）（，）（，）这几个标准不确定度反映了对应工件坐标系Ｘ、Ｙ、ＺＨ轴方向上进行单点测量时，测量机示值误差和测量重复性的综合影响。要确定单点测量的不确定度是比较困难的，，按照传统的规范做法，首先需要对测量空间进行网格划分然后利用标准球板或孔板对网格点进行标定，最后对网格点之外的其他单点的测量不确定度，，采用插值方法获得。整个过程实现起来非常复杂；而且标定需要标准件成本高昂。因此，对于单点测量的不确定度的评定，此处采用简化的实验方法进行估计，在自动。、低速的测量模式下重复采点为了评估在测量面上近似均匀、对称分布取ｎ（？＞３）个采样点巧，各重复测量１０次，由贝塞尔公式对每个采样点对应的１０个Ｘ、ｙ、Ｚ坐标值分别求算术平均值及其标准差，为了安全，取１０组标准差中最大值作为巧采点时对应工件坐标系Ｘ、Ｙ、ＺＨ轴方向上的单点测量标准不确定度的取值。即■＝Ｍ〇：＇《；＇＝＜ｒ＇＂２＝。Ｘ〇ＣＺ（３．７）；ｙ；（，）（，）ｍ巧〇，）（，）ｍ＂（，）（ｉ）隨＊ｉ也重复采点、为了评估对，１０化Ｗ１０次测得的Ｘ、ｙＺ坐标值分别求算术平均值及其标准差，分别Ｗｘ、ｙ、Ｚ坐标的标准差作为Ａ采点时对应方向的单点测量巧准不确定度的取值。即２５ 合肥工业大学博±研究生学位论文－－－＝〇ｘ？＝＝ｍｘ〇ｍｚ〇ｚ〇（３．８）；；（Ｊ（＊）（ｙ＊）（ｙＪ（Ｊ（Ｊ２）《６、ＭＣ的确定（）（）＾二［］可得根据等精度测量时最小乘估计量的精度估计理论：■■．＝．．ｕｃ＝ａ＝订，＂〇口＝口，ｕｂ＝ｏ＝口Ｕ．９）（）ｃ：＾｜＾（）。：厄（）ｂ：＾｜＾■＇＾Ａ〇？Ｚ其中，如、ｄ、Ａ的对角线元素，为Ｃ点在方向上的单点测。知为（ｊ，？〇＝．。量标准差，即ｉ／，ｂ）３）、《〇：的确定）（＂）设工件的热膨胀系数变化在±Ａａｙ，服从矩形分布，工件热膨胀系数的标准不确定度为：？〇？＝（３，．１０）（）同理，若光栅尺的热膨胀系数变化在±ＡａＭ，服从矩形分布，则坐标测量机光栅尺的热膨胀系数的标准不确定度为：！／＂＝ＡａＶ＾（３．１１）（＂）＾／４）？的确定＾‘若测量时实际环境温度偏离标准温度２０Ｃ，变化极限为±Ａｒ，服从矩形分布，温度变化的不确定度为：Ｕ＝ＡｒＪ（３．１２）ｒ／Ｖ５）ａｃ的确定根据ＣＭＭ的验收复检报告，可Ｗ査知ＣＭＭ在规定操作环境下的最大示值误差其大小与实际测量尺寸有关。为安全起见假设测量机示值误差服从矩形９８分布考虑＝［１，取包含因子ｉｆｃＶ＾，则测量机示值误差引起的不确定度分量：＝ＵＭＰＥ來（３．１３）ｅｅＩ６）的确定可根据Ｗ往经验或者复现性重新标定来确定。如果己知复现性影响的最大值服从矩形分布，则由测量结果复现性引起的不确定度分量为：■Ｍ二〇＇（３１４）ｒｄ此Ｉ１＾．７）１／。＾的确定如果已知被测工件的最大形状偏差或几何偏差服从矩形分布，则由工一Ｐ７］件不均性引起的不确定度分量：ｍ＝ａ（３．１５）〇ｂｊ〇ｇｊＩ对于点面式端面距离测量，ｆｌ主要表现为拟合平面的平面度影响，其值可ａｗＷ通过校准证书或根据经验确定，也可利用坐标测量机进行测量并由测量软件评定获得。８）Ｕ的确定，２６ 第兰章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模大多数情况下，则，测量机是在低速下测量工件端面距离由测量速度引起的不一％。确定度分量大小般低于测量机示值误差影响的１０，可Ｗ忽略（２）计算扩展不确定度根据给定的置信概率Ｐ，取包含因子＊，可得扩展不确定度＝ＵｋｘＵ（３．１６）ｃ一５％（般如无特别说明，在ＧＰＳ测量中，取置信概率为９时所对应的包含因＝子Ａ２。）工件端面距离的最终测量结果表示为＝ｌ±Ｕ（３．１７）Ｌ，，应用可见，对于复杂的或者非线性的测量模型来说传统的灵敏度分析方法计算传递系数、考查输入量间的相关性非常困难，对评定人员的专业技能要求较。，应用难度大，当髙，不易推广但由于ＧＵＭ已为业界广泛认同和接受多种方法。的评定结果具有争议时，可Ｗ灵敏度分析方法评定出的结果作为评价参考３丄２．４基于ＭＣＭ评定测量不确定度ＭＣＭ采用计算机模描技术，只需考察测量不确定度模型中各输入量的特征及，采用代数和法合成，反映到最终分布类型，Ｗ随机抽样的方式仿真各误差影响，的测量结果中，根据大样本的测量结果数据和置信概率利用概率统计方法获得测量不确定度结果。无需计算传递系数，不受，无需考察输入量间的相关性自由。度的限制而且，，应用方便，便于计算机编程实现自动评定采用随机抽样的方式模拟实际误差的影响大小更加符合实际，更加合理地反映了误差的特点，是值得推荐的评定方法。《测量不确定度表示指南》简称ＧＵＭ）补充文件１专口给出（ｉｗ［］了用蒙特卡罗数值模拟方法通过分布传播评定测量不确定度的指南。由公式（３．４）和（３．６）可见，工件端面距离／的数学模型及其合成标准不确定度模型都比较复杂。送种情况下，就比较适合利用ＭＣＭ评定端面距离／的测量岡不确定放。利用ＭＣＭ评定端面距离测量的具体步骤如下：（１）分析端面距离测量中ＯＶ、７＼馬、馬〇、《〇＆／、命各不确定度的来源，确定其分布类型及分布区间；（２）确定输入Ｘ、於、Ｚ、ＪＣ、、Ｚ的期望值和标准差，为安全考虑，＊＊ｊｙ，，按照均匀分布考虑，根据置信概率，推得各坐标输入量用于计算机仿真的对应分布区间；（３）Ｗｘ、於、Ｚ＊、ｘ＜、八、Ｚ，的均匀分布区间生成随机数组来计算最小＊５６ｗｑ一二￣ｔＭＭ越大越准确１〇，乘ｒ，样本的容量为，，般取为１〇即可满足要求＝Ｍ１０００００这里取样本容量，；（４）根据口、ｏＴ、了、、、３的分布类型及分布区间，同理＾ｍ如〇命＆／＾２７ 合肥工业大学博±研究生学位论文通过计算机模拟产生随机数组来模拟Ａ、ａｗ、ｒ、、ｗ、，ｔ如Ｄ４如的取值样本的容量为Ｍ＇（５）根据从上得到的个样本的Ｉ、ａ、ｒ、＜５、如Ｊ、Ａｗ、ｗｅ命随／机序列，代入端面距离的数学模型，求得Ｍ个的端面距离／的样本值。ｗ６［］（）端面距离的测量结果／的最佳估计值为该Ｍ个样本的均值Ｉ；（７）端面距离／测量的标准不确定度Ｍ／为该Ｍ个样本的标准差；（）（８）将得到的端面距离的个样本值从小到大排序，如果给定包含概率为Ｐ，测量结果的包含区间可估计为包含区间对称时，扩展不确定度可确定为＇Ｗ。（申２＝（３＾／．１８））；此时包含因子可确定为ｋ＝ｌｆｌ（Ｕｕ３．１９）（）（）工件端面距离的最终测量结果表示为ｌ＝±ＵＬ（３．２０）义１＊３孔径測量不确定度透明箱模型评定利用Ｈ坐标测量机检测工件孔径，可Ｗ方便同时获取相关圆度或圆柱度信息，也属于典型测量任务。本节Ｗ工件孔径测量为具体任务，讨论等精度测量模型，分析引起测量不确定度的主要来源，建立测量不确定度透明箱模型，并介绍如何具体应用ＧＵＭ方法和ＭＣＭ对工件孔径测量进行不确定度评定。３丄３．１测量模型利用坐惊测量机测量开始前先建立好工件坐标系，保证Ｚ轴方向即为內孔圆柱的轴线，将孔径测量的Ｈ维数据处理问题简化为二维数据处理问题。一＝ｍ［］设截面圆周测量采样点为乂／１２．．．《《＞７二乘，，，，（推荐），最小）圆的圆也为ｘ，则在直角坐标系下：，圆曲线测量方程为（〇，ｙ。）＾ｘ－ｘ＋－＝Ｒ｛ｆ，〇（ｙ，ｙ〇ｆ一通过变换可得圆曲线测量方程的另个形式：＝Ｉｃａ＋ｂｙ＋Ｃ（３．２１）２２２２＿＿＝其中＝２＝；。＝欠／＇文＋，￡１了６２，〇，＞〇，而於，，户一，３．２１）表达的是《可见公式（个线性参数的测量方程，假设个采样点是相互独立的，则／／．．．／也是相互独立的，可用矩阵形式表示该测量方程为；，，，，，，ＡＡＬ＝ＡＸ该线性参数误差方程为：２８ 第三章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模Ｖ＝Ｌ－ＡＸ－ＪＣｙ１ｎｉＡ巧ｉＸ２＝６＝＝＝其中，Ｘ，Ａ，Ｌ，ｙ；：Ｉ６Ｕ１ｙ＂」ｋ」ｋ．由于是等精度测量：，因此线性参数最小二乘法处理的正规方程可表示为＾Ｖ＝Ａ０由此可推出其最小二乘解为：（３．２２）￣＇＾＾ｘ＝ａａａｌ（）由求出的线性参数ａ、６、Ｃ的最小二乘估计值可计算工件孔径为：＾＾Ｄ＝ｂｃ＝２ｃ：ａ＋ａ＋ｂ／４（３．２３）ｇ｛，，）ｙｌｉ）３丄３．２不确定度模型在实际测量中，测量机示值误差、测量重复性、测量复现性、工件内孔的不一均性、测量环境温度变化，Ｗ及测量机测量速度都将影响工件孔径的测量结果，是影响直径测量不确定度的主要因素。其中测量重复性主要影响Ｘ、ｙ方向的单点一测量标准不确定度，并在计算过程中影响ａ、ｂ、Ｃ的不确定度。工件内孔的不均性主要体现在形状误差方面，要考虑工件内孔圆柱度对测量结果的影响。因此，工件孔径测量不确定度模型为；＇ｄ＝？—？—Ｄ＋ＤｏＣＴ２０＋Ｊ＋＜５＋（３．２４），（ｆｆ））脚〇ｗ命其中Ｄ—二乘计算得到的待测孔径的最佳估计值通过最小；ａ—测量机光栅尺的热膨胀系数＂；ａ—被测工件的热膨胀系数＊；Ｔ—测量过程平均温度；Ｓ—测量机示值误差对测量结果的影响ｅ；Ｓ—测量复现性对测量结果的影响版；一Ｓ—被测工件不均性对测量结果的影响ｏｕ；Ｓ—测量机测量速度对测量结果的影响。ｙ３丄３．３基于灵敏度分析方法评定测量不确定度（１）合成标准不确定度由公式（３．２４）所示的工件孔径测量不确定度模型可知；＂＝ｄ？〇ａ＂ｒ＿／（，＊／，ｗ，）其中２９ 合肥工业大学博±研究生学位论文公＝６〇客仁，，）＂其输入量？〇、ａ、ａ、７、、如、、，而ａ、６、Ｃ之＂ｙ）Ａｗ命互不相关间弱相关，在此可忽略它们之间的相关性，根据ＧＵＭ不确定度传播定律求得各传递系数：：－一－－－２。＝ａａ．ｌ＋ｒ２〇帥時｝（ＭＪ（）气安盖；煮；－生＝见＝主＝生＝单＝．ａＤａＵｗ；（、ＭＶｗ，）沉ｄＳｄＳｄＳｄＳｓｗ〇ｗｙ壑＝兰莖＝互聖＝互。ｄａＤ；ｄｂＤ；ｄｃＤ测量工件孔径ｄ的合成标准不确定度为：２２．＂．＂ａ＋．＂ａ＋（ｗ）（－）？＝。舒Ｋ勒皮）语Ｈ。２５）｜＋＋－ＵＨＵＩｑ＾ｙＩ２；。．２６）＂．＂。＋Ｗ筋（）筋刪侣刪）其中＂—最小二乘计算结果的标准不确定度Ｄ；ｕａ—测量机光栅尺热膨胀系邀［的标准不确定度；（ｊｕａ—被测工件热膨胀系数的标准不满定度（＾；）Ｕ—测量温度的标准不确定度ｒ；Ｕ—由测量机示值误差引起的不确定度分量ｅ；Ｕ—由测量过程复现性引起的不确定度分量版；ｕ—由工件不均一性引起的不确定度分量〇ｓｊ；Ｕ由测量速度引起的不确定度分量ｙ；ａ？、ｗ６、Ｍｃ线性参数ａ、６、ｃ的标准不确定度。（）（）（）相关标准不确定度评定如下：１）Ｍａ、１／６、ｗｃ的确定（）（）（）９９根据等精度测量时最小二乘估计量的精度估计理论［］可得；＂．？＝１口＝＝＝＝■／〇＞ｒ＝，ｗ６ｃ，Ｍｃ＜Ｔ（３．２７）（）。巧７＾（）＊巧７＾（）ｃ巧ｆ＇、、ｒ其中，社为ＡＡ的对角线元素，巧为／的标准差。如如３３（ｊ２２由于是等精度测量，根据＋乂，由ｇｕｍ方法可得３０ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模＝２Ｘ（Ｔ＋２ＣＴ（３．巧＾）巧，ｉｙ（ｙｉｙｉｆ＾ｌ（■其中，〇、反映了采样工件内孔截面圆上第个点时，点坐标测量值受到，，的在Ｘ、ｙ方向上的测量机示值误差和测量重复性的综合影响。在评定中可采用简化的实验方法进行考察，即在自动测量模式下，对工件内孔的被测截面上均匀分布取《（推荐《＞７）个采样点巧，重复测量１０次，由贝塞尔公式对每个采样点测量的ｘ、ｙ坐标值分别求算术平均值及标准差，代入上式，为安全起见，取１０个巧，中的最大值作为巧。２）Ｍａ、《ａ的确定（ｙ）（Ｍ）由于制造工艺及加工过程中各种因素的影响，工件的热膨胀系数也会随温度变化发生变化。设工件的热膨胀系数变化在±么〇＾，假设服从矩形分布，工件热膨胀系数的标准不确定度为：？斬＝（３．２９）（）同理，若光栅尺的热膨胀系数变化在±ＡａＭ，假设服从矩形分布，则坐标测量机光栅尺的热膨胀系数的标准不确定度为：！／？＝ＡＵＶＪ（３．３０）（＂）ｍ／３）Ｋ的满定ｆ’若测量时实际环境温度偏离标准温度２０Ｃ，变化极限为±ＡＴ，假设服从矩形：分布，温度变化的不确定度＝Ｕ．ＡＴＳ（３．３１）ｊ／４）的确定根据ＣＭＭ的验收复检报告，可Ｗ査知ＣＭＭ在规定操作环境下的最大示值误差其大小与实际测量尺寸有关。为安全起见，假设测量机示值误差服从矩形８■Ｐ＝Ｊ］差引起的不确定度分量分布考虑，取包含因子Ａ＾／，则测量机示值误：Ｕ＾ＭＰＥ（３．３２）ｅＪＳ５）的确定可根据Ｗ往经验或者复现性重新标定来确定。如果已知复现性影响的最大值０Ｗ，设服从矩形分布，则由测量结果复现性引起的不确定度分量：Ｕ＝ａ（３．３３）阳版６）Ｍ的确定０Ｗ如果已知被测工件的最大形状偏差或几何偏差ｆｌ，设服从矩形分布，则由ｅｗ工件不均一性引起的不确定度分量Ｐ叩＝。（３．３４）〇＆／对于孔径测量，，主要表现为内化的圆柱度其值可Ｗ通过校准证书或根。据经验确定，也可利用坐标测量机进行测量并由测量软件评定获得３１ 合肥工业大学博±研究生学位论文７）的确定大多数情况下，测量机是在低速下进行测量，则由测量速度引起的不确定度一分量大小般低于测量机示值误差影响的１０％，可レ义忽略。（２）计算扩展不确定度根据给定的置信概率Ｐ，取包含因子＊，可得扩展不确定度Ｕ＝ｋｘｕ（３．３５），一ＧＰＳ测量中９５％时所对应的包（般如无特别说明，在，取置信概率为含因＝子Ａ２。）工件孔径测量的最终结果表示为ｄ＝±ＵＤ（３．３６）３丄３．４基于ＭＣＭ评定测量不确定度由公式（３．２３）和（３．２４）可见，工件孔径ｄ的数学模型及其传统ＧＵＭ合成标准不确定度计算都比较复杂，在这种情况下，利用ＭＣＭ进行不确定度评定会更加简便。具体评定步骤如下：（１）分析工件孔径＾的数学模型中〇：＾、ＯＶ、７＼Ａ、命各不ｗ确定度分量的来源，确定其分布类型及分布区间；（２）确定输入：Ｃ、、Ｚ的期望值和标准差，，於，＇（３）Ｗｘ、、Ｚ的期望和标准差生成随机数组来计算最小二乘公，，ｙ样本的，，＇一ｓ６￣容量为Ｍ，即得到Ｍ个公值。Ｍ越大越准确ｌ〇ｌ〇即可满足要求，般取为＝［１０２］１００，０００，这里取样本容量Ｍ；（４）根据ｑＴ、〇Ｖ、ｒ、Ｓ、，通过ｍ〇ａ／命的分布类型及分布区间计算机产生随机数组来模掛ａＴｍ、ＱＶ、７＼如＆Ｗ、的取值，样本的容量为Ｍ；Ｉ（５）根据Ｗ上得到的Ｍ个样本的公、ａｗ、斬、７＼＜＾、Ａｗ、命随Ｅ机序列，代入工件孔径的数学模型，求得Ｍ个直径ｄ的样本值。ｗ］工件孔径测量结果ｄ的最佳估计值为该Ｍ个样本的均值公［（６）；（７）工件孔径ｄ测量的标准不确定度为该Ｍ个样本的标准差；（８）将得到的工件孔径ｄ的Ｍ个样本值从小到大排序，如果给定包含概率为户，测量结果的包含区间可估计为叫似］。包含区间对称时，扩展不／２确定度可确定为：＝也巡也＾ｔ／ｄ（３．３７）（）气此时包含因子可确定为３２ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模ｋ＝Ｕｄｌｕｄ（３．３８）｛）｛）工件孔径测量的最终结果表示为ｄ＝Ｄ±Ｕ（３．３９）义１．４透明箱评定的局限性通过Ｗ上建模评定实例可见，测量不确定度的透明箱模型评定在实际应用中有很大的局限性，具体表现在；一（１）要建立测量不确定度透明箱模型，首先要先建立测量模型，对种被测一一、特征量的某种算法就要建立个具体的测量模型，对于复杂的综合的测量任。务而言，建立测量模型具有很大难度（２）利用测量不确定度透明箱模型进行评定时，如果采用传统的灵敏度分析方法（即简称的ＧＵＭ方法），需要根据ＧＵＭ中不确定度传播规律计算不确定度、模型中所有不确定度影响因子的传递系数，考虑它们之间的相关性，对于复杂的非线性的不确定度模型而言一般评定人员都是，计算灵敏度系数和考察相关性对非常困难的，需要专业的不确定度评定知识和丰富的评定经验，实现起来难度大。（３）实际上，测量不确定度透明箱模型中反映出的透明性并不高，由于只有测量模型是透明的，所Ｗ由测量模型映射到不确定度模型后，其透明性仅是主要一主要不确定度来源方面反映在测量重复性这，透明度低；而且，从（１）（２）所述的不确定度建模和利用模型评定的过程中存在的困难可Ｗ看出，为了透明化测量重复性所付出的代价很大，对重复性透明评价的效果也不及直接对测，效率低量系统专口进行重复性实验效果更好，可谓得不偿失。总的来说，ＣＭＭ面向任务的不确定度透明箱建模及其应用评定操作比较困。、难，实用性差尤其对于复杂综合的测量任务，不适宜采用透明箱评定方法。因此。，下面将从黑箱评定的角度探讨ＣＭＭ面向任务的不确定度评定的实用方案３．２黒箱评定所谓黑箱评定，主要体现在不确定度评定模型为黑箱模型。在模型中，由测量所得到的输出量与输入量（激励源）的量值具有相同的单位，而不是通过测量与被测量有函数关系的其他量得到的。它不需要测量模型，也不需要计算灵敏度系数，而是假设各不确定度分量是可直接合成的，影响量已被换算到被测量的单９＊且灵敏度系数等于［］１。位，从其评定思想上可见，黑箱评定能够克服透明箱评定的局限性，更加实用。下面将展开讨论如何建立ＣＭＭ面向任务的不确定度黑箱模型。一本节首先简要说明了不确定度评定的黑箱模型般形式；然后，提出了利用量值特性分析建立ＣＭＭ面向任务的测量不确定度黑箱模型的方法，直接从实际３３ 合肥工业大学博±研究生学位论文测量结果出发，Ｗ量值特性指标反映坐标测量机测量系统和测量过程中的主要不确定度分量，，给出具体的ＣＭＭ面向任务的测量不确定度黑箱评定模型为坐标测量机用户提供有益的应用指导。最后，总结了黑箱评定方法的特点，并提出在黒箱评定过程中采用ＭＣＭ进行数据处理提髙评定效果的思想和具体应用方法。义２一．１不确定度评定般模型：在不确定度评定的黑箱模型中，测量结果是被已知修正值修正后的读数ｒ＝ｊｓｒ＋ｃ义是测量仪器的读数，Ｃ＝是诸如校准证书、温度修正和崎变修正等得到的各修正值之和。ＳＰＩ测量结果的合成标准不确定度为；－ＶＩ／式中，—不相关的不确定度贡献因素个数ｐ；ｒ—强相关的不确定度贡献因素个数；＝—－一（－Ｕ由下式计算得到强相关的ｌ或１）不确定度贡献因素之和；，ｐｒＭ＝ｒ乏Ｘ＝，１在测量ｒ时，合计共有（ｐ＋ｒ）个不确定度贡献因素。不相关不确定度贡献＝因素（／？〇）是几何相加的（方和根法）；强相关不确定度贡献因素是代数相加的。保守的估计是将所有已知不完全不相关的不确定度贡献因素均看作为强相关。下面根据黑箱模型的基本思想，来研究如何具体建立ＣＭＭ面向任务的测量不确定度黑箱模型。３．２．２ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度黑箱模型一从不确定度评定黑箱模型的概念和般形式可Ｗ看出，黑箱模型只关也测量系统输出随输入的变化，因此是直接从测量结果出发，去分析坐标测量机测量系统和测量过程中影响测量结果的主要不确定度分量组成，从而建立具体的不确定度黑箱模型。而量值特性分析方法正是从测量结果出发，来考察测量系统和测量过程中的主要不确定度来源的，能够为不确定度黑箱建模创造条件。所Ｗ，论文基于量值特性分析建立ＣＭＭ面向任务的测量不确定度黑箱模型。根据量值特性分析，ＣＭＭ面向任务的测量不确定度分量包括测量设备引起的不确定度分量一、测量过程引起的不确定度分量、测量工件不均性引起的不确定度分量、测量环境温度变化引起的不确定度分量，Ｗ及各修正值所引起的不确定３４ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模Ｐ度之合成分量。对各不确定度分量评估如下叩（１）测量设备引起的不确定度分量可根据测量设备的最大示值误差ＭＰ怎直接评估；也可Ｗ利用测量设备的校准不确定度，重复性、分辨力、偏倚、线性引入的不确定度Ｗ及其他不确定度分量进行综合评价。其中，当重复性引入的不确定度大于分辨力引入的不确定度时，分辨力分量已经包含在重复性分量中了，无需重复考虑；否则需要单独考虑分辨力引入的不确定度。重复性、偏倚和线性引入的不确定度需要利用标准件或已校准工件计算，追溯到国家或国际标准。其他不确定度分量可能由数值漂移等因素引起。对于有校准证书提供其扩展不确定度的不确定度分量，可按照服从均匀分布考虑，计算得到对应的标准不确定度分量。（２）测量泣程引起的不确定度分量主要包括测量重复性和测量复现性引起的不确定度。对于测量过程的重复性和复现性引入的不确定度的评估属于Ａ类评定。测量重复性引入的不确定度分量可由在重复性条件下的多次测量结果按贝塞尔（Ｂｅｓｓｅｌ）公式算得的实验标准差给出。测量复现性引入的不确定度分量可由不同条件下的测量结果按贝塞尔公式算得的实验标准差给出。３一（）测量工件不均性引起的不确定度分量其不确定度评估属于Ｂ类评定。如果已知形状偏差的最大允许误差，可按照一．４性引入的标准不确定度服从均匀分布考虑，依据公式（２）评估工件的不均，但如果工件的不均一性已经体现在最大测量结果中，则可Ｗ忽略此项不确定度分量。（４）测量环境温度变化引起的不确定度分量其不确定度评估属于Ｂ类评定。温度引入的不确定度包括温度差异引起的不确定度和热膨胀系数差异引起的不确定度。温度差异引起的不确定度可依据公式（２．５）估计，热膨胀系数差异引起的不确定度可依据公式（２．６）估计，两部分根据方和根法合成。（５）各修正值所引起的不确定度之合成分量如果为了提高测量精度，对测量结果进行了修正，则必须考虑由于修正而引入的不确定度。如采用长度实物标准器对长度测量误差进行修正，就必须考虑长度测量误差。修正的不确定度，它包括长度实物标准器的校准不确定度和对其测量的不确定度对于有校准证书提供其扩展不确定度的不确定度分量，，可按照服从均匀分布考虑升算得到对应的标准不确定度分量。对标准器的测量不确定度的评估则属于Ａ类３５ 合肥工业大学博±研究生学位论文ｅｓｓｅ。评定，可根据测量结果按贝塞尔化ｌ）公式计算综上所述，基于量值特性分析方法建立ＣＭＭ面向测量任务的不确定度评定一般形式如下黑箱模型。测量结果表示为：＝±ＵｙＹ（３．４０）测量结果的最佳估计值为：ｒ＝Ｊ：＋Ｃ（３．４１）测量结果的合成标准不确定度为：＂＝＂＋＋＂（３．４２）ＣＶ占ＣＣＷＫ扩展不确定度为：＝＋Ｕ＋Ｕ＋Ｕｐ１４仁〇械。．４３）ｊ＾＾ｆＰ其中—最终评定的测量结果。Ｙ—测量结果的最佳估计值。—由ＣＭＭ测量数据得到的测量均Ｘ值。Ｃ—各修正值之和＝，ＣＣ，Ｃ为各个修正量，如湿度修正、长度５］，，测量误差修正、测头直径误差修正等等，可通过校准证书或者对标准件或已校准工件进行测量获得。此项可有可无，具体情况具体分析。例如，如果对于测量设备引入的不确定度是直接利用Ａｆ旬来评估的，就不需要再重复考虑长度测量误差修正和测头直径误差修正；如果采用ＣＭＭ测量时已经启用了湿度补偿功能，也无需再对测量结果进行温度修正■。Ｕ—由测量设备引起的不确定度分量。既可Ｗ考虑直接利用来评ｅ估；也可Ｗ采用ＣＭＭ的校准不确定度，重复性、分辨力、偏倚、线性引入的不确定度Ｗ及其他不确定度分量进行综合评价。Ｕ—－由测量过程引起的不确定度分量ｐ。主要反映测量重复性与复现性对测量结果的影响。一—ｔｖ由测量工件不均性引起的不确定度分量。Ｕ—由测量环境温度变化引起的不确定度分量贈。Ｕ—各修正值所引起的不确定度之合成分量。ＣＯＲＲ，ｋ—包含因子，与测量结果的概率分布和置信概率有关。需要注意的是：本节中给出的是黑箱评定的总体应用方法，在具体应用时，３６ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模要结合实际采用的测量方法，根据具体的不确定度来源对黑箱评定测量不确定度模型式（３．４２）做相应调整。关于如何根据实际测量方法调整不确定度模型式（３．４２），将在第四章，结合不同的测量方法进行说明。３．２３黑箱评定的优势通过Ｗ上分析可见，所建立的ＣＭＭ面向测量任务的不确定度黑箱模型并不关也测量模型，而是直接从测量结果出发，Ｗ量值特性指标来考察测量结果的不确定度。与透明箱模型比较而言，黑箱评定虽然不能准确反映测量模型对测量不确定度的影响，但只要科学地制定测量实验方案，并合理评价量值特性指标，就能够有效反映测量方法对不确定度的影响，进而真实客观地评价测量结果的不确－。尤其是．３定度，黑箱评定更便于执化实用性强，易于推广。ＣＢ／Ｔ２４拍５２００９（ＩＳＯ－。／ＴＳ１５５３０３）中给出的合成标准不确定度形式也采用了黑箱模型可见，黑箱模型评定在今后的ＣＭＭ面向任务的不确定度评定中更具应用前景。在实际应。用中，推荐采用黑箱模型评定方法另外，通过模型式中（３．４１）和（３．４２）可Ｗ看出，测量结果的修正值和测量设备引入不确定度分量的确定方法都将显著影响测量精度，值得深入探讨，因此，在后续第四章中，将从提髙ＣＭＭ测量精度的角度，对不同测量方法下的不确定度黑箱评定展开讨论。３．２．４ＭＣＭ应用于黑箱评定的讨论论文３．２中所建立的基于量值特性分析的ＣＭＭ面向测量任务的不确定度黑．２一箱模型般形式，在具体应用中具有灵活性，易于扩展，能够适用于各种测量对象和测量任务。对于特殊的复杂的测量任务，只需要根据测量结果影响因素的特殊情况，在已建立的ＣＭＭ面向测量任务的不确定度黑箱模型一般形式方和根合成中添加附加项，即可建立起适用该特殊复杂测量任务的不确定度黑箱模型。在不确定度评定黒箱模型建立的基础上，科学合理地评价反映各不确定度分量的量值特性指标和特殊影响因子，，采用灵敏度分析方法或ＭＣＭ方法进行不确定度估计就能够获得测量不确定度评定结果。证过３．１中描述的不确定度估计方法可见，将ＭＣＭ应用于测量不确定度数据处理，而且便于计算，通过计算机仿真误差影响，更加切合实际误差的作用特点。机编程，能够提高测量不确定度评定效率因此，通过Ｗ上分析，针对ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定，可Ｗ提出一种实用、高效、可靠的评定方案，即采用量值特性不确定度分析法建立不确定度黑箱模型，并结合ＭＣＭ随机仿真与统计参数估计，进行ＣＭＭ面向任务的测量３７ 合肥工业大学博±研究生学位论文不确定度评定。本节将讨论如何在ＣＭＭ面向测量任务的不确定度黑箱评定中应用ＭＣＭ进行数据处理，给出具体思路和方法。根据ＭＣＭ模拟仿真的思想，结合３．２．２节已建立的ＣＭＭ面向任务的不确定度黑箱模型，可Ｗ推得方便应用ＭＣＭ仿真的不确定度数学模型，形如；＝ｙＦ＋＋＋＋Ｕ．４４）么餐如脚＾餐其中ｙ—最终评定的测量结果。Ｙ—测量结果的最佳估计值（如果有修正量，则为修正后的值）。Ｓ—测量机示值误差对测量结果的影响ｅ；Ｓ—测量过程（测量重复性与测量复现性）对测量结果的影响。ｐ一—被测工件不均性对测量结果的影响如。Ｓ—测量环境湿度变化对测量结果的影响丽。Ｓ—ｃｏ邸各修正值对测量结果的影响之和，餐ｒ取值化及《、＞、如、＆、？的分布类型及分布区间的确定与具体￡＆ＥＷ餐０／采用的测量方法有关。应用ＭＣＭ的具体步骤如下：（１）根据采用的测量方法，由测量数据的平均值作为ｒ值（如果有修正量，则为修正后的值）；（２）根据采用的测量方法，并根据测量数据分析，确定Ｓｙ、、如、各不确定度来源的分布类型及分布区间；（３）根据馬、＆＞、；３、命，通过计算机如胃。Ｗ的分布类型及分布区间模拟产生随机数组来模拟、ｄ、、《的取值，样本的容量为＾＾，＾？￡ｐ如。。《？一５６＝￣Ｍ越大越准确，般取为１〇１０即可满足要求，这Ｍ１０００００里取样本容量，；＇＂（４）根据＾上得到的｝值和如个样本的馬、如、３、胃命〇战随机序列，代入测量不确定度数学模型式（３．４４）中，求得Ｍ个的测量结果的样本值。ｙ（５）测量结果ｙ的最佳估计值为该Ｍ个样本的均值７；（６）测量结果；；的标准不确定度Ｋｙ为该Ｍ个样本的标准差；（）（７）将得到的测量结果的Ｍ个样本值从小到大排序，如果给定包含概率为戶，测量结果的包含区间可估计为［＞＾，＾／，，＞，）＾／，］。包含区间对称时，扩展不确）＾定度可确定为３８ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模＝迎也１二化迎牲。４５）２此时包含因子可确定为Ａ＝ｕ／＂（３ｙ．４６）（ｙ）（）最终测量结果表示为＝ｙＹ±Ｕ（３．４７）在具体应用时，要注意结合实际采用的测量方法，根据实际的不确定度来源对仿真不确定度模型式（３．４４）做相应调整。关于如何根据实际测量方法调整不确定度模型式（３．４４），将在第四章Ｗ常规测量方法为例进行说明。＂对于提出的采用量值特性不确定度分析法建立不确定度黑箱模型，并结合＂ＭＣＭＣＭＭ面向一随机仿真与统计参数估计，进行任务的测量不确定度评定这评定方案的实际评定效果，则将在第六章，通过常规测量结合ＭＣＭ评定方法对工件厚度的测量评定结果来进行说明。３．３虚拟坐标测量机评定ＣＭＭ具有通用性和多功能性，但由于其本身的复杂性，要同时明确给出测量产品的不确定度十分困难。采用计算机基于统计学进行仿真来辅助评定不确定度＂２３１°＾１［，气德国联邦物理技术研究院是个实用方法（ＰＴＢ）最早提出了虚拟坐标＂测量机的概念。虚拟坐标测量机是虚拟现实技术与坐标测量技术相结合的必然。产物，是虚拟制造技术发展的需要３＊３．１虚拟坐巧測量机的概念及发展现状＂＂自虚拟坐标测量机提出Ｗ来，研究学者们对其有着多种理解，比如侧重于虚拟制造、虚掛测量或虚拟坐标实现，从利用虚拟坐标测量机评定测量不确定：度的角度来看，对其比较认同的理解可Ｗ归结为虚拟坐惊测量机是根据ＣＭＭ误差建模一ＣＭ计，在已获取的个真实采样点集样本的基础上，通过Ｍ算机仿真模拟ＣＭＭ几何误差和探测误差对采样点的影响，从而获得大样本的点集，对于所有点集样本，分别利用测量模型和不确定度模型计算出测量结果，再通过对其统计分析获得测量不确定度评定结果的一一种数据处理手段，是种开发出来的软件一包，是虚拟仪器的种。从虚拟坐标测量机采用测量模型来看，也属于透明箱评定应用。德国、美国、波兰、英国等研究机构和学者对虚拟坐标测量机展开了深入研一定成果一究并取得了。德国ＰＴＢ提出了虚拟坐标测量机（ＶＣＭＭ）方法，开发了款商业应用的不确定度评估软件包ＶＣＭＭ，美国国家标准技术研究所（ＮＩＳＴ）提３９ 合肥工业大学博±研究生学位论文一出了约束仿真（ＳＢＣ）方法，开发了款商业应用的不确定度评估软件包ＰＵＮＤＩＴ。ＶＣＭＭ和ＰＵＮＤＩＴ都是ＭｏｎｔｅＣａｉｌｏ仿真类型的软件包，即利用描述估计误差源变量的随机选择一，通过个描述ＣＭＭ的动态模型传递这些误差源，都可Ｗ看作是所谓的虚拟ＣＭＭ仿真，不同之处主要在于约束ＣＭＭ参数状态的误差估计。一ＶＣＭＭ一个完全参数化的误差状叔而ＰＵＮＤ依赖ＩＴ使用简化的性能指标，一。ＶＣＭＭ可在线应用ＣＭＭ软种称为约束仿真的技术另外，，与件集成在起，一Ｐ６］仿真个实际测量的标定数据；而ＰＵＮＤＩＴ具有独立的接口，属于离线软件。英国布鲁内尔大学ＹａｎｇＨｕ等开发了高级的虚拟坐标测量机ＡＶＣＭＭｓ，能够提供生动的图形显示和ＣＭＭ操作的丰富仿真，并具有基于蒙特卡罗方法的不确定度评定功能一。在综合的虚掛环境中，用户可Ｗ脱离实际的ＣＭＭ，实现某给定任２＾１１务的检测策略，实现虚拟测量，评定测量结果的不确定度。波兰克拉科夫工业ｅｋＪ一ＭＣＭ大学坐标计量实验室的Ｓａｄ．ＧａｓＡ．提出了＾咕种虚拟坐标测量机模型ＰＫ，基于蒙持卡罗方法应用虚拟测量机模型来评定坐标测量不确定度，拟在不久的将来应用在工业环境中心１。我国对于虚拟测量机的研究侧重于虚拟制造、虚掛测量的角度，关于利用虚拟坐椅测量机评定测量不确定度的研究成果较少，仍有ＤＷ３［１１］待加强。总体来看，目前应用虚拟坐标测量机技术评估测量不确定度的主要趋势有两一一种，种是基于ＶＣＭＭ方法，另种是基于泌Ｃ方法。ＶＣＭＭ方法需要建立全系统误差模型，需要测试程序来确定机器的全参数误差。对于ＣＭＭ几何误差建模，先对测量空间进行网格划分，通过标准球板或孔板测量标定所有网格点的几何误差，再采巧插值方法获取非网格点对应的误差信息；对于探测误差，则利用一标准球标定获得，同样先对定分隔角度下的测头进行校验，再利用插值方法获取全角度下的探测误差信息。对实际测得点集，通过全系统误差模型取点仿真，如取样本数为Ｍ，则得到Ｍ组仿真样本点集，利用ＣＭＭ测量软件求出被测特征参数，再附加考虑温度变化、工件偏差等影响因素，得到Ａ／个综合测量结果，最后通过概率统计获得测量不确定度。ＳＢＣ方法与ＶＣＭＭ方法最大的不同在于，认为某些误差因素实际上是限制在一定范围内的一，因此在定范围内应用ＭＣＭ随一组虚拟机机选辉误差状态，实际上是创建了，较误差全参数集而言，更容易近似和验证；而且需要ＣＭＭ状态的信息较少，可Ｗ离线应用。可见，基于ＶＣＭＭ方法开发虚掛坐标测量机评定测量不确定度需要用到标准件建立全系统误差模型，工作量大，成本高，更适用于计量或标准实验室应用。而对于一ＣＭＭ测量评定般的而言，应用ＳＢＣ方法开发虚拟坐标测量机实现测量不确定度评定更加方便、实用。因此，论文面向ＣＭＭ尺寸测量评定，基于ＳＢＣ约束仿真思想一，提出了种简单实用的虚拟坐标测量机评定方法ＳＶＣＭＭ。４０ ＝第章ＣＭＭ刚向任务的不确定度数学建模３．３．２简化虚拟坐标测量机（ＳＶＣＭＭ）评定３．３．２．１ＳＶＣＭＭ评定原理ＳＶＣＭＭ评定的原理为：ｔ＾ＳＢＣ方法为指导思想，首先ＷＣＭＭ最大允许探测误差作为ＣＭＭ探测误差随机仿真的约束条件，利用ＭＣＭ随机抽样仿真，将探测误差的影响反映到实际测量点上，如取仿真样本数为将得到对实测点集代入探测误差影响的Ｍ个样本点集，利用对应测量任务和测量策略的测量模型，计算得到Ｍ个被测特征量；然后ＷＣＭＭ最大允许示值误差作为ＣＭＭ几何误差随机仿真的约束条件，利用ＭＣＭ随机抽样仿真，反映ＣＭＭ几何误差对测量结果的影响；其次再附加考虑温度变化、工件形状偏差、由于测量人员不同而造成的测量复现性影响等因素，利用ＭＣＭ随机仿真其对测量结果的影响最后；根据对应测量任务的测量不确定度模型计算得到Ｍ个合成测量结果，利用概率统计方法评估测量不确定度。３．３．２．２评定方法及过程ＳＶＣＭＭ的评定程序如图３．１所示。巧／＾Ｔ１ｒ巧：ｙ：：：－Ｖ乂Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ圍测重不确定度模型ＸｒｒｉＩ＇＝７＋３＿Ｉ民巧ｏｒｔ駭麵■心＝；：；ｖｌ±Ｌ＆圓ＭＣＭ模拟麗…－…ＩＩＭＣＭ模拟＊！测重模型Ｃ‘ｉ：．。＿ｆ＾）四１３。口’—…、］；户１Ｘ巨运辞ｗ＾．心Ｍ组Ｍ組Ｉ３１图．ＳＶＣＭＭ评定程序Ｆｉ３．１ＴｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆＳＶＣＭＭｇｐ４１ 合肥工业大学博±研究生学位论文具体评定方法和过程可描述为：（１）选择测量任务，针对具体测量任务，建立测量模型和不确定度模型。ＣＭＭ面向具体尺寸测量任务的一般测量模型可表达为与采样点坐标有关的函数：＝口ｙ２口．．．口．．．ａ（３．４８），乂，，，，，，１２ｉ＂）其中Ｙ—通过测量模型计算得到的结果；Ｘ、、Ｚｙ测量点坐标；—测量模型中的可变参数Ａ。具体测量任务不同，采用的拟合算法不同，所得到的测量模型即不相同。Ｗ前面章节中分析的ＣＭＭ测量工件端面距离和测量孔径为例，坐标测量机测量工件端面距离的最小二乘测量模型为：２２７。＋占＋１ＣＭＭ测量孔径的最小二乘测量模型为：＾＾ｂ＝Ｄ＝ａｃ２ｃ＋ａ＋ｂ／４ｇ（，，）ｙｊ（）坐标测量机面向尺寸测量的不确定度模型的一般形式可归结为：＝Ｓ．＋ＳＳｙＹ＋＋＋Ｓ（３．４９）ｊｇｊｆｊｊｇｇｊ其中—根据不确定度模型合成得到的测量结果ｙ；Ｙ—通过测量模型计算得到的结果；Ｓ—测量过程温度变化对测量结果的影响ｒ；Ｓ—测量机示值误差对测量结果的影响ｅ；Ｓ—测量复现性对测量结果的影响脚；一Ｓ—被测工件不均性对测量结果的影响。主要体现为形状偏差对测〇ｓｊ量结果的影响。（２）根据测量模型，确定测量策略（这里主要指采样点数和采点分布），进一一行次完整的测量过程，获得实际的次测量循环的样本点集。（３）直接根据ＣＭＭ验收或复检报告给出的最大允许探测误差馬，为安全起见，假设测量过程中探测误差影响服从均匀分布，即：８？ＵＭＰＥｉＭＰＥ（３．５０）〇机ｒｐ’ｐ）利用ＭＣＭ计算机仿真得到Ｍ个样本的如ｆｎ０＝１，２，．．．，Ｍ），模拟Ｍ个测量循环中探测误差的影响。４２ 第Ｈ章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模一（４）根据＆Ｗ。和已获取的实际次测量循环样本点集中各采样点的方向余弦，将探测误差对点坐标测量的影响折算到Ｘ、Ｊ、ｚＨ轴方向，模拟Ｍ个测量循环加入仿真探测误差影响的新点集。一ｆｘｚ＆设某个实际采样点为，，，（ｙ，）其对应方向余弦为〇，＿／，则加入仿真探测）误差影响如后，获得的对应新点为。其中？＝．Ｘ＋Ｘ！；如脚［＝＋■＜＾。！■Ｖ夫￡７７＇Ｚ＝．ｚ＋Ｓｋ。（３．５１）ＤＥｎ需要说明的是，ＣＭＭ点测量实际上必然会受到由于测量速度、测量力造成的动态测量误差的影响，当采用ＣＭＭ自动低速测量模式时，可Ｗ忽略其动态测量误差影响；否则需要附加考虑ＣＭＭ动态测量误差的影响。（５）利用Ｍ个样本的新点集，根据相应算法，获取测量模型式（３．４８）中所需的输入坐标和相关参数，代入计算，得到＾１／个样本的测量模型计算结果１＾并计算其均值Ｆ。（６）ＣＭＭ几何误差影响的ＭＣＭ仿真。直接根据ＣＭＭ验收或复检报告给出的最大允许示值误差馬计算式巧７，算出ＣＭＭ针对该尺寸测量的最大允许示值误差，为安全起见，假设测量过程中示值误差影响服从均匀分布，即：Ｓ？Ｕ－ＭＰＥＭＰＥ（３．５２）臣（ｅ，ｅ）＝５．ｌＭ）ＭＣＭａ．．．Ｍ利用计算机仿真得到Ｍ个样本的＜２，＆，，，模拟个测量循环中示值误差的影响。（７）测量过程湿度变化影响令的ＭＣＭ仿真。由于尺寸测量类型不同，温度变化对尺寸测量结果的影响＆？的表示式稍有不同。如果测量任务为内尺寸测量，则温度变化对尺寸测量结果的影响表示为：＇＇＝＝－－ａＳｒＳｒａｌ＾ｙＡＴ（３．５３）ｊ＾｛如果测量任务为外尺寸测量：，则温度变化对尺寸测量结果的影响表示为＇＝－《＝．．■ｒ喊）Ａｒ（３．５４）７外（切其中ｒ—工件尺寸；—被测工件的热膨胀系数卸；—测量机光栅尺的热膨胀系数；‘＇—ＡＴ测量过程实际湿度与标准２０Ｃ的偏差。假设＝ｒｆ；４３ 合肥工业大学巧±研究生学位论文＇ａ￣ａ－ＵＡａ＋Ａａ，；ｊｙ｛，ｙ＾＾）？＿ａ＋ａＵＣ心＾心＂ｉｆｉｗｕ’ｕ＇？Ａｒ－ＡｒＡＴ。（３．５５）Ｗ’）其中Ｆ—Ｍ个样本的测量模型计算结果的均值；ａ—被测工件的热膨胀系数＊；—工件的热膨胀系数变化半宽Ａａ被测；＾—ａ—测量机光栅尺的热膨胀系数＂；—测量机光栅尺的热膨胀系数变化半宽；‘Ａｒ—２０Ｃ测量过程湿度较的变化半宽。利用ＭＣＭ计算机仿真得到Ｍ个样本的随奶ａ、Ａｒ，根据测量尺寸；＾＝（３．５３）３．５４），即得到Ｍ个馬０１２．．．Ｍ）Ｍ或（，类型代入公式，，，模拟个测量循环中测量过程温度变化影响。（８）测量复现性影响的ＭＣＭ仿真。根据经验获知测量复现性的最大影响为ｆｌ，ｗ，假设服从均匀分布即《＇＾＾ｒｄ（３．５６）肋＾ｒｄ）＝利用ＭＣＭ计算机仿真得到Ｍ个样本的如ａｌ２．．．Ｍ）Ｍ，，，，模拟个测量循环中测量复现性的影响。工件不均一一（９）性影响＆Ｗ的ＭＣＭ仿真。工件不均性影响主要反映为形状偏差或几何偏差的影响，如根据经验或者校准测量获知相关尺寸测量的最大形状偏差为Ｏｍ／，假设服从均匀分布，即Ｓ？Ｑ口（３．５７）〇ＢＪ〇ｇｊ，ＯＷ）’＝利用ＭＣＭ计算机仿真得到Ｍ个样本的（Ｉ１２Ｍ）．．．，Ｍ个测量，，，＾拟工件不均一循环中性的影响。（１０）将Ｍ个样本的、如、馬〇、Ｋ，命，代入尺寸测量不确定度模型式（３．４９），得到Ｍ个样本的乂。（１１）由Ｍ个样本乂的概率统计分布得到测量不确定度评定结果。测量的标准不确定度为该Ｍ个样本的标准差；将Ｍ个样本值从小到大排序，如果给定包含概率为ｆ，测量结果的包含区间可估计为Ｕ＞。包含区间对称时，：］ｗＷ，Ｗｕｍ／２扩展不确定度可确定为：ｙ＋（ｉ叫Ｐ批。＝Ｃ／ｙ（３．５８）（）此时包含因子可确定为ｋ＝＞Ｕ／ｕ（３．５９）（ｙ）（｝）４４ 第三章ＣＭＭ面向任务的不确定度数学建模最终的测量结果表示为＝±Ｕ６０ｙＹ（３．）义３３ＳＶＣＭＭ评定特点根据Ｗ上分析，可Ｗ看出ＳＶＣＭＭ评定具有Ｗ下特点：（１）任何特征量的测量都是源自对其测量点的测量，ＳＶＣＭＭ评定技术正，因此适用于所有尺寸测量任务是从实际测量点出发进行仿真评定的；（２）采用ＭＣＭ对误差量进行随机抽样仿真，切合误差影响的实际表现形式，具有合理性；一（３）对于任台ＣＭＭ，在验收或复检报告中都会提供最大允许示值误差和最大允许探测误差怎指标，将其作为仿真约束条件，既合理，又方便Ｐ。获知，降低了虚拟坐标测量机应用难度，节约了成本，具有实用性（４）采用ＳＶＣＭＭ技术开发的虚巧坐标测量机测量不确定度评估软件易于扩。展，可根据实际对测量结果具有影响的其他因素添加附加仿真项根据具体应用中与ＣＭＭ自身测量软件的结合程度，可Ｗ实现在线或离线评定，应用灵活。总的来说，虚拟坐标测量机评定技术是虚掛技术与坐标测量技术相结合的产物，其实际意义在于通过预判测量结果，可有效地进行质量控制，为实际的产品设计、制造和质量控制提供服务，具有较好的应用前景。３．４本章小结依据国标提出的透明箱和黑箱评定概念，研究了ＣＭＭ面向任务的测量不确定度建模方法，给出了具体的不确定度透明箱模型和黑箱模型，对新兴的虚拟坐一ＳＶＣＭＭ。标测量机评定进行了探讨，提出了种实用的虚拟坐标测量机评定方法本章分析了基于测量模型的不确定度透明箱模型的适用性和局限性，重点研究了基于量值特性的不确定度黑箱模型在ＣＭＭ面向任务不确定度评定中的应用。同时，系统研究了不确定度估计方法，比较ＧＵＭ、ＭＣＭ、ＳＶＣＭＭＨ种方法的适巧巧，提出采用量值特性不确定度分析法、不确定度黑箱模型、ＭＣＭ随机仿真与统计参数估计的优化组合，进行ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定，对科学合理评定测量不确定度具有重要作用。对于本章所研究的各种评定方法的应用效果，将在第六章中通过评定实例进行分析。４５ 合肥王业大学博±研究生学位论文第四章不同测量方法下的ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定ｊｉ如前所述，黑箱评定方法，直接从测量结果出发，ｙ量值特性指标来考察测一量结果的不确定度，是种实用的评定方法，具有应用前景。但如何更好地实际。比如，在第Ｈ章中已提应用黑箱评定方法，仍有很多细节和技术问题有待讨论出了ＣＭＭ面向任务的不确定度黑箱模型，在模型中，测量设备引入的不确定度分量如何确定，Ｗ及对测量结果如何进行修正，都关系到ＣＭＭ的测量精度，值得深入探讨。。在实际应用中，如何获得测量结果与测量方法有关比如可Ｗ通过多次重复测量取均值作为测量结果，利用随机误差的抵偿性，减小测量过程中随机误差对测量结果的影响，在，用；可Ｗ利用代替法相同的测量条件下标准量代替被测量测量，用标准量校准值与测量值的差值来修正测量结果，可消除测得值中存在的固定不变的系统误差；可通过对访准件的测量评定来具体确定ＣＭＭ本身的尺寸测量误差对测量结果进行修正。一采用同台Ｈ坐标测量机，进行相同的测量任务，测量方法不同，测量结果一不同。因此，本章对ＣＭＭ的Ｈ种典型测量方法常规测量、替代测量和补偿一一。测量展开讨论，研究不同测量方法对ＣＭＭ测量精度的影响最后，尝试将ＭＣＭ应用于具体测量方法下的黑箱模型评定中，提出常规测量结合ＭＣＭ评定方法的应用技术。４．１常规测量下的不确定度评定常规测量直接采用坐标测量机测得的数值或者在相同条件下多次重复测量的平均值作为测量结果的估计值。该方法步骤简单，相，无需额外修正较于单次简。单测量而言，可Ｗ提高测量精度４．１．１测量原理、方法、条件及程序（１）测量原理将ＩＳＯ１０３６０国际标准《坐标测量机的验收、检测和复检检测》中给定的坐标测量机检测已校准长度和形状能力的相关技术指标ＭＰＥＥ作为主要不确定度来一源，并对测量过程中影响测量结果的因素做进步的分析和检测，利用统计的方，通过大量反复试验来确定各种额外不确定度因素的影响形式和影响程度法，最后通过标准偏差量化表示列出各项不确定度来源，确定各不确定度分量对测量的影响，应用ＧＵＭ方法合成和扩展，从而得到测量结果的扩展不确定度。（２）测量方法４６ 第四章不同测量方法下的ＣＭＭ尺寸测里不确定度评定在符合坐标测量机规范操作的前提下，应用多次重复测量方法测量工件，多次测量的平均值作为测量结果的估计值。为了确定各种额外不确定度因素的影响一，进行必要的额外的复现性量值特性指标的检测。对于同类测量任务而言，如果短期内Ｈ坐标测量机的特征参数没有发生明显变化，也可Ｗ不进行测量复现。性的重新检测，而直接利用之前检测的结果（３）测量条件所需要的实验器材包括兰坐标测量机、装夹工具和湿度计。按照Ｈ坐标测量机操作规范和使用条件进行测量；１）提前数小４小时（大于时）打开温度调节设备，等待机房温度稳定到规定范围，做好坐标测量机启动／预热循环；２）根据测量任务选用合适的探针系统配置；３）对导轨及工作台面进行清洁，擦拭兰坐标测量机的探针针头和标准球；４）清洁待测工件，并将工件提前放置到测量环境中进行热平衡，５）应用Ｈ坐标测量机的温度补偿系统和测头补偿系统（如果可用），并对环。境条件，尤其是温度条件作详尽的记录６）在测量过程中，保障影响测量的环境条件，如温度条件、空气湿度和安装场地的震动等的允许限制符合规定。（４）测量程序１）重复多次测量工件就单次测量而言，具体的测量步骤包括工件的装夹和固紧、测头校准、工件坐标系的建立一、采样策略的拟定Ｗ及些坐栋测量化的参数设置等。在相同条件〇Ｊ下Ｉｌ，对工件的待测参数，进行多次重复测量（建议至少１次测量，＾便合理应用贝塞尔公式进行统计分析），并Ｗ多次测量的平均值作为测量结果的估计值。■２）检测复现性量值特性指标一由《台坐标测量机上完成同一个测量任务个测量者分别在同，每个测量者１对工件被测参量连续重复进行次测量，通过数据处理得到各自的被测参量的平均值。每个测量者均独立完成整个测量过程，包括装夹工件、选择工件的位置方向、测头配置、标定测头、拟定采样策略、建立工件坐标系、设置测量速度等，不同测量者在符合规范的前提下可Ｗ选揮不同的测量环境和时间一。但同个测量一者在进行重复性测量时，，，测量条件经确定不得改变并在短时间内连续进行重复测试。每个测量者的操作都必须符合坐标测量机的测量规范。测试数据可用表示＝公，／表示不同的测量者，表示测量者进行重复测量的次数４，■／？＝（１２…巧．）。＿／，，，２４７ 合肥工业大学博±研究生学位论文４．１．２测量不确定度分析采用量值特性分析方法，确定测量过程中的主要不确定度来源主要体现在Ｗ下四个方面：（〇乐值误差示值误差主要是由Ｈ坐标测量机本身的机构误差引起的，也包括了光栅尺的刻划误差、探测系统误差Ｗ及测量软件引入的误差，集中反映了测量设备的系统误差。根据ＩＳＯ１０３６０标准规定，在坐标测量机的验收检验和复检检测时，都会对示值误差的影响进行评估，并Ｗ最大允许示值误差胃来量化表示。在常规测量中，Ｃ为了简化测量评定过程，不去具体量化长度测量误差补偿Ｗ及直径测量误差补偿对尺寸测量的影响，从最保险的角度考虑，直接利用ＭＰＥ涵盖所有系统误差对于ｅ测量的影响。测量不确定度建模时，用Ｍ表示测量机示值误差引起的测量不确定度。ｓ（２）测量重复性测量结果重复性反映了在相同测量条件下一，同被测量的连续多次测量结果一致程度。重复性条件包括、相同的观测者、在相同的之间的：相同的测量程序ｉＷｔ条件下使用相同的测量仪器、相同地点、在短时间内重复。可见，测量重复性对测量条件１＾１及各种可能对测量结果产生影响的因素进行严格控制，重点反映测一量过程中随机效应对测量结果的影响，因此不容忽视，般都将其作为主要的不确定度来源考虑，评价方法相对成熟。。测量不确定度建模时，用表示测量重复巧引起的测量不滿定度（３）测量复现性测量结果复现性反映了在测量条件改变时一一，同被测量的测量结果之间的致性。改变条件可包括：测量原理、测量方法、观察者、测量仪器、参考测量标１１４［】准、地点、使用条件、时间。测量结果复现性与测量设备、测量方法、测量人员、测量环境都有关，是重要的误差来源，由，，但在Ｗ往的不确定度评定中于对其认识不够充分往往忽视了复现性对测量结果的影响，较少将其作为主要不确定度来源考虑。但实际上，测量复现性与测量任务密切相关，，对测量结果的影响非常显著合理评价测量任务的复现性对于坐标测量的不确定度评定至关重要。测量不确定度建模时，用表示测量复现性引起的测量不确定度。（４）温度因素在测量环境诸多误差因素中，主要是温度因素对尺寸测量结果影响较大，因为湿度变化将同时引起工件尺寸和坐标测量机光栅尺尺寸的变化，虽然坐标测量４８ 第四章不同测里方法下的ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定机通常都会应用湿度补偿技术减小湿度误差的影响，但温度补偿盾的残余误差仍然不可忽略。测量不确定度建模时，用Ｗ表示温度补偿引起的测量不确定度。ｆｗｐ上述未列举的影响因素并非不存在。如果确定还有其它不确定度来源，且对测量结果影响显著，则必须进行额外的分析处理。４．１３测量不确定度模型（０不确定度分量的计算１）ＣＭＭ示值误差引起的不确定度分量Ｍｇ根据ＣＭＭ的验收复检报告，可Ｗ査知ＣＭＭ在规定操作环境下的最大示值误差其大小与实际测量尺寸有关，为安全起见，假设测量机示值误差服从矩Ｐ８４＝１形分布考虑，取包含因子ＶＪ，则可得由于示值误差的影响所引入的不确定度分量：＝？￡ＭＰｅ（４．１）ＪＳ２）测量重复性引起的不确定度分量测量结果重复性可Ｗ用测量结果的分散性定量地表示。’可任取第Ｚ个测量人员的多次重复测量数据考察测量重复性，假设测试数据服从正态分布，由贝塞尔公式，单次测量的标准差为：＝主－（４如心乂户．＾＇）之立辜＂Ｊ其中，乂表示该测量人员次重复测量的算术平均值。如果Ｗ作为最终测量结果的最佳估计值，则由测量重复性引入的不确定度ｙ，分量为：－＝如張＝爲拆万（４．３）３）测量复现性引起的不确定度分量Ｍｙ测量结果复现性可用不同测量条件下所得测量结果的分散性定量地表示。假设所有ｙ服从正态分布，测量复现性引起的不确定度分量用其算术平均值Ｊ，的标准差来描述，由贝塞尔公式得：＝＝－（４＂．４）Ｗ娘）＇占４）温度补偿引起的不确定度分量Ｕｆｇｍｐ测量时应用ＣＭＭ湿度补偿系统：，根据其补偿原理，建立温度补偿误差模型４９ 合肥工业大学博±研究生学位论文＇－－＾＝．．。王７２０＾？（４．５）（）（＾）其中，Ｚ表示被测工件的尺寸，了表示测量时的实际环境温度，ａｗ表示工件的热膨胀系数，表示坐标测量机光栅尺的热膨胀系数。根据ＧＵＭ，由此模型一可Ｗ进步建立温度补偿引起的测量不确定度模型：＝－＂＋？＂＋？心＋－＂誓叫警坤）１（〔縣）〔慾Ｍ记为：＂＝＋Ｕ４＋Ｕ（．６）Ｔｅｍｐ如Ｌｃ巧、ｃ巧２其中，《１表示被测工件尺寸不准确引起的不确定度分量，１／＾表示测量时环境温度变化引起的不确定度分量，表示被测工件热膨胀系数变化引起的不确定度分量，Ｍ表示ＣＭＭ标尺热膨胀凉数变化引起的不确定度分量。各项不确定度分ｅｗ，量分析如下：（ａ）被测工件尺寸不准确引起的不确定度分量－？＝．－ｕＬｒ２０ｃｃｕＬ（４７ａ．）＾｛）（）（＾＾ｙ｛）（ｂ）测量时环境温度变化引起的不确定度分量若测量时实际环境湿度变化极限为±Ａｒ，按矩形分布，＾度变化的不确定度：＝ＡＴｕＴｙｆ３｛）／则温度变化引起的不确定度分量为：－＝ｕＴ＝Ｌ－ａａ－ＡＴ％＾｛）｛＾Ｊ／Ｓ（４．８）ｄＴ（Ｃ）被测工件热膨胀系数变化引起的不确定度分量由于制造工艺及加工过程中各种因素的影响，工件的热膨胀系数也会随温度变化发生变化。设工件的热膨胀系数变化在±么》＾，按矩形分布，工件热膨胀系数变化的不确定度；ｕａ＝ＡａＶｓ（ｆｙ）＾／则工件热膨胀系数变化引起的不确定度为：－＂＝．ｗ〇＝．．ＡａＺｒ２０／＾（４．９）ｃｍ（Ｖ）（）ｖＡ｜＾（ｄ）ＣＭＭ标尺热膨胀系数变化引起的不确定度分量同理，若光栅尺的热膨胀系数变化在±Ａｏ：ｍ，按矩形分布，则坐标测量机光栅尺的热膨胀系数变化引起的不确定度分量为：５０ 第四章不同测里方法下的ＣＭＭ尺寸测畳不确定度评定＝－Ｕｕａ＝Ｌ－ＴｌＱｈａ（４ｃ＾．１０），＾＾｛＾）｛＼ＪＳ－５Ｕ一可Ｗ忽）可Ｗ看出，在四项不确定度分量中，的影响很小（般小于１０，￡略不计。因此：，最终温度补偿引起的测量不确定度为＝＋＂Ｕ靴＋ＵＴＥ（４．１１）Ｔｅｍｐ如ＴＩｃ２（２）合成标准不确定度和扩展不确定度评定根据上述分析计算，将各不确定度分量汇总，列出常规测量法的不确定度概４．１所示。算表，如表表４．１常规测虽的不确定度概算Ｔａｂ４．１Ｔｈｅｔｉｔｂｕｄｔｔｉｌｍｔｕｎｃｅｒａｎｅｏｆｃｏｎｖｅｎｏｎａｅａｓｕｒｅｍｅｎｙｇ标准不确定度标准不确定度不确定度分量来源（ｍｍ）Ｕ示值误差ＭＰＥ术ｅｅ／＂巧测量重复性＾￡５５＂＂测量复现性＂－ｉｖｉ台＾＾＂Ｔｅｍ温度补偿＋＾＋＾ｐＣＴＥ＼ＣＴＥ２１［假设各不确定度分量相互独立，则测量结果的合成标准不确定度为叫２２２２－＝＂＋？＋Ｍ＋Ｍ（４＂ｗ．１２）Ｃ＾占巧ｒ哪根据给定的置信概率Ａ取包含因子知可得扩展不确定度Ｕ＝ｋｘｕ（４．１３），那么，最终测量结果应表示为Ｌ＝±Ｕ（４．１４）ｙ＾４．２替代测量下的不确定度评定替代测量是为修正坐标测量机系统误差而对被测工件和已校准工件都进行测一レ量的种检测手段，利用替代测量可ッ提高测量精度。５１ 合肥工业大学博±研究生学位论文４．２．１測呈原理、方法、条件及程序（１）测量原理替代测量是在尽量保证测量条件不变的情况下一，用个尺寸及形状与实际工件相似的已校准工件去替代未知被测工件的测量，将坐标测量机的示值与校准值比较，来确定实际被测工件的测量结果应附加的修正量，并Ｗ修正后的测量结果ＰＷ作为被测参数的估计值，将测量所得结果与已校准工件校准值的差值用于测量不确定度评定。（２）测量方法用对一个或多个已校准工件的测量代替对被测工件的测量，是在与实际测量一相同的条件下用相同方法完成的系列测量．。。其测量过程如图４１所示—、己校輸安巧＊Ｉ巧！Ｉ己校准工件的測量ＸＢ．＿風－＾＾巧巧紅削彼装ｆ巧ｉ娜工件的测畳Ｊ图４．１替代测量过程Ｆｉｇ４．１Ｔｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（３）测量条件所需要的实验器材包括兰坐标测量机、已校准的工件、装夹工具和温度计。已校准的工件用于替代测量的标准工件，该工件应与实际被测工件在尺寸、形状等特征上尽量近似。同４丄１所述，按照Ｈ坐标测量机操作规范和使用条件进行测量。（４）测量程序１）标准工件的校准选择与实际待测工件相似的工件作为标准工件，将该工件送到计量校准机构或第兰方检测实验室进行检测，生成校准证书。２）替代测量对己校准工件和被测工件进行多次测量循环一。个完整的测量循环包括：已工件的安装、己校准工件的测量、实际工件的安装、实际工件的测量校准，如图４一。．１所示必须保证在同个测量循环中，实际工件和已校准工件的测量条件是完５２ 第四章不同测量方法下的ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定一致的全，包括装夹、工件的位置与方向、测头系统配置、采样策略、测量速度等，Ｗ及测量环境条件。被测工件的位置和方向可Ｗ在不确定度评估测量所覆盖的范围内自由选取。在不同条件下（如不同检测细节、不同测量者、不同热条件等），进行多次替代测量循环，记录已校准工件与实际工件测量值之差。为了不确定度评估，需要获得足够数量的样本，即至少完成１０次测量循环和对己校准工件进行至少２０次测量一。也就是说，如果每个循环只测量次已校准工件，则至少需进行２０次测量循环。另外，为了保证测量数据的可靠性，也可对测量循环进行具体设计一工。例如在个测量循环中，分别对已校准件和被测工件进行重复多次测量，也可Ｗ设计为在被测工件测量前后分别对已校准工件进行测量，最后根据测量循环中已校准工件和被测工件重复测量的平均值进行测量不确定度评定。Ｗ进行２０次测量循环为例，将实验数据列入表４．２。表４．２替代测量的实验数据ｍｍ（）Ｔａｂ４．２Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｉｎｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ｍｍ）测量循环１２．．．ｉ．．．２０＇￣己校准件；；ｒ关■■■Ｘ１’’’‘（单次测量值或多次测量的平均值）被测件．，，，■■■？ｙ？？‘（单次测量值或多次测量的平均值）‘＝其中，／表示某次测量循环，ｚｌ２．Ｘ表示每个测量循环中测量己校，，｜准工件得到的ＣＭＭ示值；表示每个测量循环中测量被测工件得到的ＣＭＭ示值。４．２．２测量不确定度分析采用量值特性分析方法，可知替代测量法主要考虑Ｗ下Ｈ类不确定度来源：１）已校准工件的标准不确定度此项不确定度来自于校准机构对作为标准的送检工件的测量。根据校准机构提供的校准证书，通过Ｂ类评价方法进行评定。测量不确定度建模时，用Ｍ表示已校准工件的标准不确定度。ｍ，２）测量过程的祿准不确定度此项不确定度分量考虑了坐标测量过程中的一切随机误差和变化的系统误差，包括坐标测量机的几何误差、测量重复性，探测系统的系统误差和随机误差，由测量策略和操作过程引起的误差，及测量条件引起的误差等。其影响可根据ＧＵＭ中的Ａ类评价方法进行评定。测量不确定度建模时，用Ｋ表示测量过程（重复性）的标准不确定度。ｐ５３ 合肥工业大学博±研究生学位论文３）实际工件与已校准王件的差异引起的不确定度已校准的工件通常是实际工件的其中一个，它与其他待测实际工件存在的差。异，会影响测量不确定度例如对于批量生产的工件，与选作标准的工件相比，其他工件与其在材料及表面特性上可能存在的差异，将会引起形状误差、热膨胀系数、粗糖度、弹性等参数的变化，这些因素都会影响测量不确定度。测量不确定度建模时，用ＩＶ表示彼测工件与已校准工件的差异引起的标准不确定度。４．２３测量不确定度模型（１）不确定度分量的计算１）己校准工件的标准不确定度在校准证书中，测量结果由两部分构成：被测参数的估计值，估计值的扩展不确定度，通常表示为ｙ±ｔ／的形式。根据工件校准值的扩展不确定度Ｕｍ／的对应的置信概率Ｐ和包含因子Ａ，可计算工件校准值的标准不确定度Ｋ为：ｍ，Ｕ＝ｋＵ（４．１＾ｃａｌ〇Ｊ２）测量过程的标准不确定度Ｋｐ根据表４．２Ｗ及已校准工件校准证书中提供的校准值，可得到已校准工件测量时校准值与坐标测量机的示值之差值Ａ：，么（４．１６），如果用ｙ，表示每个测量循环过程所得到的己经修正的被测王件测量结果；表示所有已修正的被测工件测量结果的平均值。则有：＊＝＋Ａ乂乂＜＝（４．１７）＾＝Ｗ＝ｉＩ１１测量过程的标准不确定度Ｍ可由乂的实验标准偏差表示，由贝塞尔公式计算ｐ得到：＂＝万（４．１８）Ｐ店凉３）被测工件与已校准工件的差异引起的标准不确定度ＩＶ一般来说，实际工件与已校准工件的差异主要表现在四个方面：形状误差，热膨胀系数，粗権度，弹性。当这几个不确定度因素对测量结果的不确定度影响显著到无法忽略时，应根据具体情况，采用ＧＵＭ的Ａ类或Ｂ类方法，分别评估５４ 第四章不同测里方法下的ＣＭＭ尺寸测里不确定度评定其不确定度贡献。实际测量中，对于测量结果的不确定度最为明显的因素通常是工件热膨胀系数的差异，其评价方法如下：－＝－ＩＶ王ｒ２０Ｍ（４．１９）（）。式中，ｒ表示测量过程中的环境温度；Ｋ表示工件热膨胀系数的标准不确定度，。ｉ表示被测工件的尺寸。（２）合成标准不确定度和扩展不确定度评定根据上述分析与计算，将各不确定度分量汇总，可列出不确定度概算表，如表４．３所示。表４．３替代测量的不确定度概算Ｔａｂ４．３Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｂｕｄｇｅｔｏｆｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ不确定度不确定度来源标准不确定度（ｍｍ）工件校准值的不，Ｕｒｒ，ｗ作确定度￣￣测量过程引入的１告＂Ｉ（＾Ｐ不确定度：＾庐福实际工件与已校－工件的差异引ｉ．．ＩＶ准ｒ２（ＴｃＭ（）。入的不确定度假设Ｗ上各不确定度分量相互独立，那么合成标准不确定度为＂＝＋ｕ（４．２０）。＾心ｊ／根据给定的置信概率Ａ确定包含因子ｔ，可得扩展不确定度为王ｉ玉Ｕ＝ｘｋ＋Ｕ＋Ｕ（４．２１）Ｗｐ—术被测工件修正后的测量结果估计值为＝ｙ＜４．２２）〇〇ｒｒｙ则最终测量结果应表示为Ｌ＝＝±Ｕ±Ｕ（４．２３）ｙ＾？ｙ５５ 合肥工业大学博±研究生学位论文４．３补偿测量下的不确定度评定一般可Ｗ分为Ｈ种类型：、根据经典误差理论，测量中的误差粗大误差随化，粗大误差主要由测量失误引起误差和系统误差。其中，采取相应措施可Ｍ完全！？误差由各类微小的随机效应引起防止和消除；随机，具有抵偿性，它造成的不确定度影响可Ｗ通过重复性条件下多次测量的方法来减小：系统误差由不变或规律一、变化的因素引起，具有定的潜伏性，系统误差的发现减小和消除是误差理论ｗ＂３［，的重要课题。在大多数情况下，坐标测量中最主要的测量不确定度正是来源于未知的系统误差。送类误差不仅难Ｗ被发现，其大小和变化规律也很难掌握。补偿测量的思想是要对未知系统误差进行一定的补偿来提高测量精度。４．３．１测畳原理、方法、条件及程序（１）测量原理一＂’’补偿测量是改变测量条件到定捏度，使测量具有足够高的自由度，将测量一部分未知系统误差随机化过程中的，减小和消除这类系统误差的影响，；并且Ｗ不同条件下多次测量的平均值作为测得值，对于无法抵消的系统误差，如长度测量的示值误差和测头校准的直径补偿误差，通过对长度标准量和直径标准量的检测得到相关信息，利用该信息对测量结果进行修正，如果无法修正，则将其作一项附加的不确定度为。另外，还需考虑其他无法随机化的误差因素对测量结果的影响，如温度变化等。最后对各不确定度分量应用ＧＵＭ方法合成和扩展，从而。该原理基于下述假设；对于任何类型的几何特征得到测量结果的扩展不确定度，存在足够多的检测细节因素（主要是工件的方向和采样策略），使得坐标测量机的大部分误差和不确定度影响是相互独立的。相比于单次测量或简单重复测量，本方法能有效减小被测特征量的测量不确定度。（２）测量方法在符合坐标测量机规范操作的前提下＂被测，对被测工件进行多次测量，变化＂＂＂工件在测量机上的方向及测点分布两个测量条件，所有测得值的平均值作为测量结果的估计值。然后通过对长度实物标准器和直径实物标准器分别进行多次测量，获取长度测量的示值误差和测头校准的直径补偿误差及其相关信息，Ｗ便对测量结果进行修正或者作为附加不确定度分量考虑（无法修正时）。（３）测量条件所需要的实验器材除了常规的Ｈ坐标测量机、装夹工具和温度计外，还包括长度实物标准器和直径实物标准器。长度实物标准器可选用标准量规、步距规或球杆等，其标称长度值最好与被测工件几何特征的尺寸相仿，或稍大。长度标准器在使用前应经过校准。直径实一个內直径实物标准器一物标准器包括（如标准环规）和个外直径实物标准器（如５６ 第四章不同测量方法下的Ｃｌ做尺寸测量不确定度评定标准球、标准塞规）。直径标准器在使用前应经过校准。同４丄１所述，按照Ｈ坐标测量机操作规范和使用条件进行测量。（４）测量程序１）工件的测量＝在Ｗ个方向上对工件进行测量。对于维尺寸测量，建议至少选取４个方向，，所选择的被测工件放置方向应有利于得到最佳的测量条件。若有需要则选不同探一王件进行次测量针。在每个方向上，所用探针针头均独立进行标定，对，（建议Ａ含５），每次测量的采样点分布各不相同，但总测点数相同，且测点在工件表一ＸＷ面的覆盖程度保持致。这样，总共将对被测工件进行至少（Ａ）次测量，并２一工件、且每次测量都应该是相互独立的，都是个完整的测量循环过程，包括装夹标定测头、建立工件坐标系、拟定采样策略、设置测量速度（低速）等过程。从经济角度考虑，，在测量中，对于被测工件的放置方向可选用４个基本方向°一Ｘ即个自然放置方向Ｗ及绕测量机、Ｙ、ＺＨ个机器坐标轴分别旋转９０的方向。５２０次独立测量在每个方向上，检测种不同测点分布，即共计，将测量数据列成４。表格，如表４．所示表４．４王件的测量数据Ｔａｂ４．４Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅ＝＝＝＝序号方向ｙｉ方向７２方向ｙ３方向ｙ４？口＂１３Ｍ＝循环，！ｙｙｙｙ－２２２３２１２４循环＝，２ｙｙｙｙ３１３２巧３４＝．ｍｉ３ｙ＾＾ｙ－值４３４４循环＝４，ｙｙｙＳｌ巧＝５ｙｙ一＝＝其中，表示测量方向，ｉ２．．．ｎ（取／Ｉ４）；／表示同测量方向上进ｙ，，，＿／２，６＝１２＝５）；行的测量．．．表示每次测得的实验数据。，／，，（取；，巧巧＞假如测点的数量及位置是己规定的及在测量报告书中明确注明，那么测量时。将不改变测点的分布，而结果仅对此测点分布的测量有效２）长度实物标准器的测量在工件测量相同的测量空间内，从Ｈ个大致互相垂直的方向，对长度实物标准器进行测量一，般选取测量方向与Ｘ、Ｙ、ＺＨ个机器坐标轴相互平行，测量线５７． 合化工业大学博±研究生学位论文应大致通过测量空间的中必。每个方向重复测量的次数不少于３次，每次测量都应是完整的测量过程，包括装夹工件、标定测头、建立工件坐标系、拟定采样策略、设置测量速度（低速）等过程。在每个方向对长度实物标准器测量时，应用Ｈ种不同的探针，探针的方向及长度应当和工件测量时所用类似。＝９用ｎ表示所得到的相互独立的测量结果个数，则至少ｎ。记录测量数据，，，列成表格．。，如表４５所示４表．５长度标准量的测量数据Ｔａｂ４．５Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｏｆｔｈｅｌｅｎｔｈｓｔａｎｄａｒｄｇ序号位置１测量位置２测量位置３测量第１次测量与ＬＬ＊ｉ第２次测量ＬｉＬｓＬ、第３次测量ＬＬ，ｂＵ需要注意的是，为了使测量值不受探测误差的影响，最好选用步距规、孔棒或球棒作为长度标准器一端成。如果不具备这样的标准器，可Ｗ用短量块组合在为一个单向标准长度，Ｗ与机器Ｘ轴平行方向测量为例，如图４．２所示组合，平一个小量块板是，组合表面取多个测量点，测点对称分布保证所测结果为中屯距离。？－＋Ｉ＜Ｌ？图４．２量块与平板的组合Ｆｉ４．２Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｂｌｏｃｋａｕｇｅａｎｄｔａｂｌｅｔｇｇ另外，只要能够保证Ｈ坐标测量机的特征参数没有发生变化，那么在测量新的工件时，不需要再重新对长度实物标准器进行检测。在工件测量结果的计算和不确定度的评定中，可Ｗ直接应用之前得到的相关长度标准的测量数据。３）直径实物标准器的测量在工件测量相同的测量空间内一一，至少对个内直径和个外直径的实物惊准器进行测量，建议采用坐标测量机测头校准时推荐的采样策略，即采样点的数量为２５个，均匀分布在标准器的被测表面上。５８ 第四章不同测里方法下的ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定测量时应用Ｈ种不同的与工件测量时所用类似的探针。每种测头系统配置下至少测量３次，每次测量相互独立。用表示所得到的相互独立的测量结果个数，＝则将至少得到内直径和外直径杨准器测量的各９个测量数据。将测量数据列成表格．６，如表４和表４．７所示。表４．６内直径标准器的测量数据Ｔａｂ４．６Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒ出ａｍｅｔｅｒｓｔａｎｄａｒｄ序号测头配置１测头配置２测头配置３第１次测量公ｌｉｎｔ公４ｉｎｔ〇７ｉｎｔ第２次測置ＡＤ凸ｉｍｓｉａｔＳｉｎｔ第３次测量公３ＤｉｎｔＡｉｍｇｉｎｔ表４．７外直径标准器的测量数据Ｔａｂ４．７Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｏｆ化ｅｅｘｔｅｒｎａｌ出ａｍｅｔｅｒｓｔａｎｄａｒｄ序号测头配置１测头配置２测头巧置３第１次测量〇Ｄ加＊功第２次测量〇５幼第３次测量〇３如Ｄ＆ＷＤｇｗ同样，只要能够保证兰坐标测量机的特征参数没有发生变化，那么在测量新。的工件时，不需要再重新对直径实物标准器进行检测在工件测量结果的计算和－不确定度的评定中，可Ｗ直接应用之前得到的相关直径标准的测量数据。４３．２测量不确定度分析对于尺寸测量，补偿测量策略的不确定度评定主要考虑Ｗ下５类不确定度分量：（１）测量重复性引起的测量不确定度此项不确定度分量描述了测量过程中随机误差的影响，包括坐标测量机的重复性、采样策略、工件表面的形状和粗糖度、工件表面的污物，Ｗ及装夹找正等因素造成的影响。测量不确定度建模时，用Ｋ表示测量重复性引起的测量不确定度。ｗ（２）测量复现性引起的测量不确定度此项不确定度分量描述了坐标测量机部分系统误差的影响。除了考虑测量机５９ 合肥王业大学博±研究生学位论文几何误差在空间的各向异性、测量时测点分布不同、被测工件表面与形状不理想的影响外，还考虑了相对探针位置、测球的方向特性、测球直径不确定度、工件对齐等因素的影响。测量不确定度建模时，用表示测量复现性引起的测量不确定度。（３）长度测量平均误差与长度测量误差补偿引起的测量不确定度由于光栅尺的刻度系数误差，王坐标测量机在不同测量空间内具有不同的尺寸测量误差。补偿测量策略将通过对长度标准器的标定，分离出工件测量所在测量空间内的平均长度测量误差，并加Ｗ修正。长度测量误差补偿引起的测量不确定度描述了长度补偿后残余误差的影响。测量不确定度建模时，用旬表示长度测量误差值，用Ｗ表示长度测量误差ｗＷ补偿引起的测量不确定度。（４）测球直径误差与测球直径误差补偿引起的测量不确定度坐标测量机在应用前，都要进行测头校验，Ｗ得到测球的补偿直径。坐标测量机测量软件会在测量工件的内部尺寸时，减去测球直径；而测量工件的外部尺寸时，则加上测球直径。但由于标定王具的磨损、测头校验过程的随机因素，Ｗ，测球补偿直径是存在误差的及测杆的力变形等各种因素的影响，而且该项误差并不能通过在多个方向上的多次测量被充分随机化。补偿测量策略将通过对内直径和外直径标准器的检测，标定出工件测量所在测量空间内的平均测球直径误差。当王件的待测参数是纯粹的内部持征或外部特征时，此项误差可直接修正；当工件的待测参数同时包含内部特征和外部特征时，此项误差无法修正一，此时可将该误差的绝对值作为项附加的不确定度贡献量。测球直径误差补偿引起的测量不确定度描述了测球直径误差补偿后残余误差的影响。测量不确定度建模时，用表示测球直径误差，用Ｍ表示测球直径误差补偿。引起的测量不确定度。（５）温度补偿引起的测量不确定度温度因素对尺寸测量结果影响较大，虽然坐标测量机通常都会应用温度补偿技术减小湿度误差的影响，但温度补偿后的残余误差仍然不可忽略。此项不确定度同时考虑了对工件测量的温度补偿和对标准器测量的温度补偿。测量不确定度建模时，用Ｋ，ｇ表示温度补偿引起的测量不确定度。ｗ对Ｗ上五项不确定度分量进行评定，并按照符合ＧＵＭ原理的方法进行合成和。扩展，可得总的标准测量不确定度和扩展不确定度４．３．３测呈不确定度模型（１）测量不确定度分量的计算６０ 第四章不同测里方法下的ＣＭＭ尺寸测里不确定度评定１）测量重复性引起的测量不确定度Ｋｗ根据表４．４的测量数据，首先由贝塞尔公式计算各个方向上单次测量的实验标ｊＳ为准差；－１＝）１Ｗ，如（４．２４）＝丄＞扣？１一＝其中，１２．／表示同，ｙ表示测量方向个数ｙ，，测量方向上循环测量／＝次数，１２．．．表示每次测得的实验数据示每个方向上多次测量，，，巧；；表的平均值。＿＿：那么，可得各方向上算术平均值的标准差可为综合／Ｉ个方向上的测试结果，Ｗ算术平均值的标准差可的均方根作为测量重，复性引起的不确定度分量，即＂＝雨＝ｗｆｆ巧＇巧Ｊ＝手ｉ２ｊ２户１ＶＶ巧Ｖ（４．２５）－．其自由度为１。（巧）２）测量复现性引起的测量不确定度１／＾根据每个方向上多次测量的平均值可Ｗ计算得到（Ａｘｎ，）次所有测量值的总平均值为：＝丄，！＞＂１２＞（４．２６）Ｗ总平均值ｙ的标准差来表述由于测量机几何误差在空间的各向异性、测量时测点分布不同及被测工件表面与形状的不理想等引起的测量不确定度Ｗ；ｇＭ吉潭品４（．２７）《－其自由度为。（２Ｃ３）长度测量误差值馬与长度测量误差补偿引起的测量不确定度根据表４．５中对长度标准量的测量结果，可由下式计算相应测量空间内长度测６１ 合肥工业大学博±研究生学位论文量的平均误差馬为：Ｅ＝＿－ｌ芝（ＡＡａｔｏｄ）巧＝＇１３（４．２８）＝其中，／表１２．．．《示对长度标准器测量结果的序号，／，，，；表示长度实物３标准器的校准值。由贝塞尔公式计算测量平均值的标准差为：（４．２９）？－？－１／？台３（３）３Ｊｙ査校准证书，可得长度实物标准器的扩展校准不确定度ｃ／，若取包含因子＾ｋ＝２《，则标准校准不确定度为：＾＊？／＂＝Ｕ２（４．３０）ｃａｔｏｒｆｃａｔｏｒｆ／则长度测量误差补偿引起的测量不确定度Ｍ为；ｗＷ—＂＇＾（４．３１）ｃｏｉｒＬｍｅａｓｓ＾ｔｄ＂－其自由度为１。（３）４）测球直径误差￡。与测球直径误差补偿引起的测量不确定度《０根据表４．６和表４．７中对直径实物标准器的测量结果，可计算内直径测量的测球直径平均误差和外直径测量的测球直径平均误差分别为：足＝丄－／＾（４诚加，｜；似？，？）巧＝４＇１Ｅ＝－Ｄ４ｉＡｗ（．３３）〇ｅ：ａＡｃａＪ）＾＝４１１式中，Ｄｍ／Ｗ、分别表示内、外直径标准器的校准值。由贝塞尔公式计算，内、外直径测量结果平均值的标准差和《？？？／＞ｅｘ？分别为：＇＝￣＾＇＇＝ｍｅａｓＤ－（４．３４）Ｉ７ｉｍｉｎｔ＾Ａ芝化ｉｎｔ）ｆ＂－］ｌ＂＂＝＝ｉ，Ｖ４４ｌｌ４１ＪＶ６２ 第四章不同测量方法下的ＣＭＭ尺寸測里不确定度评定￣￣＇公４＾＝＾（．３５）ｍｅａｓＤｅｘｔ城ｉｅｘＪ完＾（ｒ）／Ｔ－＂＂１＂＝台＇４？Ｖ４乂４＇＜／査校准证书，可得内、外直径标准器的扩展校准不确定度，ｋ＝通常取包含因子２，则内、外直径标准器的标准校准不确定度分别为：＂＝Ｕ２（４．３６）ｃａ瓜抽如／￣（４＾．３７）Ｄ＾ｃａｅｘｃａｅｘｌｔｌＤｔ根据测量实际，可分Ｗ下３种情况确定测球直径误差￡与测球直径误差补偿。引起的测量不确定度ａ（如果被测参数仅为内部测量，那么测球直径误差值为）＝￡。￡邮（４．３８）１测球直径误差补偿的引起的测量不确定度为＿＿＇＋＂＂＋＂ｕ（４．３９）。＾ｍｅａｓｓｔｄｃａｌｓｔｄｍａｚｓＯｉｎｔＬ〇ｉｎｔ《一统表示直径实物标准器测量重复性标准偏差，式中，用；？＾一表示直径实物标准器的标准校准不确定度。（ｂ）如果被测参数仅为外部测量，那么测球直径误差值为＝Ｅ〇Ｅ蜘（４．４０）测球直径误差补偿的引起的测量不确定度为＝＂＾＾＝＂＾＾（４．４１）ｍｅａｓｓｃａｓｔｍｅａｓｅｘｃａｌｅｘｔ＾ｔｄｌｄ＼ＩＤｌＤ若非Ｗ上两种情况，即测量参数同时包含内部特征和外部特征，那么将Ｗ（句内、外直径误差的绝对值较大值作为测球直径误差，即＝ｍａｘ￡五（４．４２）（〇ｈ，旬ｔ〇？＜｜Ｉ）Ｉ｜相应地，将Ｗ直径误差值较大者的不确定度作为测球直径误差补偿的测量不确定度。对于Ｗ上Ｈ种情况，测球直径误差补偿引起的测量不确定度Ｍ０的自由度均为。－１。（４）５）温度补偿引起的测量不确定度Ｋ，ｇｗ温度因素同时影响到工件的测量与长度标准器的测量。根据Ｈ坐标测量机温６３ 合肥王业大学博±研究生学位论文；度补偿系统的原理，建立如下误差模型Ａ．工件测量的湿度补偿工件测量湿度补偿误差模型可表示为：—Ａ＝？＊Ｚ／Ｌ，Ｔ２〇４．４３）｛（ｆ＾ｊｙ））式中，２表示工件的长度，而表示王件测量时的环境湿度，ａ表示工件的＾ｙ热膨胀系数，表示坐标测量机光栅尺的热膨胀系数。由上述误差模型，分析影响工件测量温度补偿的主要不确定度分量。（ａ）温度变化引起不确定度±Ａ７假设测量环境温度变化的极限为，按矩形分布，则；Ｕ而＝脚肿）那么：，温度变化引起的不确定度分量为－＝．ｃ．ＬＣａＡＴ朵（４．４４）ｗ［ｗｗ）Ｊｂ工件热膨胀系数变化引起的不确定度（）假设王件的热膨胀系数变化在±么《＾，按矩形分布，工件热膨胀系数变化的不确定度：则工件热膨胀系数变化引起的不确定度为；－－？ｒ２〇－ＡｏｒＶ３（４．４５）２（，ｙ）＾／似坐标测量机的光栅尺热膨胀系数的不确定度１／３同理，若光栅尺的热膨胀系数变化在±Ａ？ｍ，按矩形分布，则坐标测量机光栅尺的热膨胀系数变化引起的不确定度分量为：＝—．２０．的（４．４６）（而）综上；，工件测量时温度补偿的不确定度为Ｕ＝＋，ｅｍ？２＋？３（４．４７）ｐＷＢ．长度实物标准器测量的温度补偿长度实物标准器测量温度补偿误差模型可表示为；－－＝王．２０．＂？（４．４８）Ｗ的）（ｗ）类似地，可计算长度标准器测量时温度补偿的不确定度Ｋ。，ｇ，ｉｐＷ将Ｗ上两项不确定度分量进行合成，可得温度补偿引起的测量不确定度Ｕ，ｇｗ６４ 第四章不同测量方法下的ＣＭＭ尺寸测虽不确定度评定为：Ｕ＝＋＂（４ＬＬＮ．４９），哪如ｐｗｐ其自由度为无穷大。（２）合成标准不确定度和扩展不确定度评定根据上述分析与计算．８，将各项不确定度分量汇总，列出不确定度概算如表４所示。表４．８补偿测量法的不确定度概算Ｔａｂ４．８Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｂｕｄｅｔｏｆｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｇｐ有效符号不确定度来源碌准不确定度（ｍｍ）ｈ自由度－＂ｓ．＂＂１。Ｐ基ｆ（，）：性古枉ｐ＂＂－１抑反２误誤响点拓吉畜长度测量误差ｉｒ＾Ｉ巧ｃｏｒｒＬ３补偿Ｖ－测球直径误差王ＩＷ＂—１凸？补偿湿度２ＴＭｊ带ｆｅｍｐ因素小啤Ｗ上各项不确定度分量相互独立为；，所！＾合成标准不确定度ｗ。２２２２２＝－（４Ｍ＂＋＂＋Ｍ＋？＋＂．５０）ｅ呼ｇｅ〇？＞＂￡。啤／由下式，计算合成标准不确定度？的自由度。＝＂４Ｖ／／Ｅ＾Ａ０（．５１）／片１ｆ按给定的置信概率Ｐ，Ａ，可，査分布表得到包含因子得扩展不确定度２；王２＝■＋（４Ｕｋ＋Ｕ＋ｕ＋Ｕ．。）＂ｐｍｗ〇，，心心啤那么：，最终测量结果可根据＾下不同情况给出！１）当工件的待测参数是纯粹的内部特征或外部特征时，长度测量平均误差和测球直径误差均可被修正，测量结果表示为：２２－王＝怎±Ａ．＋＋＂？＋？＋＂（４．５３）ｂ。）＂／＂＂／。Ｖ心啤６５ 合肥工业大学博±研究生学位论文２）当工件的待测参数不需要修正测球直径误差时，只修正长度测量平均误差，测量结果表示为：２２！王＝－±ｋ．（４ＬＥｕ牛Ｕ＋＂牛ｕ．５４）（ｙｌ）ｙｊ巧巧。＂＂Ｌ，，ｗ４．４常规测量结合ＭＣＭ的不确定度评定为了探索提高ＣＭＭ测量精度的测量不确定度评定新方法，本节将尝试在常规测量评定中应用ＭＣＭ。，给出具体应用技术首先根据４．１节．常规测量中的不确定度来源，对第３章３．２４节提出的测量不确定度模型（３．４４）做相应调整得到常规测量结合ＭＣＭ的不确定度数学模型：＝《ｄｙｙ＋＋＋＋（４．５５）￡ＡｊＰｊＥＭＰ其中ｙ—最终评定的测量结果。ｙ—某个测量人员一次测量循环的测量结果平均值。Ｓ—测量机示值误差对测量结果的影响。ｅＳ—测量重复性对测量结果的影响ｗ。Ｓ—测量复现性对测量结果的影响曲。Ｓ—测量环境温度变化对测量结果的影响丽。应用ＭＣＭ的具体步骤如下：一（１）Ｗ某个测量人员次测量循环的测量结果平均值作为ｒ值；（２）根据测量数据分析，确定餐、式、Ｓ、各不确定度来源的分布＾ｗ类型及分布区间；根据在＾、Ｓｗ、３胃的分布类型及分布区间，通过计算机模拟产生随机数组来模拟Ｓｆ、如■、如３胃的取值，样本的容量为Ｍ，Ｍ越一５６＝￣Ｍ大越准确，般取为１〇１０即可满足要求１０００００，这里取样本容量，；、各误差影响＾＾？＞、、３的分布类型及分布区间可参考常规测量中的＾＆Ａｊｄ胃分析方法确定。１）示值误差的ＭＣＭ仿真根据ＣＭＭ的验收复检报告，可Ｗ査知ＣＭＭ在规定操作环境下的最大允许示值误差，假设Ｓ？Ｕ－ＭＰＥＭＰＥ（４．５６），ｅ（ｅｅ）利用ＭＣＭ计算机仿真即得到模拟示值误差影响的Ｍ个么样本。２）测量重复性误差的ＭＣＭ仿真根据公式（４．２），假没６６ 第四章不同测量方法下的ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定？－＾＾２ｊ（４．５７）ｙ（（，如如，０）利用ＭＣＭ计算机仿真即得到模拟测量重复性误差影响的Ｍ个样本。３）测量复现性误差的ＭＣＭ巧真根据公式（４．４），假设？Ｓ－２ｓ２Ｊ４＾／风（．５８）胁（例）利用ＭＣＭ计算机仿真即得到模拟测量重复性误差影响的Ｍ个样本。４）温度变化误差的ＭＣＭ仿真＆ＥＷ如果测量任务为内尺寸测量，则温度变化对尺寸测量结果的影响表示为：＇－Ｓ＝Ｓ＝ｒ．．ＡｒａＭａ（４．５９）ｒ＾（；ｙ）：如果测量任务为外尺寸测量，则温度变化对尺寸测量结果的影响表示为－？？？（４．６０）（ｗ）其中ｒ—工件尺寸；—如被测工件的实际热膨胀系数；’ａ—测量化光栅尺的实际热膨胀系数Ｍ；’—ｃ的Ａｒ测量过程实际温度与标准２〇偏差。假设ｒ＝ｆ；？－么分ａＣ／ａ＋ＡＣ占（ｗ，ｙ；供）？ａＴｍ＋么；）？Ａｒ＿ＡｒＡｒｃ／。（４．６ｉ）（，）其中ｆ—Ｍ个样本的测量模型计算结果的均值Ｋ；ａ—被测工件的热膨胀系数ｗ；Ａａ—被测工件的热膨胀系数变化半宽ｙ；ａ—＂测量机光栅尺的热膨胀系数；Ａａ—＾测量机光栅尺的热膨胀系数变化半宽；‘ＡＴ—２０Ｃ的变化半宽测量过程湿度较。利用ＭＣＭ计算机仿真得到＾个样本的随机Ａｒ，根据测量尺寸类型代入公式（４．巧）或（４．饥），即得到模拟测量过程温度变化误差影响的Ｍ个５样本。胃＾＇（３）根据＾上得到的］值和＾１／个样本的４￡、＆ＪＰ、＆ＪＯ、＆。＾随机序列，代６７ 合肥工业大学博±研究生学位论文入测量不确定度数学模型公式（４．５５）中，求得Ｍ个的测量结果ｙ的样本值。（４）测量结果ｙ的最佳估计值为该Ｍ个样本的均值７；（５）测量结果ｙ的标准不确定度Ｋ为该Ｍ个样本的标准差；（ｙ）（６）将得到的测量结果ｙ的Ｍ个样本值从小到大排序，如果给定包含概率为Ｐ，测量结果的包含区间可估计为山１＿，＊＾。，＞＾，＾。］。包含区间对称时，扩展不确（））定度可确定为＝迎生气坠也＾（４．６２）此时包含因子可确定为ｋ＝Ｕ／ｕ（４（ｙ（ｙ）．６３））最终测量结果表示为＝±ＵｙＹ（４．６４）４．５本章小结本章基于前两章的不确定度理论与方法，研究了ＣＭＭＨ种典型尺寸测量方案的不确定度评定，给出了每种方案的测量原理、测量方法、测量条件及测量程序，进行测量不确定度分析，建立测量不确定度模型，给出具体评定流程。通过评定过程可见各测量方法适用性不同，测量方法与ＣＭＭ测量精度密切相关，具。最后体将在第六章通过实例分析对其进行验证和总结，给出了采用量值特性不确定度分析法建立不确定度黑箱模型，并结合ＭＣＭ随机仿真与统计参数估计，进行ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定的具体流程，评定效果将在第六章中通—过实例进行验证。６８ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测里任务的不确定度评定软件开发第五章ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不痛定度评定软件开发研究ＣＭＭ测量不确定度的目的在于方便用户应用坐标测量机测量评定技术，提升坐标测量机的应用价值。但在目前的ＣＭＭ应用中，通过测量机的测量软件，一般只能得到被测特征量的估计值，无法给出带有不确定度的完整测量结果，因。此，迫切需要开发测量不确定度评定软件国外已经商业化的测量不确定度软件主要有ＰＴＢ开发的ＶＣＭＭ软件包Ｗ及美国ＮＩＳＴ开发的ＰＵＮＤＩＴ软件包，但尚未得到广泛推广，，国外的；而在国内尚无自主开发的商用测量不确定度评定软件。商业软件包也由于成本高而未能得到应用因此，自主开发ＣＭＭ测量不确定度评定软件具有重要的社会意义和实用价值，有助于填补国内空白，缩短我国与国外ＣＭＭ测量评定技术应用的差距。本章在前两章对ＣＭＭ面向尺寸测量的不确定度建模和评定方法研究的基础上。，编制了ＣＭＭ面向尺寸测量任务的测量不确定度离线评定软件该软件界面，ＭＭ友好，功能丰富能够实现对Ｃ典型的尺寸测量任务（距离测量和孔径测量）的测量不确定度自动评定，测量机用户可Ｗ根据实际需要选用合适的评定方法，轻松实现不确定度评定。５．１软件开发平台简介所开发的ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度评定软件基于前两章中研究的测量不确定度建模和评定方法，，采用模块化的编程思想借助于ＬａｂＶＩＥＷ图形化设计平台编制实现。Ｌ一ｆｉｉｑａｂＶＩＥＷ是美国国家仪器（ＮＩ）公司提出的款功能强大的软件开发平台，自１９％年１．０版诞生Ｗ来，不断地与时俱进，与新技术不断吸收融合，已经发展＂＂了近３０年，应用领域广泛，在测试、测量与自动化领域已经处于无处不在的领先地位，，帮助全世界的工程师和科学家们高效地完成各自的应用实现工程创新。ＬａｂＶＩＥＷ具有Ｈ个重要特性：图形化设计平台强大，专业工具包丰富，图形化编程便利、ＦＰＧＡ到；计算模型灵活多样，可作为系统级设计平台；具有从ＰＣ芯片级的运行平台，开发者，通过ＬａｂＶ圧Ｗ各种模块可实现不同硬件的代码部署一可Ｗ在产品设计、原型到生产各阶段都使用统的开发平台，保证代码的长期投。ＬａｂＶＩＥＷ，资采用并行编程结构，能够与多核技术完美结合提高程序的运行效率。而且，ＬａｂＶ圧Ｗ作为图形化编程平台，其最大优势即形象直观、开发效率高，能够设计出友好的人机交互界面。所Ｗ，设计采用ＬａｂＶ圧Ｗ作为开发平台，编制测量不确定度评定软件。６９ 合肥工业大学博±研究生学位论文＇５．２不确定度评定软件构架及特色ＣＭＭ面向尺寸测量任务的测量不确定度评定软件可Ｗ实现对ＣＭＭ典型尺寸一测量任务（距离测量和孔径测量）的测量结果评定，属于款离线评定软件。软件总流程图如图５．１。＂＂如图所示，用户在打开软件进入主界面测量任务／评定方法选择后，需要选择典型测量任务Ｗ及选用的评定方法，录入用户信息，包括测量对象名称、测量任务名称、测量设备、被测量标称值及其公差范围、测量时间、测量过程环境温度、测量人员、评定人员和评定时间等信息。确认录入信息后，软件将根据用户选择的测量任务和评定方法自动打开相应的评定模块。具体评定模块包括透明箱端面距离测量评定模块、透明箱孔径测量评定模块、ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定模块、ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块、常规测量评定模块、替代测量评定模块、补偿测量评定模块、常规结合ＭＣＭ测量评定模块。用户可Ｗ在具体的评定模块中根据界面的友好提示进行简单操作轻松完成对测量结果的评定，得到具有不确定度表示的完整测量结果Ｗ及评定报告。软件的欢迎界面如图５．２，主界面如图５．３，用户信息录入窗口如图５．４。该软件界面友好：，使用方便，功能完备，具有Ｗ下特色（１）该不确定度评定软件综合了ＣＭＭ典型尺寸测量任务的不同评定方法及测量方法的应用，方便用户根据需要进行选择。一（２）适用面广，并不局限于某台ＣＭＭ应用。＂＂（３）与测量不确定度评定数据库相关联（数据库中表结构如表５．１所示），使软件应用更加灵活，功能更加丰富。既方便评定结果数据的存储和管理，有利于形成大数据、实现数据共享，Ｗ及积累丰富的先验信息，又方便用户此较不同方法的评定效果。具体体现在：＂＂＂＂Ａ一．在初始化表测量不确定度评定数据库中专口为用户设计了张，＂＂用户可Ｗ事先定义初始化表，录入测量对象、测量任务、被测量标称值及其公差范围（上、下偏差）及备注信息。软件运行后，当需要用户录入信息时，软＂＂表件将自动读取初始化，为用户信息录入提供下拉选择。这对于长期的评定软件应用来说，为用户提供了便利。Ｂ．当用户信息录入后，软件将自动在数据库中创建相应的测量评定记录表，＂测＂表名为量对象＋测量任务＋标称值＋上偏差＋下偏差，完成测量评定后，评定结果将自动录入数据表中，如图５．５中（ａ）所示。同样，在应用补偿测量时，对于长度标准量和直径标准量的测量评定结果也＂长度＂＂将会自动保存在数据库中的实物标准器测量评定和直径实物标准器测＂量评定表中，如图５．５中（ｂ）和（Ｃ）所示。这些数据信息都将为后续的测量评７０ 第五韋ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发定提供重要参考。Ｃ．在完成测量不确定度评定后，软件可根据用户录入的信息和评定结果自动生成评定报告。（４）细节功能设计，提高评定效率。比如：通过软件可Ｗ直接读取文本形式保存的ＣＭＭ测量数据文档，自动获得所关必得数据信息，而无需手动输入；在对原始数据进行数据处理时，具有剔除粗大误差的功能：在自动实现测量不确定。度评定的同时，还可结合用户输入的被测特征量公差信息自动进行合格判定表５．１测量不确定度评定数据库中的表结构Ｔａｂ义１Ｔｈｅｌｉｓｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎ化ｅｄａｔａｂａｓｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ测貴评定结果记录表＂＂＂＂＂初始化（表名为测量对象＋长度实物标准器直径实物标准器测量衣准＂＂表测量任务＋标称值＋上测量评定表评定表＂偏差＋下偏差）字段１测量对象评价时间评价时间评价时间字段２测量任务测量设备内直径实物标准器名称值－直径实物标准器校准字段３测量人员校准值談皇差－准器校准字段４测量环境校准扩展不确定度？ｒ謗寨ＳＳ下偏差－长度标准器的测量内尺寸测量测头直径误子？５微米平均值差的补偿值长度标准器测内尺寸测量挪１头直径误宙字段巧＜６义备汝注最县任佳化估Ａ计值值（麵）复性鱗難差补觸Ｉ入的不确定度准确器帛字段７气直外直狂实物标准器名称ｆＪ望长度测量误差的补外直径实物标准器校准＾胃８自偿值值－空巧０ｗ晋片ｍ姑巧ｍ（／〇）长度挪Ｉ＃误差补偿外直径实物标准器校准引入的不确定度ｒ展不确定度字段１０包含昕ｋ自醜扩展不确定度Ｕ外尺寸测量测头直径误ｓｍｎ（ｍｍ）差补偿引入的不确定度字空段巧１〇Ａ化勘令测量尺寸类型（内尺寸１２合格判定或外尺寸或综合）字段１３评定人员测头直庭误差的补偿值测头直径误差补偿引入＾４？１师确定度字段１５自由度７１ 合肥王业大学博±研究生学位论文开始０）欢迎界面＾＾主界面／用户信息输入／？工件端面距离测量评定工件孔径测量评定透明箱黑箱虚拟坐标测量机透明箱黑箱虚拟坐标测量机占＇＾去古＇古ＩＪＭｕＴｓＶＣＭ御月箱ｒ＞ｓＶＣＭＳｉ５５＞＜３ｉ；ｊ５端面＜｜｜｜Ｍ孔径Ｍ距离端面测量孔径巧遇距离评定！５测量！ｔＳ！ｔ竟芒测里里测里量评定测量模块评定２少ｆ少评定ＬＩＬＩ＾ｉｉｙｙ１１｜１１｜网Ｓ常规结Ｓ常规结［｜｜［］｜测量测量测量合ＭＣＭ测童测量测量合ＭＣＭ评定评定评定测量评评定评定评定测量评模块定模块模块定模块ＩＩＩ幽ＩＩＩ退出（）图５．１ＣＭＭ典型尺寸测量任务测量不确定度评定软件总流程图Ｆｉｇ５．１ＴｈｅｔｏｔａｌｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｆａｃｉｎｇｔｙｐｉｃａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔａｓｋｓｏｆＣＭＭ７２ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发Ｃ顯面向尺寸测量任务的測量不确定度评定ＩＩＩＩＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆ－ｏｒＩＴＣＭＭＤｉｍｅｎｓｉｏｎｉｅｎｔｅｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴａｓｋｊＪＩｊｊ＾ｊ戸ｆ［圉合肥工业大学‘斯、‘一。也斗梦喚Ｈｅ主苗ｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ％繁ｇｙ这巨ｎｏｉｙ扭爲图５．２欢迎界面ｉ＇Ｆｉｇ５．２Ｔｈｅｗｅｌｃｏｍｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｉ１＾＇满晋巧务Ａ爭巧方难送巧Ｉ＾ＢＩｇ：．ＫＢ迅ｉｊｖ‘＇ｆｊ图５．３主界面Ｆｉｇ５．３Ｔｈｅｍａｉｎｉｎｔｅｒｆａｃｅ７３ 合肥工业大学博±研究生学位论文ｒ用户巧庙登入苗細防８巧橡＊．Ｌ过巧Ｓ任务ｇ株－ｓａｍｗｆ面＂、燕縫￣再ＣＺＺＺＺＺＺＺＺＺＺＩ］？运ｍｓｍ－说總巧备ｔ；Ｋ杂链ＩＩＩ—￣厂：：：：：：：：：［＇；（，：．：驟旋Ａｆａ．誦圓§ＨＢ靴±？差＾＾、ｆＳ曼１ｒ■、、．—一…——＊．？———■ｗＫｍ＊沪＃！。下巧会（齡ｗｍｍＩ＾＊定巧巧ｒ：ＨＩ｜「Ｉ＾｜Ｈ图５．４用户信息录入窗口Ｆｉ５．４Ｔｈｅｉｎｐｕｔｗｉｎｄｏｗｏｆｕｓｅｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｇ？ｉ？＾＇．？＊＆？＊＊＞ｗ＾！＞１＊生；〇？Ｍ．ｒｔ＊，４；？＃＊ｓａ＞１１４巧〇》？；ｆｅａｒｔａ，市＇：，《’－＇，：Ｊ二皆＊一Ｕ咬３‘巧》＞＾；立－３ＶＩ乂．＿－——＿＇———＿—＊—’．—＿甜？ｍｆｉ３义苗？化ｉ＾抱＞＾ｌ＾＾＊进ｉ＾养＾ｉＳｉ！辟ＬＴ：＾＾＊＾．ｊＩｐｉ，……ｉ躲親铅讲＾＾姑仁短说；．就ＳＳ二Ｘ＇＾＇＾．一？＞＾－？？－？一一ｖ．ｍ＾ｓ？？？ＣＲｔｏｔｉｇｒｍｙｉａｗａｗ？ｎｅｃｗ？？＆＊？ｔ化？ｗ；？■？占ｉ１＜？巧法《｛■；！＆９ａｎｘｓ？ｎｉ供ｓ＊了ｆＣｊＲ！巧｜ｗＳＯ－，？ｓｒｊｗｕ＊Ｒ化ＷＫｂｃｓＫＳ＊ＰＭｒ於：Ｒ口、Ｋ＊Ｓ玉？ｆｉｉｎａｘａｍ＞ｓ本＊打ｔＩＣＲ，Ｊ－＊－？９！■Ｒ５ａｒｆｔｙｔ＾ｎｒ１ｆｉｖｒ＊４》护一ｌｅｅｆｒｍａｉＭＳ？＜￡？？ｉ？？ｓ出Ｋ＊？二５ｒ去ｉ？？ＵＲ三瑜；９６￡２ｉｔ？０？？３０：ｓｒｖ６＊＊ｆ；ＴＣ，公？？！Ｔ３ｉ？？￡？０？ｒＳＭ１ｔｔｆ９（０＊３？ＴＴＣＲ（ａ）测量评定结果记录表示例（ａ）Ｔｈｅｒｅｃｏｒｄｓａｍｌｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌ怯ｐ，？？１，鄉組丄．—乌＊—Ｌ与锦丄Ｗ巧诚巧ｆ＾？Ｐｒ＞ｇ，才Ａ祀Ｌ．林ｉ口＊？４，＆？ｆｅ：＾－ＬＷｇ３ｌｎ？ｙ麗，＇．…＿Ｌ＂ｗｎ＊Ｍ，ｍｉ０ＷＡＳｎｍｅｗｆｔｗｎｆｃ出ｍａｎｍｓｖｓｗ．ｗａ獲ｎ＊－－＊？！Ｖ〇ｉ：１７１：？ｓｔ：ｉｒｍｏｎｏｎｍｍｏｎＲＫｔａ？？；？？〇ｏｎｔｆ＊？胁！？ｂ（ｃｃｕｂ＿ｊｉ＾巧＊ＫＴｉｉｖ＾ｎ】？ＫｉＡｗｗｅｏｆｌ０ａｍ？ｎｎｍｔｎｏａｅｍｏａｒｍｅｏｎｃｔ％〇（ｔＤＶｓａＢ＿Ｉ巧：Ｈ？．ｅｅｏＴ？？？？？色《ｍｃｏｏｑｘ？〇？？？ｓｏｎ？？］６＊ｆｔＲ？ｉｗ顯２ｖ＞ＫｓＴ公产？ｏｗｎｉ＾ｔｍ？ｃｕ？？々《？％６？＾ｔ〕ｔ＜ｔｔ：ｉ＊！＞ｍ＞？，＞ｔ？ｉ＞ｉ？ｎｎａｒｍＭｎｉｗ？ｗｗａａｈｉｔｎｏｒｔ＊＊ｏｗ＇ｘ？ＳＢＫ＊＊Ｍｗ（ｂ）长度实物标准器测量评定记录衷示例（ｂ）ＴｈｅｒｅｃｏｒｄｓａｍｐｌｅｏｆｌｅｎｇｔｈｓｔａｎｄａｒｄｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎＨ’ＢＢＭＢＳＢＭＭｆｃ。。＊ｔ＊ｕｉ＊ｗ；ｔｃｃｍｂｅｗｉｕｖｗｗｉ＊审》ｗｎｏｃｏｄ？ｓｏｏｎｉａａａｃｔ＊二■（Ｎｎｉｕｋｏｕ＃巧ｉｋｅＮＶｆｉ：ｆｅａｍｅＭＭｕａｍｖ？＞％）；？？ｏ■ｅ内刊．ｏｍＭｔｔａｕ■ｎ＊０ｉ〇＿［扣ｗ＊ｉｃ８０ｈ｜ｎ＊田＊ＭＴｃｏｏｎｔｏｎｉｉｅｗｅｔ＊ｏｕｔｕｉ。ｖａｎ？Ｎ巧■护ＳＨＫ？々《？ｆｒＶｉ＾ｉｔ？？０４ＴＣＣＯＭ？（ＯＭｉ）０（Ｍｅｔ？？（？？ｎ＜？ＣＯＱＳＭ？＿记１｝？泣ｔｖｓｉＩ冉■？？Ｍ０ａｍ々．〇？？！：ｅＫＭＵｓ，４ｋ＊？〇〇？ｏｏｗｎ＊６？ｏ〇ｔｏｂｍ，ｏｍｍｍ］挪？？ｍｖＡｎ？，＃，ｕ？ｗｏｎｅ＊？ｍａｉｃｏｎｓｕＲ？ｉ，Ｋ？＆？ｎｍｏｅｗｎｏｔｎＨＳｏｓｕｍ…ｗＰ々ｎ？ａｕｎｔｏ？－ｒｒ＊？巧ｍｗｉｕａｎａｘａ７ｉＲ？ｏｉ＞ｏｔｍａｎｆｉｏｒｒ■ｎＩｆａ＊＞ａｍｔｍｃ４ｌ＊ｒａｎｗｏ？ｒｍｍ巧Ｒｅ？ｍｗ？｜寸ｉｗｎ＞ｔｉａｍｅｍｕ田ａｓｎＭ０ｕ？４？ａ？〇Ｗａｏｖｓ公ｆｔｎｉＨｉｔ，ｆ（ｔｆｔ（Ｃ）直径实物标准器测量评定记录表示例（Ｃ）Ｔｈｅｒｅｃｏｒｄｓａｍｐｌｅｏｆｄｉａｍｅｋｒｓｔａｎｄａｒｄｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎ图５．５测量不确定度评定数据库中记录表示例ＦＴｒｅａａｓｕｒｅｍｅｎｃｅａｎｉｇ５．５ｈｅｒｅｃｏｄｓａｍｌｅｉ打ｔｈｄｔａｂａｓｅｏｆｍｅｔｕｎｒｔｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｐ（５）软件功能易于扩展，可在总体框架下继续增加测量评定任务。总的来说，软件在设计过程中，充分考虑了用户使用方便、评定过程清楚、一。评定结果存储等问题的解决，是款实用的离线评定软件下面将具体介绍各个评定模块。７４ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测里任务的不确定度评定软件开发５．３透明箱端面距离測呈评定模块透明箱端面距离测量评定模块流程图如图５．６所示。开始）获取Ｐｋ、Ｐｉ信息，计算ａ、ｂ、ｃ，最小二乘端面距离Ｚ；确定单点测虽的标准不确定度Ｉ＾输入其他参数：ＭＰＥｅ、Ｔ、ＡＴ、／／热膨胀系数、扣、ａＲＤ等产＾Ｎ计算各误差源引入的＾准不确定度，确定各ＩＩ误差的影巧范围Ｉ￣Ｎ灵敏度分析方法蒙特卡罗模拟方法＾＼灵敏度分析评定模块蒙特卡罗模拟评定模块ＩＩ（简称ＧＵＭ评定模块）（简称ＭＣＭ评定模块）＋＝＝／得到评定结果；／Ｚ±Ｃ／得到评定结果；／ＺＣＩＩ＾？合格判定，保存评定结果，根据用户信息Ｉ生成评定报告Ｎ（）图５．６透明箱端面距离测量评定模块流程图Ｆ－ｉ５－６Ｔｈｅ化ａｒａｍｏｆｔｈｅｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｇｇｐ７５ 合肥工业大学巧±研究生学位论文其中，应用传统灵敏度分析方法的评定模块（这里简称为ＧＵＭ评定模块）的流程如图５．７所示。蒙特卡罗模拟评定模块（送里简称ＭＣＭ评定模块）的流程如图５．８所示。在各个评定模块中，都具有基本的测量结果合格判定功能。合格判定依据于＂ＧＢ－／Ｔ１８７７９．１２００２产品几何量技术规范（ＧＰＳ）工件与测量设备的测量检验第＂１部分：按规范检验合格或不合格的判定规则。由图样标注、标准及有关规定等给定的工件的规范限（下规范限ＬＳＬ与／或上规范限ＵＳＬ）是不变的。测量不确定。度（扩展不确定度Ｕ）会受测量过程中各不确定度分量的影响而改变因此，合格区和不合格区的大小也随评定的扩展不确定度Ｕ而改变。依据测量不确定度的判定规则如图５．９所示。假设测量结果的完整表述为：＝ｙＹ±Ｕ其中，ｒ表示测量结果。则由图５．９可见；－＾＾化测量结果在合格区内（１）当１５王＋６＜７＜＾／化６，检验合格；测量模型单点测量标测量不确定度模型Ｘｌ，Ｘｌ，．．．，Ｘｗ的＂Ｙ＝ｘｚａｂｃ准不确定度＝Ｘｊｃ．．．ｊＣｗ标准不确定度ｇ｛，ｙ，，，，）ｙ／化，，，ｉ２）戶￣ｉ古ｒ＼Ｉ＾ａｕｂｕｃ包含昕｛＼｛＼｛）ｒｋｉＩｒＩ＂Ｗ—２＋’＂。＋’＂＋Ｗ煩（）Ｗ筋筋ｊ｜￣￣Ｉ丄丄＂＂２Ｚ２２＝．’．＂＂＋＂＋＂．０：＋．．．＋Ｉ／Ｘ。的Ｗ（２）（ｗ）、１（為隆作ｌ爹ａｘ［秦ｄｘ，ｊ［ｊ［＾ｊ丄Ｉｉ得到Ｃ／，测量结果表示为＝７±ｆ／：ｙ图５．７ＧＵＭ评定模块流程图Ｆｉｇ５．７ＴｈｅｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｏｆＧＵＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ７６ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测里任务的不确定度评定软件开发测量不确定度模型ｘ的概率密度蒙特卡罗抽样产生，｜ＩＩＩＩＩ宜信概率＾＝ｙ函数ＪＣ随机数的个数Ｍ各（＜）￣￣古Ｉ从各ＪＣ中抽样，产生Ｍ个随机样本（ｊ）ＸＸ．．．，ｊｒＡｆ，佔，，（似）ＩＩ＂了＊＋＇．义＋．ｙ＂．＋Ｘ＊＊１（）＾２似ｗ（）獻汾獻＾＾、２ＮＩ＾对Ｍ个随机模拟值义．．．，得到，７２＞，，：＾进行排序抑，化）ｉ丄的均值７、标准差《，置信区间为：；＞＿＋＾（〇｜＞（Ｗ＊＾／２，：ＶｌｆｔｐＷ／２］Ａ＝±进而得到和包含因子，测量结果表示为：ｙｒｆ／图５．８ＭＣＭ评定模块流程图巧ｇ５．８ＴｈｅｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｏｆＭＣＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅＬＳＬＵＳＬ规范外规范区（规范内）规范外＾７／给定规范阶段／＼＼设计芙测／＼／＼＇＇、、＇？量、、里／＼＞＼＇＇／不＼＼确／＼／＼＇、、＇定＇、、ＴＴＴＴＩＴ，ＴｕＵ＇ＵＵ—度＿ｗ检验阶段＾一Ｗ１Ｗｔ！＞！＇（Ｕ）？不确定区合格区不确定区＞４不合格区不合格区图５．９测量不确定度的判定规则Ｆｉｇ５．９Ｔｈｅｄｅｃｉｓｉｏｎｒｕｌｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ－＜７（２）当ｒ＜Ｉ５ＸＣ７或Ｃ；化＋ｔ／时，测量结果在不合格区内，检验不合格；－－／＜ｒ￡Ｗ王＋（３）当１化＾＜７＜王化＋［／或Ｌ５Ｚｉ７ｆ／时，测量结果在不确７７ 合肥工业大学博±研究生学位论文一，定区内，，按规范检验既不能判定合格也不能判定不合格需要进步根据误判率由供需双方协商决定。这里暂不做深究。透明箱端面距离测量评定模块的应用界面包括五个标签项，分别是测量信息ＭＣＭ－、ＧＵＭ评定、评定、报告生成和退出５．１０１４所示。获取及输入参数，如图＂＂标应用时，用户需要首先在测量信息获取及输入参数签下导入或输入相关数＂＂＂＂＂据和参数，之后即可自由选择ＧＵＭ评定或ＭＣＭ评定，完成评定后可在报＂＂＂告生成标签下生成评定报告，最后通过退出标签返回软件应用主界面。Ｉ？件Ａ面巧禹巧＆计安ＯＴｆ＊ｗｒｔＩｆＭｆ＆ＷＳｆｉＪ￣。．￣．广ｊｇｎ？巧ｉｃａ毎ｉＷ１＂，出＞＊？？务ｆｃｗ…一ｊ＊，ｎ＇ｌＲ－ｎ、ｒ？ｎＩｔ，ｎ？ｎ：ｉＭ？，？：ｔ．．ｒＡ：ｉ！藻度二禁．．＇．＇．ｉＭｉｄｌ的Ａ东ＳｉｆｔＳＪＲＥｉ＊ＸｈＭＯ＊ｍ巧＊？Ｔ．ａ田ｋ？４／ＩＪ．巧？？３ｗｇ？：，ｔｓ材午化？？？ｃｙｗｒｗＮｋ军，，畔＞？ｉ！＜？巧化Ｌ、Ｊ．．．ｊ？一纪…心？？？＊！图５．１０透明箱距离测量评定模块中信息输入标签项ＦＴ－ｉ５．１０ｈｅｌａｂｅｌｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｕｔｉｎｔｈｅｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｇｐｐｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ工件端面＆失巧是？■？ｃｓｖｆｔ■入＊？Ｂｗ知Ｋｉｒ；康化Ｉｔｍｍｔａｊｋ＾ｍｗ叫－一哦一．；）（ｒ＼？方？；！ａ法，ｉｆ巧？？ｉＩ￣￣？＊ＪＣ£４ｌ＜ｆＭＳｉｒ４ｅ？Ｍ＇＇ｕ【》）．＊？０〇？Ｉ？，－—－￣？ｕ々）‘ｌ〇一巧■，？？？‘ｕｒｔＯＭ？＊．？ｕ－１？ｕ．ｍ：（ａ）？一化一。？，＂》？？？－———二？二，二＿二苗？＇？—；？＜０？）？？，；—￣？ｕ）？：？…ａＭｌ—吉Ｊ＇＾一ｕ【．？—？Ａ＞？％？热《■＞ｉ？１３＂化＞？？？—￣ｌ？乂Ｍｕ＞）？Ａ？￡ｌＳ巧Ｕ？？：５巧ｒ？？．：ＩＨ？巧巧化，：．——ｔ旧Ｅ说勺心《化９■－？．ＭｔｉｔＫＡ？？Ｍ知ＷｗａＴｒｒｍＴＵＫＳｓＬ０ｓ００．００００ｉＭ１±ｔ＾．＂＂５１１图．透明箱距离测量评定模块中ＧＵＭ评定标签项Ｆ－ｉｇ５．１１ＴｈｅｌａｂｅｌｏｆＧＵＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎ化ｅｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｐｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ７８ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发Ｌ件＆＜ｆａＡＡ則ｔ巧定９９ｆ？＊ＭＡＡＡＫＪＩｔＡＭｔａｍｗｆｔＫ，？ＫＢＷ．＜１￣￣．？，＞：？３ｒ７＊ｒｒ？？Ｒ？？？？？．？？？一Ａ？＊？Ｉ猶ｆｂ＊ｎＫ：ｉ化４＞２＜Ｆ：：ｉ内Ｔ化■ＭａＭ？Ｎｏ订ｒＶｒｉ品？全．——■，：Ｉ－ｒＨ？ｕｒａ辑＊＊＊；？ｔ它？？？？＊？．■？》？■？，？巧二？？？＃？：？？；？，＇，呆ＭＲ一巧口ｉＫｔＨｒ；？＇？？？，ｔ一？ｊ＞＊？？乐《？？一＊――？．…－－，？三《一》？ｘｎｒ？ｎ？ｍ§ｔｍ［三—＊不々巧愈？？：．■ＩＶ■？个？Ｖ？舟；—．．＿７－＜？ｍＭ？＊ｌ？！ｒｕｅ８？＇扣？？？？？ｃ．？ｏｅｍ？：－？心ＩＸｔｆ、；＊ＳＡＷ？二放＂＂图５．１２透明箱距离测量评矩模块中ＭＣＭ评定标签项ＭＣＭ－Ｆｉ５．１２ＴｈｅｌａｂｅｌｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｇｐｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｆｆＡ＊Ｊ＃（？巧ＭｔｍＭＣＭ？乂Ｍ—９ｔｍｒｖ■＊＞？？ｍｍ＊＊ｆｔ＊ｍａｍｍ——，…；；．：．．一．ｉ．．Ｌ；品；ａＪ？ｆＨＤ！：一巧Ｗ＊ＭＭＳＭ．宁＾＿所．．．．．；．Ｖ品…，；Ｕ心，一：己，ｆＭ一ｍ，Ｗ？．ｍ？－－－－＼＞？■－－１一一＇－Ｊ＾卓觀》？？－？？■）？■？？？？：］—？—－呈￡ＡＳ？ｈ．．．ＭＭｉ？？？？？？？？ｍｔｍ■？＊ｍ＂＂５１图．３透明箱距离测量评定模块中报告生成标签项Ｆ－ｉ５．１３Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｒｅｒｔｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎ化ｅｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｇｐｏｇｐ＊ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ—＊？＊Ａｍ＂？？？？？？＜？？？Ｉ—＞■？？？，？？Ａｉｔｓ＂＂阁５．１４透明箱距离测量评定模块中退出标签项Ｆ５－．１４ｅａｂｅｏｆｅｒｒｅｎｍｒａｎｃｅｍｅａｕｒｉｇＴｈｌｌｅｘｉｔｉｎ出ｔａｎｓａｔｂｏｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｄｕｌｅｆｏｄｉｓｔｓｅｍｅｎｔｐ７９ 合肥工业大学博±研究生学位论文５．其中．１５、５１６，测量点数据导入是通过图所示的两个应用窗口实现的。在应用窗口中，，，选中测量文件保存的路径即将测量文件全部显示出来用户可借助索引的帮助找到文件中所关也的数据位置，根据数据位置轻松获取数据信息，＂＂可心心进行保存，并通过返回操作将数据带回到测量信息获取及输入参数标签项一，方便用户进行下步操作。＊：：這．ｆ：巧ｒｕｍ？ｊＫ８ｎ？？ｔ，ｆ＃？古？。，：？之ｕｎｕ／ｃｘ？ｔ香！－ＩＷ？击ｆ１ＩＩ．．．—图５．１５透明賴距离测量评定模块中获取Ｐｋ测量点数据应用窗口Ｆ－１Ｔａｃａｎｗｎｄｏｗｏｆｍｒｉｇ５．５ｈｅｐｐｌｉｔｉｏｉａｃｕｉｒｉｎ呂Ｐｋｄａｔａｉｎｔｈｅｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｄｕｌｅｆｏｑｐｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ从重Ｘ測ＡＰ＞中？？〇ｉ巧生》化巧＃天巧旺ｎ巧ｆｔＪｒｔ——？頻‘？Ｓ、．．．主？ｔ？＊？巧－—￣—＿＊ｉＭｔ？■？ｒｔｒｉｆｊｙＩｆＩｗ；ｎ，ｍａ＊ｉＭｉｅ＊Ｔ？ｉ？ｅｅｓ＊？ｙＡＨｉｆ＊Ｒｅ■？Ｓｅ化．ｔ，ｕｎｒｗｋｘａｅｓ？？？３ｎ？，，７？ｗｉ香？＾＂—一＞ＩＩ图５１Ｐ．６透明賴距离测量评定模块中获取ｉ测量点数据应用窗口１－ＦｉｃａｉｏｎｗｉｎｕｒｎＰｒａｎｓａｒｅｒＵｅｖａｕａｏｎｍｏｄｕｅｒｉｇ５．６Ｔｈｅａｐｐｌｔｄｏｗｏｆａｃｉｉｉｄａｔａｉｎｔｈｅｔｐｂｏｘｌｔｉｌｆｏｑｇｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ５．４透明箱孔径测量评定模块透明箱孔径测量评定模块流程图如图５．１７所示。透明箱孔径测量评定模块的应用界面同样包括五个标签项，分别是测量信息－．１获取及输入参数，５８２２所示。、ＧＵＭ评定、ＭＣＭ评定、报告生成和退出如图８０ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发开始）获取Ｐｉ信息，计算ａ、ｂ、ｃ，最小二乘孔径Ｄ；确定单点测量的标准不确定度Ｉ／＾／输入其他参数：ＭＰＥｅ、Ｔ、ＡＴ、＾热膨胀系数、Ｂｌ、ａＲＤ等＾计算各误差源引入的准不确定度，确定各ＩＩ误差的影响范围Ｉ＾？＜Ｃｗ５５５＞＾ｊ灵敏度分析方法蒙特卡罗模拟方法ｒ备４￣￣灵敏度分析评定模块蒙特卡罗模拟评定模块ＩＩ（简称ＧＵＭ评定模块）（简称ＭＣＭ评定模块）＝＝公±／得到评定结果：公±ｉ／得到评定结果：ＣＩＩ？合格判定，保存评定结果，根据用户信息ＩＩ生成评定报告￣Ｎ返＾§］（）图５．１７透明箱孔径测量评定模块流程图－Ｆｉｇ５．１７Ｔｈｅｄｉａｒａｍｏｆ化ｅｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒａｅｒｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｇｐｐ８１ 合肥王业大学博±研究生学位论文进巧巧义巧ｍｔＪＫＫｒＳＭｊＭＡＩ？？？？？ＫＡＪＩ、Ｗ＞巧义，ｒＳＭｋｊ．联１ｈｆｃｗ；ｎ？ｎＮ，ｒｔ，？ｗ，ｔ＊■？？？ｈ，ｍ？，？？？，ｈ今１，ｉ！皆＇，－巧《＊＊－＃＊？Ａ一．．？ＷＣＭｕｆｔＸｉ巧了＇？？？？ｔ，ｔＯＱ？？ｃＳ？ｙ－；Ｘ＊，ｌｉ？０■？￥巧ＭＷＫＦ？！ＷｔＴ？ＡｉｉｔｒＶ／Ｔ：ｋ？ｃＷ＊ＫＷ＊Ｔ＊玉，巧，＂ＫＫＸＳＩ：，，化Ａ。，１＞＜ｙ＜ＡＪＵｔ文化，《。．Ｋ／Ｃ？巧Ｗ巧ｊ：号：女．．．；三０Ｋ巧一■亢度饰？＊＆在巧心；１？〇＊１■参；Ｉ图５．１８透明箱孔径测量评巧模块中信息输入标签项－Ｆｉ５．１８Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｕｔｉｎ化ｅｔｒａｎｓａｒｅｎ；ｂｏｘｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｏｒａｅｒｕｒｅｇｔｅｆｔｐｐｐｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ巧巧ｇ孔狂測？ｉｒｃｔｔｉｗ：ＫｆｔｔｉｔＳ化ｆｔＷｊｌｒｆ－．－ａ、＊Ｊ（Ｗ？ｇ＊４：Ａ）ＴＡ．＆击ｆ＆ｇｉ采ｊ……＂……’—……——…＊’＊＆ｕＵ．ｅａｗｗ化；血？蝴《？苗１）ｕｗ；？２—……—＂＇＂＂．．．—Ｊ？＂？？＇６３．０＿？Ｊ！０？：；ｉ—：＂：二．１．１）》户，？＜〇，＞？＊Ｕ化？）历？？＊？．。ｉ．，占ｕ（ｃ）ｆ？ｕ（ｃ）？．Ｃ＊ｅ＊！〇ａ＞．０ｏｆａ＇ｉｔＭＮ＊ｕ＜ｔＷｙ｝—二Ｉ？ｕｔｆＨＨｌＭｔ．？？１ｔｎｉ？—ｕｎｊｔｆｔＭＦ＊．？Ｓ一ｊ一—…－ｖＭｆｔｎａ化来Ｚ１；於货觀￣—？个二知？＾ＵｉｆＩ？户■．．…一……？ｏｔＨｆＸｓｒｃｆｔｃ？■？？ｒｉｎｙｑｆｃ：Ｖ：？ｉｔ？？？？＞？；ｔ０．？０００？＂＂图５．１９透明箱孔径测量评定模块中ＧＵＭ评定标签项ＦＴ－ｉ５．１９ｈｅｌａｂｅｌｏｆＧＵＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎ化ｅｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｅｖａｌｕａｉｏ打ｍｌｆｒａｅｒｕｒｅｇｔｐｔｏｄｕｅｏｐｔｅａｓｕｒｅｍｅｎｍｔ８２ 第五章ＣＭＭ而向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发巧巧？表拉Ｗ？ＫＭｇｆＴＨｌＴＡｌｔＢｔｆｔＭ？Ａ４，＂．＊ＭＣＶＤ？？ｒｓＩｍｓｒ？？）／４Ｉｖｔｏｍｃ—．一’？；１－、－：ｎｕ〇：；；：＾ａ；ｉ；＂■ｎｒ■ｋ，ｎｔ＊以ｎｎｔＭＮ，？ｕ＊。，ｉ；？？？＜？？？？，！？ｔ？？？？＃．？；＿＿，…＊？．？Ｉ玉？？＊＊（＊■！翁心批＇Ｘ＊！ＭＷ／？已？＿＿＿Ｉ■ｗａｒｗ＊ｆ．ｗＭ掘■？■？■乐Ｍｌ■華■一，，？…？？■？！■■＊？？？？．—￣＂．ｗｉ．，？？ｌｉ＊？？？一－＾Ｉｗｗ？＇ｌ二．．ｉＴＩ二？■？＊？？？＊ｆ？ｆ？Ｓｌ？—－ｒｈ＊Ｂａｉ？－？Ｊｐ．＞＊古？ｆｔｆｃｏｅ－．ｔｏｏＭａｃｍｍ３ｎｔ－＞■？ｍｕｔｍｕｈｕ｝ｎｔ＾ｖｅｔ＂＂＂舟９？？．＞《？？《？■？１■ｍｕ＊Ｗ±０＊？ｉ？．〇？〇＞—｜＂＂闯５．２０透明箱孔径测量评定模块中ＭＣＭ评定标签项ＭＣＭｅｖ－Ｆ．２０Ｔｌｉｉｎｒｒｅｎｂｏｘｖａｌｕａｉｏｎｍｏｌｅｏｒａｅｕｒｅｉｇ５ｈｅｌａｂｅｌｏｆａｕａｔｏｎ出ｅｔａｎｓｐａｔｅｔｄｕｆｐｒｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ巧拉Ｏｆｔ＂．＇”槪？ｎａｘ？ｔｎ＾ｒｒ？Ａｉ？ａｍＭｉｌｉｔ？ＭＩＲＴＳ巧？？？＾——，—：．一一一占如．．—．＇—＇……ｍＩａａ－＂？…—－－Ｍｌ，，，Ｉ，－竹，ｖ，，＾＂？ｍａｍｘｍｍｓ＾ｋｓ＂＇＇＇．－＂＇ｒ＇ｋ？－■ｔ！：ｉ占；〇■？？ｔｔ＾ｒＳ＂—■ａｒｔｕｔ＾＂＂？４１？ｔ？：Ｓ？■？？：－？１－ｍ－？＜ｍｗａ？？ｔ＞ＭＭＨｃｃｗ＊？〇Ｍｃ〇ｓｗａＢ————；－—？一一一、？．——＂＂图５．２１透明箱孔径测量评定模块中报告生成标签项ｒｅｒａｏｎｎ－Ｆ：ｒａｓａｒｅｎｅｖａｕａｏ打ｍｏｄｕｅｒａｒｅｉｇ５．２１Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｏｒｔｅｎｅｔｉｉｔｈｅｔｎｐｔｂｏｘｌｔｉｌｆｏｅｒｔｕｐｇｐｍｅ过ｓｕｒｅｍｅｎｔ遣ＯＡ巧＊ｆｆ．ＭＭ？ａ＞？？乂？？ＭＭＭｒｗａｍ■＊，？化—，Ｋ＂＂图５．２２透明箱孔径测量评定模块中退出标签项Ｆ－ｍｉｇ５．２２Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｅｘｉｔｉｎ出ｅｔｒａｎｓａｒｅｒＵｂｏｘｅｖａ山ａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒａｅｒｔｕｒｅｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｐ８３ 合月己工业大学博±研究生学位论文５．５常规测量评定模块５。常规测量评定模块流程图如图．２３所示开始）吐／＾参数设置，输入ＭＰＥｅ、Ｔ、ＡＴ、／＾＂／热膨胀系数等信息／ｉ重复性误差获取，确定」４＾复现性误差获取，确定测量数据文件导入或者输入剔除测量数据中的粗大误差Ｎ＾？计算，，Ｍ，，，Ｆ＂Ｅｆ＂＂＂伽１Ｃ用２，哪合成碌准不确定度Ｍ，根据置信概率。ＩＩＰ＝＝９５％取包含因子Ａ２，计算扩展不确＝定度Ｌ＾得到评定结果：ｙｒ±ｕ｜合格判定，保存评定结果，根据用户信息Ｉ生成评定报告ＩＮ（）图５．２３常规测量评定模块流程图Ｆｉｇ５．２３Ｔｈｅｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ８４ 第五章ＣＭＭ而向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发＂常规测量评定模块的应用界面如图５．２４所示。应用时，用户需要首先在参＂数设置区输入相关参数，并获取测量过程中的重复性误差和复现性误差的量值＂＂区通过文件导入或直接手动输入测量数据再大小；然后在测量数据；鼠标点＂＂＂＂击确定评定，即启动自动评定评定结果显示按键，评定结果将逼示在区内；用户可＾选择直接对测量数据进行评定，也可１＾选择对测量数据进行粗大误差剔＂＂除后再进行评定；最后用户可Ｗ定义需要保存的报告名称，鼠标点击保存按键，软件即将自动将评定结果保存入数据库相应数据表中，并生成格式规范的评定报告，将报告保存位置提示在界面上；如果要返回软件应用主界面开始新的＂＂评定任务，只需鼠标点击返回按键。其中，重复性误差获取有应用测量数据获取、应用默认值和重新标定Ｈ种渠道；复现性误差获取有应用历史数据获取、应用默认值和重新标定Ｈ种渠道。应用测量数据获取重复性误差是指将一组实测数据的标准差作为测量重复性误差引入的不确定度分量大小，应用窗口如图５．２５所示；重新标定获取重复性误差是指利用对一组标定数据的考察，将其标准差作为测量重复性误差引入的不确定度分量大小，应用窗口如图５．２６所示；应用历史数据获取复现性误差是指利用数据库中保存的、对相同测量任务评定为合格的历史数据，将其标准差作为测量复现性误差引入的不确定度分量大小，应用窗口如图５．２７所示；重新标定获取复一现性误差是指利用对组标定数据的考察，将其综合标准差作为测量复现性误差。引入的不确定度分量大小，应用窗口如图５．２８所示辛化Ｈ左法ＴＭＭ？人？？工〇０ｃｉＲｔＡＷＳｗｒ。！？ｉ＿ｔｆｃｔｇ＜ａ？ｎｒｉＶｗ？Ｍｔ。＊。，９Ｍ＂＞ＬｓｓＪ＼万巧巧？１６？巧？＾巧巧巧［巧ｐ：己巧＊Ｌ？？Ｚ．＼２厂．ＷｔＳＭ．—’？一入猫ｉＡＯｔＷ＊麵＊？■？Ｇ、怎ｗｓｗａ个＊中己Ａ■Ｍ＼ｍｓ＼胁，－化：Ｕｉ—：ｘＳ品—－…￣化－化，：－，，齡就？＊ｆ＇，三二ｉ—．二ＩＴｆＩＲｖＩ—Ｕｒａｉ々？化０？Ｕａｒｅ？，１，乎——图５．２４常规测量评定模块的应用界面Ｆｉ５．２４Ｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｉｎ化ｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｇｐｐ８５ 合肥王业大学博±研究生学位论文口五■■己ｉＭＡ？？—＇．州＊丈《Ｉ＇？ｉＭＭＡｒＴ＂ｘｌｔｓｘ？ｌ？ｒａｗＩＭ：－？ｓ？？？？衝：？，．ＩＭ如－？？ｉ＇；ｒ＊ｔ．：安．，Ｉ１ｉ、＝ｉ麵ｉｉＥＨｉＭＭＭｌＷ－ｔＫＵｆｌｊ。；占Ｉｉ真＊－？－：？，—Ｐ＊？！Ｗ￥ｔＩ■■ｉ：５＊．？‘節嫌？游心如？？公心作．ＭＭ１ｊ玄；义ＩｍｘＭｆｒｔ＃？一？巧生■－＇：？！ｔ－Ｉ；Ｗ巧？：，？（？？々？；－５？Ｗ＃？）＜？Ｋ？＞Ｗ！■ｎ〇，＞：々＃■■？？＊々■［’？＊？；＂？＊？，：＊＞ｌｃｍ？１？巧；＊＊奪ｗＨ．‘－：ｉ‘？？■？＂ｉ．？？Ｍａ．；＂ｊＲ，．护知約ｈ＃ｆ＂？■■图５．２５应用测量数据评价重复性误差应用窗口Ｆ５ｕａｍｅａ＊．２５ｎｗｎｄｏｗｅｖａｎｒｅｉｌｉｔｒｒｒｉｎｉｅｍｅｎｄｉｇＴｈｅａｌｉｃａｔｉｏｉｏｆｌｔｉ呂ｅａｔａｂｙｅｏｕｓｓｕｔａｔａｐｐｐｇ當义化化＃每乂ｗＭｓａＵｆ－ｗｍｍａＭｘｕｒｎ＾■■■…ｍｗ＊§资；朵＇［；ｉｉｉｉ＂：巧ＩＭ？巧Ｗ！？Ｓｆｔ任，ｚｎｍ＊？＊－＾ｗＴ？７ｕｒａｔｉ？ｔ；■！。ｓ…？９ｓＩ把＊＊？？＋？？…－：Ｃ＊？ＵＬＷ＊，…Ｉ＆．？〇〇ｗｒＩｊ＊＃？？？■！＊＊〇一＞凌１ＩＩＩ图５．２６重复性误差标定应用窗口Ｆｉ５．２６ＴｈｅｌｉｔｉｗｉｎｄｃａＵｂｒａｔｉｎｒｅｅａｔａｂｉｌｉｔｅｒｒｏｒａｃａｏｎｏｗｏｆｇｐｐｇｐｙ８６ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发庇巧巧义化＃Ｈ中巧Ａ巧化谈於ｗｗｍｍ—，＊ｅｓ？步ＳｆｔｌｌＮＳＭｆｌ，ａ？ｓ＾ｏｉａＷＬ占ｅＩｉＩ—？８ＸＭｔ？？ｉ／ｔ０．０００：？０，．，，ＥＪＥｌ图５．２７应用历史数据评价复现性误差应用窗口Ｆｉｇ５．２７Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｉｎｄｏｗｏｆｅｖａｌｕａｔｉｎｇｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｉｌｉｔｅｒｒｏｒｕｓｉｎｇｈｉｓ化ｒｉｃａｌｄａｔａｙ表化化灰＃＃乂Ｋｔｒ？么ｒ巧＇…虽刪ＩｆｆｔｌＷＩ＊＊Ｖ巧．＊－．－８ｒｒ．．ｒｒ！ｊ５＜ＨｒｔＷＢ：二皆．ｒ■■舊■■ｉ＼？：．々ｔ■？ｓ？个＜＞４ｓ＇？酿＊１＆。《＼ＨＭ■文＊ｒｔ…＜＞—，．广ｊａ＊ｗｔｃｍｍｅｓ－＇ＭｗｍｍｍＷ〇〇ｍ．；５８图．２复现性误差标定应用窗口Ｆ．２８Ｔｃａｎｗｎｄｏｗｒａｉｎｒｅｏｄｕｃｅｉｇ５ｈｅａｌｉｔｉｏｉｏｆｃａｌ化ｔｇｒｉｂｉｌｉｔｒｒｏｒｐｐｐｙ８７ 合肥工业大学博±研究生学位论文５．６替代测量评定模块替代测量评定模块流程图如图５．２９所示。开始（）Ｎ？读入已校准工件的测量数据？读入被测工件的测量数据￣￣古／／输入已校准件的校准值及其扩／／展不确定度、温度及热膨胀系＾／等信息／？＾＊计算Ｍ，Ｋ＞＂ｇｒｆｐＷ￣古合成标准不确定度Ｍ。，根据置信概率ＩＩＰ＝＝９５％取包含因子４２，计算扩展不确定度ｔ／，得到评定结果，＝ｙＩ合格判定，保存评定＾果，根据用户信息ＩＩ生成评定报告Ｉ返回（）图５．２９替代测量评定模块流程图Ｆｉ５．２９Ｔｈｅ山ａｒａｍｏｆｔｈｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｇｇ＂替代测量评定模块的应用界面如图５．３０所示。应用时，用户需要首先在参＂数设置区输入己校准件的校准值及其校准的扩展不确定度、工件的热膨胀系数８８ 第五章ＣＭＭ而向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发＂＂及测量过程环境温度等相关参数；然后在导入测量数据区通过文件分别导入＂＂已校准件的测量数据和待测工件的测量数据；再鼠标点击确定评定按键，即＂＂启动自动评定，评定结果将显示在评定结果显示区内，数据处理的中间结果＂＂也会显示在导入测量数据区内，；最后用户可Ｗ定义需要保存的报告名称鼠＂＂标点击保存按键，软件即将自动将评定结果保存入数据库相应数据表中，并生成格式规范的评定报告，将报告保存位置提示在界面上；如果要返回软件应用＂＂主界面开始新的评定任务，只需鼠标点击返回按键。■＜＾氏《？法＂ｔ林化Ｕ，年巧？ＣＢＷｆＢｗｕｘ？工口＊ｒｊｏＶＣ．ｘｃｕａｉｓＡｏｒｕｍｉ＊；〇＾…一；？！＿＿＞ｇ入ｍ？ｒ？ｆ；ＷＭＡ■？戶—、———？》Ｋ时《＜？＞＞化巧二ＩＷｆ：１＾ＡＭ＊…ｗｗ？化＊心巧泰？：ＬＬＳＬ巧Ｉ又＇０Ｘ一；ｙ＜９一；：〇￥—藻苗．苗若．一啊０．．＊？心品與々，妒？．品？知．私為；如Ｗ去参；＂＇〇？，－？．：＂？、《？．ａ＞Ｖ＞．ｃｏ〇、？ｏｇｐ。多］ｊ．？．＞？＞Ｖ＊＊＊？？’§０：；．．么；〇？？ｔ？ｘ々？、４供＼、Ｗ；〇ｍｒ，，ｆ；．ｙｉ＊ｈＭｉｅ芯―，’年？篇，一年？ＳＣＳｆｆｒ＊二Ｍｌ：化！＊？Ｕ？ｌ＊？＊？一Ｊ６城ｆ沁＊々—；；；？山古ｒ巧±〇？±？〇？？ｊ＿〇―化＾．＿—．．．．．．．Ｉ＾Ｉ一…？＊…—．．．＾三立＊Ｒａ０一ｃ￡ｂＩｊｇｆｌＩ．Ｊ图５．３０替代测量评定模块的应用界面Ｆ．Ｔａｌｉｃａｎｎｒｆａｃｅ；ｓｕｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｖａｌｕａｉｏｎｍｏｄｌｅｉｇ５３０ｈｅｐｐｔｉｏｉ化ｏｆｔｈｅｓｕｂｔｉｔｔｉｔｅｔｕ５．７补偿测量评定模块补偿测量评定模块流程图如图５．３１所示。评定过程中包括了工件测量评定、长度标准器测量评定、直径标准器测量评定Ｈ个主要过程，Ｗ及对温度因素引入的不确定度分量的评定，最后根据方和根法合成得到合成标准不确定度，计算其自由度，根据置信概率及自由度取得包含因子，进而得到扩展不确定度，得到完整的测量结果表述。补偿测量评定模块的应用界面包括五个标签项，分别是工件测量、长度测量５－误差补偿、测球直径误差补偿、温度因素和测量不确定度评定．３２３６，如图所示。应用时，用户只需按照这样的标签顺序进行顺序操作即可。８９ 合肥工业大学博±研究生学位论文４１ｉｆ开始ｃ）Ｉ４［径标准器名称、校准｛／Ｉ，／｜／及其扩庭禾定度录入ＩＩ１１ｙ＂＂Ｉ＜ａ５５？＞？退出？！１＾Ｊ！Ｎ＂＂１ｉｉｔＢ？ＩＩ｜导入工件测量数据Ｉ２３１ＩＩｊ／＾左入直径标？ｉ器测畳数ＩＩＩＩ＂退出？ＮＩＩＩ！＂＂一￣？退出？ＩＩＩＩ￣￣￣２汁算总均ｉｒ，确定Ｊ＿ＩＩＩＩ计算Ｅ，确？ＩＭ。Ｄ及其自由度Ｉ、ＭＳ其自由度ＩＩＩ。。ｇｌＩｊ＾＂＂ｉ？Ｉｌ退出Ｉｆ７长度标准器名称、＇Ｉ／７１Ｉ校准值及其扩展不＾ＩＩｊ／／评定结果录入数据库确定入１Ｉ／／Ｉ１Ｉ＜？？至胀系数相５？＞＾ｉｉｕ？ｃＳｉ｜／ＩＩ湯萝＾Ｉ＾导入ｉｌｌ标准器ＮＩ／／ｊ＂＂１／测量／退出？Ｉ＂计算Ｍ／，ｅｗ／ＩｊＮＩＩ＂，确定计算ＥＭ及其ｔａｗ！Ｉ￣￣合成Ｋ；１，计算＾自由度Ｊ。ＩＩ＂＂＝９５％和自由Ａ—根据戶；ｊ至退出？度取！＝，±Ｉ计算｛／得到：ｒｉ７１ｙｙ▼ＩＴＩ定入数据库＂－兰■■＿Ｉ］Ｉ退出？ｉ绰—－－１合格判定，保存结果，生成报告＂＂一＾开始ｋ回（）图５．３１补偿测量评定模块流程图Ｆｉｇ５．３１Ｔｈｅ出ａｒａｍｏｆｔｈｅｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｇｐ＂＂＂＂工件测量标签下导入或输入工件测量数据，鼠标点击数据分析在，即可由工件测量数据评定得到测量重复性引起的不确定度分量、ＣＭＭ几何误差等影９０ 第五章ＣＭＭ而向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发响引起的不确定度分量，及相关自由度。补住？？法Ｉ…一＂－Ｃｔｍｔｉ■？不ｎｔｙｎｉｒｒ！［！ＨＭＩ乂’急■社，．庫．．４ｉ中＜Ｔ：电片；杉ｎ．０；？＜■午用ＡｉＵｒｎＭ＞賈＊＊■？？？ｊＩＵＰ———…－：啤；？护當Ｖ口？《＼Ｂ９Ａ二骗Ｊ論７；：．７；；Ｉ？，＊；，：４＞％ＪＢ？々＞Ｓ；＇｜２‘Ｖ＞？－４．ｖＴ．．＇ｆｔｃｔＭｉ１々？冉—Ｉ了供ＷｔＲＫＷｊ＊—？功ＩｎｘｍｔｍｍｅｍｗｉＩｉｆｔ，Ａ＂ｆｌ？ＯＲ？ｌ｜［ｔｉ＾ＩＭＭｔ．ｏ—？？■■？功ｓＢ４ａＥＫ々＊化烹ｗ一Ｍ＊？ｎｎ由＞Ｉｆ，０＾？出Ｋ？Ｉ：＂＂图５．３２补偿测量评定模块中工件测量标签项Ｆｉｉｉ５３２Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｗｏｒｋｅｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｎｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｖａｕａｉｏｇ．ｐｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｌｔｎｍｏｄｕｌｅ＂＂在长度测量误差补偿标签下输入长度标准器的名称、校准值及其扩展不＂＂确定度，再导入或输入测量数据，鼠标点击数据分析，即可评定出长度测量的平均＂保误差、长度测量误差补偿引起的不确定度分量及其自由度，如果鼠标点击＂存结果，长度标准器测量评定结果将自动存入关联数据库的对应数据表中。讲也測？法—王ｔ＊Ｆｗｆ？掛？？？？乂巧存面巧ＳｔＭＡ：ＳＣｆｔｆｔ汾ｍ＇，．ｍｓＡＩ５２ＩＭ。＊ｊＩＷ＂，０ｙ＾－ｔａ—ｉｊＸｈ４ａＫ６４不ｎｉａｕ－＊＊Ｋｉａ＊ｅＴＮＳｘｅ４＞￣Ｋｆｔ？？皮出？不＊Ｕ．＊ｏＪ？ｍ？Ｅ？々＾）？［ｎ＂＂图５．３３补偿测量评定模块中长度测量误差补偿标签项Ｆｉ５．３３Ｔｈｅｒｒｍｎｉｒｅｎｍｇｌａｂｅｌｏｆｅｒｏｃｏｐｅｓａｔｏｎｆｏｌｔｈｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ９１ 合肥工业大学博±研究生学位论文＂＂在测球直径误差补偿标签下输入直径标准器的名称、校准值及其扩展不＂＂确定度，，再文件导入或直接输入直径标准器测量数据鼠标点击数据分析，即可评定出测球直径误差、测球直径误差补偿引起的不确定度分量及其自由度，如果＂＂鼠标点击保存结果，直径标准器测量评定结果将自动存入关联数据库的对应数据表中。补佐《？法一ＷＵＢ＆ＫＸ件狂－｜＾圈２ＵＳ巧《ＨｉｆｔＣＡｉｒａｉ｜》ＭｔＡＩｆＡｍｃ奸１５令？？巧《尸ｉ（ｒ？■棘ｇｎｒＡ巧口■＜ｉｏ一二一－―｜＞】０■―？■泣ｅｆ；ｉ■巧伤？■！？？护■泣ｆｆｄ■巧ｒｍ朽？！＾＾？－＊？衣》，‘乂巧入；Ｓ巧Ｍ巧ＧＢｔＢＢｎｉｆＵｉｔＡ广？ＪＪＭＩＡｉ＇－＜々’＇ＳＩ：，：弟＆１）？？Ｗ？＊？公》？，；玄本ＫＫｌ．＊Ｗ巧＞＜？ｌＩＡＫＸｔＸＭｔＷ＊＞￣ｗ）（…？＊？＆？．ＧＷＲ１＜／？１＞ＲＫｄｆｔ？ｉ｜々＊ａ；＇ｋｅ■■ｉ？＞巧■泣Ｋ巧■ｎ？ｓ早巧ｆｌ－Ｍ－Ａ■达■巧Ｍ卒巧■！＞－－－，Ｉ—．．－巧■，主ＷＥ＊车巧外ＹｌｉＪ－＂—！巧；ｔ？？—Ｔ－一ＩＰＸ历－＊■贿眉ｔ＂巧？ｌ，Ｉ，！．一严巧■从－＞－ｒｒｔＫ皮＊不？＊？！山…一东？…—Ｊ｜Ｉ？？打正。扣执＞？；．；；；■！ｊ０，ｊ１？＊■抑；《？＜？出？本＾一ｕｍＭＭ．？Ｌｊ一；？Ｉｉ＂＂图５．３４补偿测量评定模块中测球直径误差补偿标签项Ｆｉｇ５．３４Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｅｒｒｏｒｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｈｅａｄｄｉａｍｅｔｅｒｉｎ化ｅｏｍｅｎｓａｉｃｔｏｎｐ呂ｐｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ＂＂在温度因素标签下输入测量环境温度、热膨胀系数等相关信息，鼠标点＂＂击数据分析，即可评定出由于温度补偿引起的不确定度分量。朴值測壬法工行Ｎ９Ｋｅｎｔｓ＊，＃在８Ｐｆ？泛ＳＵ掉ｆｉ之Ａ的＊拍巧江；Ｍ■入—工化ＨＴＵ＊ｒｎ１Ｃ！ｎ＿？？Ｘｒｔ？ＩＭＭＬＦｔｒ＿ＰＴ？ＴＳｔｎ；？ＷＫｉｌ；Ｋ）｝Ｖ＆。Ｗ１巧舟ｗ喊獻巧（ＷｆＪＵＤ．—…〇｜？＊ｘ：：梯■拉ｔ／Ｃ＊？巧＃托３＾？１０｜ｆｃＳＩ．〇；巧》？￥；！｜）■ｌ＾Ｉ’＊？？？了冉？》＊＇（、？！？＊ｆｉＥ＊Ｕａ，’．》？巧＿．氏Ｋ》＇一汾＊／Ｃ私９ｔ居；ｘ？＜ＪＶ■ｆＪ１ＨＫ换工巧＇，《４Ｕｎｆ似巧巧了＊，《；？￡？成：．—．—严女＇ｉ，？巧似触，■Ｉ？；ｃｎ巧‘？巧巧ｉｓｒ三巧＊午ａｓｉｒ一＂？｜…＜－直＆？１＆￡５＾虫史＊２＾＿０—；＾：在Ｓ巧重本－扣仪化电Ｃ，壯做？巧成Ｅ＊，＂ｖ３－；Ｉ■｝ＫＳ＊ｅ￥ｔｓｊＢ＊？￡Ｓｗ？！？—＂＂图５．３５补偿测量评定模块中組度因素标签项Ｆｍｉｓａｏｎｍｅａｕｒｅｍｉｇ５．３５Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｔｅｅｒａｔｕｒｅｆａｃｔｏｒｎｄｉｅｃｏｍｐｅｎｔｉｓｅｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｐ９２ 第五章ＣＭＭ而向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发＂＂标签＂在测量不确定度评定下可Ｗ看到之前评定过程的结果，鼠标点击评＂定Ｕｃ，即可得到合成标准不确定度及其自由度，选择对应的自由度，即可Ｗ得到对应置信概率和自由度下的包含因子ｋ，得到扩展不确定度及测量结果的完整表述。＂＂最后用户可Ｗ定义需要保存的报告名称保存结果，，鼠标点击按键软件即将自动将评定结果保存入数据库相应数据表中，并生成格式规范的评定报告，将报告保存位置提示在界面上；如果要返回软件应用主界面开始新的评定任务，＂＂只需鼠标点击回主单按键。林住《？法＇＇＇＇－Ｔ？ｗ？长氏》束及车ＡＣ持Ｋｇｆｒｃｇｇ田？ｊｌｉｆｆｃｉｉｉＳｗ；ＩＵＥｔ里ｌＡＵ曇ｙＳＭ表ｆｔＫＩ■二一生＊＊的巧货巧（〇ｍｉ；或圳ｔＤ脚巧重ＷＩＲ巧无ｊ？ｒ巧巧》ｉｒ？Ｒ？（〇ＦＦ）巧Ｒ巧？斯ｊ夺議ｒｉＭｍｎｍｍｒｍ？■？－（（！：＞［ＭＢｉｍ００。０；一ｗｗｉｗ，ｔｉ－，－１。。ｕａｗＢｔＷＫｉｔｗｗ／ｅＪＷＷｉＭｍｉｗｗＭＳ？ｎａ比０９ＡＭｔｌｄｌＳＫｔｃｆｒ｝／ＳＩＢｅＳ！ｉ；＃Ｋａｔｔ．（〇？＿．已．—’＇’ｉ化？ｕ一去；７二Ｉａｍ０？ｇ—ＩＩ化去ｔＩＩ―——巧Ｉ押？ｗｗｉｔＯｈ，ＢａｒＡ■辛：一木气｜￣之ｉ姑巧ｔ品］Ｉ＇｜＊？＃脱１Ｉ８巧＞Ｉ＂＂图５．３６补偿测量评定模块中测量不确定度评定标签项Ｆ．３Ｔｌａｂｅｌｏｆｉｎｌｉｉｎｈｅｎｓａｉｍｅｓｒｅｅｎｅｖａｕａｏｎｍｏｄｕｌｅｉｇ５６ｈｅｕｎｃｅｒｔａｔｙｅｖａｕａｔｏｎｔｅｃｏｍｔｏｎａｕｍｔｌｔｉｐ９３ 合肥工业大学博±研究生学位论文５．８ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定模块ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定模块流程图如图５．巧所示。开始（）？获取一个测量循环中实测的Ｐｔ、Ｐｉ点信息ＩＩ占、输入其他参数；ＭＰＥｅＭＰＥｐ、样本数Ｍ、Ｔ、ＡＴ、热甲胀系数、ａｏＢｊ、ａ呼根据ＭＰＥｐ生成Ｍ个随机ｉＪ，将每个模拟的探测误差影ＩＩ响添加到实测点中，得到Ｍ组虚拟测量循环＆、Ｐｉ点Ｉ备根据Ｍ组虚拟测量循环Ｐ，求出Ｍ组ｋ、Ｐｉ点和测量模型Ｉ！ａ、ｂ、Ｃ及最小二乘端面距离确定其他误差影响范围■、，仿真生成Ｍ组Ａ成Ｋ、，？＝根据测量不确定度模型ｒ＋＋＋，／ＡｗＩＩ得Ｍ组／，并对其按照升序进行排序Ｉ求１求出／的均值Ｉ及标准差，根据置信概率Ｐ推得其ＩＩ置信区间［／—／］＂ｆ２，１＋Ｐ２柏／（Ｗ／得到评定结果＝±＾；／ＩＩ＾？合格判定，保存评定结果，根据用户信息生成评定报告［Ｉ返回（）图５．３７ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定模块流程图Ｆｉｇ５．３７Ｔｈｅｄｉａｒａｍｏｆ化ｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｇ９４ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定模块的应用界面包括四个标签项，分别是测量信－息获取及输入参数、分析评定、报告生成和退出，如图５．３８４１所示。＂＂一应用时，用户需首先在测量信息获取及输入参数标签下导入次测量循＂环中所测得的Ｐｋ和Ｐｉ测量点信息，并输入其他相关参数，鼠标点击输入参数确＂＂＂认按键，使这些数据信息被自动带入后台运算。在分析评定标签下鼠标点＂＂＂＂＂退出＂击显示评定结果，即可看到评定结果。报告生成和标签使用方法同前。ＶＣＭＭ冷々巧评义－巧员ＳＳ友ｉＧＳＩＴ々，化ｕｓａｔａｍｇＪ〇＊—ｇｆ：？１６？＾＊度《Ｌ．ｆｌＬＪ■＇－—￣＿ｒ？ｔ？ｗ９＊Ｈｋ，化：？更；Ｊ—厂沿１９＾■■’’．…—－—＿—－，如Ｈ－ＩＭｒｔｉｔ成ｇ章申４Ａ？ｍ：９４／ｉａ？？？：ｉ■？ｆｃｉ■巧ｉｉｏｉｗ〇ｗ〇；。ｌ甲口化Ｔｃ—ｉＷＪＷＭｔＷＳｔＴＳＡ？■Ｍ斗．．？＂＞＊Ａ＊？ＴｔｘＭ－工＊设》６＊秋车ＫＡ〇■１记？／Ｃ—Ｖ．＿Ａ入＃图５．３８ＳＶＣＭＭ距寓测量评定模块中信息输入标签项Ｆｉ５．３８Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｕｔｉｎ化ｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｇｐｍ色过ｓｕｒ色ｍ巨ｎｔＶＣＭＭＡ々巧巧測免评寒…————■ｔｆｔｉ；Ｊｔｇｉｕｓ■乂？？ｉｕｓｒ■辛皮巧？—齡Ｃ？？小？？Ｘ？？ｒ丄／—ｅｉＶｔＡ去ｍｒｒ、喔；ｔＬＷｆＨｌｌ？ｔ＊！０：，ａ＞■ＴＡＭ，扇，：＿Ｉ！；：二＾，二？■工＞ｆ０—————巧？６？ｍＩｆｔ？ｉ＊ｉｔａ３ｔｎｍＫｉｊｓＭ－？午＊？ｔｓｓｔｆｅｇ：９Ｉ９？ＣＮＩ＾？ＢＡ－？ｆｃ；Ｊ々＾＇呈ａｔ？ｗｉｏｉＫＯｒｉ．ｏｑｏｏｏＢｒ＾《ｇ巧饼细；？，ｊ？，０：ＩＭｈｆｒＫ＾ｍ．ｉｓ？ｅ生也ＯＭＯ■Ｓｆ＾ｔｅｍｍａｗｍ？ｔ？ｍｍＢｍｍ＂＂图５．３９ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中分析评定标签项Ｆｉｇ５．３９Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎ化ｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄ山ｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ９５ 合肥工业大学博±研究生学位论文ＶＣＭＭＡ南巧ｇｗ？评玄？五？一？：＇？？？？ａｍ；ＩＩ＾ｍｍｍ……—ｊ，ｒ．＿Ｌｌ—ＩＩＺ．．二＿．一．—．＿．二３，Ｘｆｔ＊＊ｉ？？－—＿［－．．［；Ｉ＇一―＊试《；奇！＂―￣￣￣＂＂—￣．？Ｚ］！Ｉ碱始Ｉ命牌趣釀＾？＜？！？—．＿ｉＫｗ■ｒＵｉｊ！ｉＩ＾＇＇ｖｍＡｍｉ—ｊ－－￣？？．，■．．；：：ｊｊ？一Ａ４４＊巧；Ｊ．．．—…—ｊ＂＂图５．４０ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中报告生成标签项Ｆ．Ｔｒｅｏｒｅｎｅｒａｏｎｎ化ｅＳＶＣＭＭｅｖａｕａｏｎｍｏｄｕｅｏｒｓｎｅｅｉｇ５４０ｈｅｌａｂｅｌｏｆｐｔｇｔｉｉｌｔｉｌｆｄｉ化ｍｅ过ｓｕｒ色ｍ色ｎｔＶＣＭＭＡ面巧ｇ巧史巧义——ＡＭ知ｒ姑ｆｊ？ＷＢ巧；＇：．ｊ＇ｉｉＭ－－Ｉ；！…：ｉｊ＂＂５１图．４ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中退出标签项Ｆ．１Ｔｈｅａｂｅｌｏｆｅｘｉ化ｅｅｖａｌｆｏｒｉｓｅａｓｕｒｅｍｅｎｉｇ５４ｌｔｉｎＳＶＣＭＭｕａｔｉｏｎｍｏｄ山ｅｄｔａｎｃｅｍｔ在＂＂一测量信息获取及输入参数标签下，导入次测量循环中所测得的Ｐｋ和Ｐ、５４３所口分别。，测量点信息是通过图５．４２．示两个窗实现的在应用窗口中，选择测量文件保存的路径，即将测量文件全部显示出来，用户可借助索引的帮助找到文件中所关必的数据位置，根据数据位置轻松获取数据信息，可Ｗ进行保存，＂＂并通过返回操作将数据带回到测量信息获取及输入参数标签项，方便用户进一行下步操作。９６ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发从《奮义＞中次坏中化々？化Ａ仿Ｉｔ舞！？＊ｎｉＦｘｉＮＭ？ＨＷｒｔｔｒ？ｆｃ４Ｉ？ｗｆｍ；应￣；ＴＳＭ■抵ｎｉｔ９＊９？ｓｔｆｔｆ巧，空－ｉ？＊＇？；＊＊，■！！１图５．４２ＳＶＣＭＭ距离测量评定模块中获取Ｐ口ｋ点测量信息窗Ｆｉｇ５．４２ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｉｎｄｏｗｏｆａｃｑｕｉｒｉｎｇＰｋｄａｔａｉｎ出ｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ一＞乂件中Ａ成朱ＷＡＷ坏中１，Ａ化Ａｊｎｗｖｔ？ｍｎ＂？ｉｗｓｊ巧＂＂＇＇Ｖｘｍ＊ｊｒ＼奚留＂ｉ！，５．ｉ；Ｉ？苗ｉｔ，ｉｉｉ＇＊Ｉ８ｔ９ｒＩｉＩ？拥苗；■＿；—￣￣？ｍ１Ｕｉ１ｉ＇．Ｉ？ＣＶ？？？較咎＊；ｊ；—■——■…ｊ５．４３ＳＶＣＭＭ距离Ｐ口園测量评定模块中获取ｉ点测量倍息窗Ｆｉｇ５．４３ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｉｎｄｏｗｏｆａｃｑｕｉｒｉｎｇＰｉｄａｔａｉｎ化ｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ９７ 合肥工业大学博±研究生学位论文５．９ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块流程图如图５．４４所示。开始）？获取一个测量循环中实测的Ｐｉ点信息ＩＩ输入其他参数：ＭＰＥｅ、ＭＰＥｐ、样本数／／Ｍ、Ｔ、ＡＴ、热胀系数、３〇助、ａ巧＾Ｎ＾，，根据ＭＰＥｐ生成Ｍ个随机数，将每个模拟的探测误差影ＩＩ响添加到实测点中，得到Ｍ组虚拟测量循环Ｐｉ点Ｉ古根据Ｍ组虚拟测量循环Ｐ点和测量模型，求出Ｍ组ａ、ｉＩＩｂ、Ｃ及最小二乘孔径确定其他误差影响范围，仿、真生成Ｍ组Ａ、Ａｆ？ｎ＇＝根据测量不确定度模型ｄ■，Ｌ＋＋＋＋Ｄ＆么ＩＩ求得Ｍ组／，并对其按照升序进行排序１求出ｄ的均值公及标准差Ｍ知，根据置信概率Ｐ推得）ＩＩ其置信区间［如－ｆＷ／２，如＋ＰＷ／２］古－计算得到扩展不确定度ｔ／Ｇ／）及包含因子Ａ；Ｉ＝得到评定结果；ｃ／±ｔ７ＩＩｐ？合格判定，保存评定结果Ｉ根据用户信息生成评定报告ＩＩ（返回）图５．４４ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块流程图Ｆｉｇ５．４４ＴｈｅｄｉａｒａｍｏｆｔｈｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒａｅｒｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｇｐ９８ 第五章ＣＭＭ而向尺寸测量任务的不确定度评定软件开发ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块的应用界面同样包括四个标签项，分别是测量信－、报告生成和退出．４５４８所示。应用方法息获取及输入参数、分析评定，如图５及测量数据信息导入方法同前节。ＶＣＭＭ化巧—■一？ｇＢＷａｍｊ］？巧》一，‘＊，ｍｏ？？－－－？９＜ｒ９ｉＩｉｋｔｍｒＪＣＭ０ｉｔｒ乐Ｋ？？潰ｔ入ｏｎ？ｒｉ＾巧巧乐／Ｉｕｗｎｔ：ＭＵｈ＞？ＩＷ％Ｕ？押ｔａｏｒｏｏ—．＾々＊ｎｔｍｉＰ巧Ｍｔｕ■巧ｔ早ＥＡＯｉＪＬ…与＂‘Ａ１—＂〇化秋？ＲＴＸ工巧Ｓ；ｘ？＊／ｒ工？１ｘｉ？４／Ｃｃ—Ｋ＾？－ｔｒＡｗｓｉ一ｌＵＷｌＵｌ．．．．．—入参ＩＢｊ图５．４５ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块中信息输入标签项Ｆｉ５．４５Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｕｔｉｎ１；ｈｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒａｅｒｔｕｒｅｇｐｐｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＶＣＭＭ孔巧測？－－ＨｔｔｆｃＢｆｔＳＩＢＡ＊＊ＡｆｔｉＴ？ＨｆｃｔｌｔＸ出ｔ术）－－－＂？。？Ｖ－＊Ｃ．．＊？？１。－６２／４ｒｆ。（〇ｗ？ｒ２０＊价．幻＾（）Ｊ＾）（）ＡＡｍＡｕ示巧定巧采ｊｊ－？＾？ｒｊｗｔｉＷｉ｝＊它巧一一．工巧、？巧工ＶＸｉ〇Ｖ＞：—．二二＊Ｃｔ〇＾／ｒ？１ＪＳ．’０—ＴＭＪａＭｏｊ？公Ｍ！達ｆ．ｓｌ義ｊ一＿？奇＾＞？大值〇■１ＩＷＴ仿巧■？＜■牛■？了Ｗ下树：＿．＿？＊０—０—？■＊？？■＊？？？．？＊ｆｉ參－．－’——＇Ｉ＂ｅ？ａｕＭＳｔ－ｗ？ｔ？讯）ｉ？ｉ兴！．？、／；－〇？．ｏｏＭ？〇〇〇〇〇〇Ｄｅｅｏｏ。。。；ｉＡＡ林ｔ批９ｏ．ｏｗｅａ＊？ｗ口《ｉ？口《ｉ？？ｓｗｎｎＷｔｔｆ！±？ｊ＾＂＂图５．４６ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块中分析评定标签项Ｆｉ５．４６Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎ化ｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒａｐｅｒｔｕｒｅｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ９９ 合肥工业大学博±研究生学位论文＂．Ｍ？ａ〇？９？乂？？ＭＨＴＫＳ垣巧ｆｔｔｌｊ．汹１ＪＭＭ才口＇＇：：；：；：ｒ；：六。；：７＾＾Ｉ妨１二…—？＇■…―一…―—一＂＂广１￣ｉｗｉｉｉｉｉ？？？？．＾＊？＊祐苗接若＊—…．？严］ＷＷ１；；Ｉ．ｉ？＊３Ｍ？ｖ．；ｄ＇择马＿Ｕ麵…－，＂．＊Ｉ＇？＂＂图５．４７ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块中报告生成标签项Ｆｉｇ５．４７Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｒｅｐｏｒｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎ化ｅＳＶＣＭＭｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｆｏｒａｐｅｒｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＶＣＭＭ孔巧巧餐——ＷｆｔＢＭｆｔｌｔＳｆｔＳｔＡＭｉＵｔＶＳｔ？化ＡＩｊＩｉ，－；Ｉ■＊＞ｉｌｆｌＩＡｌ出１Ｉ＂＂图５．４８ＳＶＣＭＭ孔径测量评定模块中退出标签项ＦＳＶＣＭＭｅｖａｕａｏｎｍｏｄｕｒｉｇ５．４８Ｔｈｅｌａｂｅｌｏｆｅｘｉｔｉｎｔｈｅｌｔｉｌｅｆｏａｅｒｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐ１００ 第五章ＣＭＭ面向尺寸测虽任务的不确定度评定软件开发５．１０常规测量结合ＭＣＭ评定模块常规测量结合ＭＣＭ评定模块流程图如图５．４９所示。开始）￣￣参数设置，输入ＭＰＥｅ、Ｔ、ＡＴ、＂／热膨胀系数等信息ｉ￣重复性误差获取「复现性误差获取Ｉ测量数据文件导入或者输入剔除测量数据中的粗大误差ＩＩ＝＾３３３＾＾＾？计算ｒ，；确定其他误ｋ影响范围仿真生成Ｍ组、３、、５了册＝根据测虽不确定度模型ｙｒ＋＋＆？＋＋在Ｗ，＆ＷＩＩ求得Ｍ组Ｖ，并对其按照升序进行排序Ｉ＿Ｔ求出ｙ的均值Ｆ及标准差《，根据置信概率Ｐ推得（＞〇其置信区间［／２，ｙ（ｌ＋Ｐ）Ｍ／２】得到评定结果＝：ｙＩ￣合格判定，保存评定结果，根据用户信息生成评定报告｜Ｉ－Ｎ（返回）５？图．４９常规测量结合ＭＣＭ评定模块流程图Ｆｉｇ５．４９ＴｈｅｄｉａｒａｍｏｆｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｇＭＣＭ１０１ 合祀工业大学博±研究生学位论文，重复性误差获取有应用测量数据获取同样、应用默认值和重新标定兰种渠道；复现性误差获取有应用历史数据获取、应用默认值和重新标定兰种渠道。常规测量结合ＭＣＭ评定模块的应用界面如图５．５０所示。应用测量数据获取重复性误差、重新标定获取重复性误差、应用历史数据获取复现性误差Ｗ及重新标定获取复现性误差的应用窗口同前常规测量中所述。常规测量结合ＭＣＭ评定模块的应用方法类同常规测量评定模块。■化啤３Ｈｆ巧々ＭＣＭ、ｒｗＭ？心分ｎ？■ｓｅｎｐＲ＊，５Ｋ＊．ｙ＇Ｔｍ？ＣＯＢＩＷ？折ＸＵＨ？巧化＆？？＊Ｗ？巧ａｉＪ？？ａ？雪巧《＊＊？４巧６７１它工巧，ｊ早［ｘｊ＆ｔ／Ｃ．辛＂巧：。？回冲．．？？？？？？回毎二＞？—ｊＦ巧巧巧ｎ阿ＢＦｗ＊巧■？？＊？＿□狂财ｔｙ，１．２＂芭压？己ＳＰｔ［■－？ＩＭｒＣ？ＭｒＴ■■＊ＫＷ—，円化文巧＞＼面．ｎｉｌ／ｌＭＩＡ？■ＫＷｊｎＱｔＫｎＴＨＲａＨＭＭＵＭｔＯｔ．！．ｉＷｉ，．＜？、＂：、＇ｖ＂ｖｗ；．．少．、Ｍ．＾？＇ｒ；４）？＞＜？？．ｓ？．ｗ．＿玉［ｉｍ■妨？？ｙＹ±〇１１＞强二］－￡？…．７７３ｒ：Ｈ？：佈＂＞￣化《＊？＊．…—一＂＂？？？ｆｏ，ｊｉｉｊ－献ｍｓ＾咖，３。说＆．．；刊．－．．、：．＇Ｖ．：－：：＊ｙｆ．；；．：．去巧杳齐；；＞片：；＇：Ｏ０．、＾ｏａ．０００６＾ＯＭｆｔ！００；｛图５．５０常规测量结合ＭＣＭ评定模块的应用界面Ｆｉ５．５０Ｔｈｅａｌｇｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｋｒｆａｃｅｆ化ｅｅｖａｕａｉｏｎｍｏｄｕｌｅｏｆｃｒｅｍｅｎｐｐｏｔｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｔｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＭＣＭ５．１１本章小结本章在前两章对ＣＭＭ面向尺寸测量的不确定度建模和评定方法研究的基础上，编制了ＣＭＭ面向尺寸测量任务的测量不确定度离线评定软件。结合典型尺寸测量任务划分评定模块，给出了软件的总体构架和每个评定模块的编制流程及人机界面设计，说明了应用方法。该软件界面友好，功能丰富，能够对测量不确定度进行自动评定，并给出符合ＧＰＳ规范的测量结果报告。测量机用户可Ｗ根据实际需要选用合适的评定方法，。，轻松实现不确定度评定同时，软件关联数据库能够自动保存评定结果，融合大数据，为后续的专家评定研究提供参考。该软件的开发为实现ＣＭＭ测量不确定度的智能化评定奠定了基础。１的 第六章典型ｃｍ尺寸测量任务的不确定度评定实例第六章典型ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定实例本章应用自主开发的ＣＭＭ面向尺寸测量任务的测量不确定度评定软件，对典型的尺寸测量任务—距离测量和孔径测量一一实现了测量不确定度的自动评定。对比了不同评定方法、不同测量方法对于测量评定结果的影响；在评定实例一的基础上进行深入分析，，讨论了不同评定方法的致性和差异性对比了不同标准不确定度合成方法对测量评定结果的影响，总结了不同评定方法的适用性，提出了测量不确定度评定方案的最优化问题。６１．测量对象及测量任务１论文选用汽车空调压缩机中缸体作为测量对象，其实物图如图６．所示。测量一任务为固定主轴的中也孔径测量ｌ及工件总厚度测量。下面简要介绍下测量对ｔｉ象Ｗ及测量任务的选取。ｐｉ胃图６．１汽车空调压缩机缸体实物图Ｆｉｇ６．１Ｔｈｅｈｙｓｉｃａｌｆｉｇｕｒｅｏｆｃｌｉｎｄｅｒｂｌｏｃｋｏｆａｕ化ｍｏｂｉｌｅａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｐｙ（１）测量对象简介我国的汽车产业发展迅速，但与国外进口汽车的竞争激。国产品汽车有一待于进步从设计、制造加工、检测、质量管理各方面提升自身水平。其中，汽车部件的检测关系到整车的质量，具有重要的实际意义。因此，论文从常见汽车零部件着手选择测量对象。汽车空调压缩机用于压缩和输送制汽，可谓是汽车空调制系统的也、，是比较常见的关键的汽车部件。压缩机缸体可分为前缸体、后缸体、中缸体，，压缩机的运作全靠中缸体与活塞的运转来达到制效果。因此确定＾＾汽车空调板式压缩机的中缸体作为测量对象。１０３ 合肥工业大学巧±研究生学位论文（２）测量任务选取所测汽车空调压缩机中缸体的图样示意图如图６．２所示，图中尺寸标注繁多，为了更好地说明之前介绍的不确定度评定方法和技术，拟选取具有代表性的端面距离测量和孔径测量任务。如前所述，压缩机中缸体用于固定主轴的中也孔是关键，而且为了实现压缩机的小型化和轻量化，控制部件的厚度也很重要。因此，确定将中必孔径测量Ｗ及工件厚度（端面距离）测量分别作为测量任务。纖疊’一Ｈｏ丽ｒ／Ｔ＼ｗ化。．１幽幽Ｉ證－－－＇歷…，拠Ｌ匹墅」闻６．２汽车空调压缩机缸体图样示意Ｆｉｇ６．２Ｔｈｅｄｒａｗｉｎｓｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｂｌｏｃｋｏｆａｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｃｏｍｒｅｓｓｏｒｇｐ图样中，基准标注明确。具体测量时，可将Ａ基准面合坐标测量机测量平台，自然放置装夹工件，同时结合视图中的中也基准，建立工件坐标系。如图所示，待测工件的中也孔径为２３：ｎ＾ｉｍｍ，待测工件的厚度尺寸为５０±０．０２ｍｍ；表面粗糖度均小于１邸ｍ，可忽略其影响。为了压缩机具备好的密封性和磨性，中－６＞＜应体选用ＡＣＤ１４或上合金材料，热膨胀系数〇＾为別．２１０／１：，其随温度变化°ｘ－６的半宽Ａａｗ为ｌ．〇ｌ〇／Ｃ。工件测量设备采用海克斯康公司的Ｍ－出把ｉｃｒｏ３ＤＤＣＣ型Ｈ坐标测量机，行程ｘｘ．＋４范围４４０５００４１０ｍｍ／３．０．０Ｌ／１００（ｍ，最大允许示值误差Ｍ带为Ｖ，最大允许＆‘探测误差Ｍ戶旬为３．５＾１１１。坐标测量机光栅尺的热膨胀系数为１０．５１（Ｔ７Ｃ，ｉ‘其随温度变化的半宽为１．０ｌ〇／Ｃ。６．２不同评定方法下的工件厚度测量评定实例下面将通过工件厚度测量评定实例，考察应用不同不确定度模型的评定效果。测量过程符合Ｈ坐标测量机操作规范和使用条件。工件Ｗ自然状态放置于测１０４ 第六章典型．ＣＭＭ尺寸測量任务的不确定度评定实例量平台上，选择测头探针配置４ＢＹ３０，方向角度Ｔ１Ａ０Ｂ０，标定测头，根据图样基准建立工件坐标系。在低速状态下，选用坐标测量机自动测量模式。６．２．１透明箱方法评定为了方便测量，从测量基准面（图样中的Ａ基准面）上对称取４个点巧（即？＝１０沉＝邑均被重复测量了１０次再４），重复个测量循环（即１０），Ｐ每个巧点；工件上端面取一１０。点Ａ，重复测量次记录测量过程中的温度从；保存测量文件０＋ｒＣ。另外变化为２，利用坐标测量机测量软件对Ａ基准面平面度的检测，可Ｗ获知其最大平面度为．０．００１ｍｍ；根据Ｗ往常规测量经验可知复现性最大误差为０．００２３ｍｍ。＂＂打开自主开发的离线评定软件，具体应用透明箱端面距离测量评定模块，实现测量结果的自动评定。实验测得数据及数据处理分析结果汇总整理如下表６．１、表６．２；表Ｐｉ点重复测量坐标数据Ｔａｂ６．１ＴｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄａｔａｏｆＰｉｏｉｎｔｓｉｎｒｅｅａｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｐｘＰＰｌ：ｚＰ２ｘＰ２：Ｐ２ｚ重复测量Ｐｌ：ｌ；ｙ；ｙ；－－－１７３．．．０７４７１２８３５１１０．００１８１１９．４１４５８６９１２５０．００２８２－７３－－．０７６１１２８．３５２９０．００１８１１９．４１４０旅．９１巧０．００２８３－７３－－．０７６７１２８．３巧８０．００１８１１９．４１３２８６．９１４８０．００２７－－４－７３．０７６９１２８．３５４７０，００１９１１９．４１３３８６．９１４５０．００２８－－－５７３．０７６７１２８．３５５２０．００２０１１９．４１３２８６．９１４６０．００２８－６－７３－．０７６８１２８．３５６１０．００２０１１９．４１３２８６，９１４４０．００２８７－７３－－．０７仍１２８．３％１０．００２１１１９．４１３２８６．９１４６０．００２８－８７３－－．０７６９１２８．３５６１０．００２１１１９．４１３２郎．９１４６０．００２６－１－－９７３．１１１９４１３２８６．９１４７０００２７．０７６６２８３５６１０．００２．．－－－１０７３．０７６７１２８．３５６１０．００２０１１９．４１３２８６．９１４６０．００２６－７３－－均值．０７６５１２８．３５４８０．００２０１１９．４１３４８６．９１４３０．００２７标准差０．０００６８０．００１７３０．０００１３０．０００４５０．０００７００．００００８均值标准差０．０００２１０．０００５５０．００００４０．０００１４０．０００２２０．００００３Ｐ４－重复测量Ｐ３Ｐ３ｙ．Ｐ３．．Ｐ４：ｘ：ｚＸＰ４ｙ：ｚ－－－２－－１７６．５５６４１１２．１５００．０００９７８．０２２１７８．８３２２０．００１７－－－２１－－０７７６．５５巧１１２．２４００．０００８７８．０２２６７８，８３１６．００１－－３７６－－－．５５５０１１２１巧００．０００７７８．０２４６７８．８３１２０．００１７．－－－－４７６２－．５５５０１１．１２２００．０００１７８．０２４７７８，８３１００．００１７１０５ 合肥工业大学博±研究生学位论文－５７６－－－－．５５４４１１２．１２１００．０００３７８．０２７０７８．８３０４０．００１５－６７６－－－－．５５５０１１２．１２２００．０００５７８．０２７８７８．８巧３０．０００１－－－－－７７６．８３０１０００．５５４４１１２．１２２００．０００７７８．０２８２７８．１１－－－－－８７６．５５４２１１２．１２０．０００８７８．０３０６７８．８２９７０．００１３１０－－－－－９７６．５巧３１１２．１２１００．０００８７８．０２６３７８．８３０７０．００１７－－－２－－１０７６．巧３５１１．１２１００．０００７７８，０２６１７８．８３０５０．００１７－－７６－－－均值．５５４７１１２．１２２００．０００５７８．０２６０７８．８３０７０．００１４标准差０．０００９４０．００１３９０，０００４９０．００２６００．０００８７０．０００５１均值标准差０，．０００３００．０００４４０．０００１６０．０００８２０．０００２８００００１６表６．２Ｐｉｃ点重复测量坐标数据Ｔａｂ６ｉｔｄｔｉｔｉｔｔ．２ＴｈｅｃｏｏｒｄｎａｅａａｏｆＰｋｏｎｓｎｒｅｅａｅｄｍｂａｓｕｒｅｍｅｎｐｐ重复测虽Ｐｋ：ＸＫｃ：Ｐｋ：ｚｙ－１３０．５４９７４６．４６３９５０．０１０６２３０－．５４８２４６．４６２８５０．０１０５３３０－．５４７４４６．４６２７５０．０１０６４３０６４－４６４６２５５００６，５４．．０１５３０．５４５１＾６．４化２５０．０１０６６３０－．５４４３４６．４６１９５０．０１０６７３０－．５４４３４６．４６２２５０．０１０６８３０－４６４６０７．５４３６．１８５０．０１９３０５４４２－４６．４６１７５００１０７，．２＊１０３０．５４４４６．４６１３５０．０１０７《４６均值３０．４６２３５００６．５４巧．０１标准差０．００２０８０．０００７３０．００００６均值标准差０．０００６６０．０００２３０．００００２６．２．１．１基于ＧＵＭ方法评定测量不确定度（１）测量结果的最佳估计值最小二乘拟合平面Ｖ方程表示为—－＝０－乏．０００００２ＪＣ０．０００００７ｙ０．００１５％即：＝－＝－－ａ０．０００００２６０．０００００７ｃ＝０．００１５９５。，，由公式（３．２）得到＆点到拟合平面Ｖ的距离（测量结果的最佳估计值ｉ）为：Ｌ＝５００１２０ｍｍ．其中带入计算的ｘ、於、Ｚ坐标值为户点１０次重复测量的均值。即：ｔｉｔ＝＝－ｚ＝。Ｘ３０．５４５７，乂４＾４６２３，５０．０１０６＊＾＊１０６ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度评定实例（２）合成标准不确定度在公式（３．２）中，输入量：Ｃ、、Ｚ互不相关，并忽略ａ、６、Ｃ之间的弱ｔＪＶｔｔ相关性。根据ＧＵＭ方法合成，即可得到最小二乘方法计算结果Ｚ的标准不确定度２２２．＂Ｘ＋．＂＋．＂２皆（＊）以＊）（＊）１ｆ封隆１？＂＋？＂Ｈ苗；闻叫苗采用简化的实验方法估计＂（ｙ、Ｍｚ、＂ｙ、ｕＺ。＊）（＊）（ｊ）（ｊ）巧采点时对应工件坐标系Ｘ、Ｙ、ＺＨ轴方向上的单点测量标准不确定度取值为：？＝。＝０．００２６０；仁，）仁，）剛＂＝＝０１〇．００７３如；，）（ｙ．Ｌｘ＝Ｍｚ＇＝￡７ｚ＇０（．０００５１。，）（，）ｍ。Ａ采点时对应Ｘ、Ｙ、ＺＨ轴方向的单点测量标准不确定度取值为；Ｍｊｃ＝ｃｒｘ＝０．００２０８；（＊）（＊）＂＝＝０．０００７３；（ｙ＊））Ｍｚ＝＜Ｔｚ＝０．００００６。（＊）（＊）二求得的最小乘计算结果Ｉ的各不确定度分量如表６．３所示；表６．３最小二乘计算结果Ｉ的各不确定度分量Ｔａｂ６．３ＴｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｃｏｍｏｎｅｎｔｓｏｆｌｅａｓｔｓｕａｒｅｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔＬｐｑ对应各分量的对应各分量的符号不确定度来源标准不确定度传递系数绝对值＂Ｘ０．００２０８０．０００００２‘Ａ点测量Ｘ坐标Ｕｙ‘Ａ点测量坐标０．０００７３０．０００００７Ｍ：点测量Ｚ坐标０．００００６１ｔＡＵ。拟合平面参数ａ０．０００００３３０．５４５６６３＂ｂ拟合平面参数６０．０００００２４６．４６２６３４＂Ｃ拟合平面参数Ｃ０．０００２巧１１０７ 合肥王业大学博±研巧生学位论文求得最小二乘方法计算结果Ｚ的标准不确定度Ｍ：ｌ＝０．０００３０ｍｍ由坐标测量机测量工件端面距离的不确定度模型：－？／＝王＋Ｚ片２０＋《＋＜５＋＜５＋））￡做〇ａ／假设输入量ａ、、、５＾、、■ｔ、＜ａＶ、ｒ如＜Ａｗ命互不相关，根据化Ｍ方ｗ／８０法合成：，测量工件端面距离／的合成标准不确定度．＂．＂瓜＋．＋）响）＂＝。簡Ｋ勒睹）语ＨＩ＋Ｗ＋Ｕ＋Ｕ＋ＵＩＩｇｇＱｑ＾ｊｙ实验中，测量机在低速下测量工件端面距离，由测量速度引起的不确定度分量ＩＶ大小低于测量机示值误差影响的１０％，可Ｗ忽略。求得的测量结果／的各不确定度分量如表６．４所示；表６．４测量结果／的各不确定度分置Ｔａｂ６．４Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｌｙｃｏｍｏｎｅｎｔｓｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔ／ｐ对应各分量的々公Ａ化对的符号不确定度来源标准不确定度传递系数（ｍｍ）Ｕ最小二乘计算Ｉ０．０００３０１．００００１３ｌＵｊ温度变化０．５７７３５０．０００６３５Ｕ．。，工件热膨胀系数０．０００００１５０．０１１９５１ｕ光栅尺热膨胀系数Ｃ０－。＂ｍ．０００００１５０．０１１９５１＂测量机示值误差０．００１８５１ＥＷ测量复现撞０．００１３３１ｒｄｕ工件均一０５〇性０．００８１Ｂｊ求得合成标准不确定度：＝＂０．００２４０ｍｍＣ（３）计算扩展不确定度＞＝根据佛Ｓ／９５％时对应包含因子；ｔ＝２取置信概率，，得扩展不确定度１０８ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度评定实例Ｕ＝ｋｘｕ＝０．００４８ｍｍ＾（４）测量结果表示工件厚度的最终测量结果表示为：／＝王±｛／＝５０．０１２０±０．００４ｍｍ１＝２。（巧；６．２．１．２基于ＭＣＭ评定测量不确定度（１）各不确定度来源ＱＶ、Ｕ、７＼馬、＆Ｗ的分布类型及分布区间ｍ如表６．５所示：表６．５ＭＣＭ不确定度模型中输入参数特征Ｔａｂ６．５ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｐｕｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｍｏｄｅｌｏｆＭＣＭ输入量含义分布类型分布区间工件热膨胀系数均匀０．００００２２０．００００２４［，］ａ＂光街尺热膨胀系数均匀［０．０００００９，０．ＯＯＯＯＨ］Ｔ测量过程温度均匀１９，２１］［８－０００３２０测量机示值误差影响量均匀［．０的．ｅ，３８版测量复现性影响量均匀ｋ〇．００２３，０．００２３］一Ｓ工－０件均性影响量均匀［．００１００．００１０〇Ｂｊ，］（２）Ｘ、３；、Ｚ、ＪＣ、Ｋ、Ｚ的期望值和标准差如表６．６所示，为安全考虑，ｔ１ａ，Ｊ，，按照均匀分布考虑，根据％％置信概率，推得各坐标输入量用于计算机仿真的对应分布区间，如表６．７所示。表６．６ＭＣＭ不确定度模型中测量点输入量特征Ｔａｂ６乂ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｉｎｔｉｎｕｔｓｉｎｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｍｏｄｅｌｏｆＭＣＭｐｐｙ输入量含义期望值标准差点测量Ｘ３０．５４５７０．００２１坐标ＸＡ＊坐标＊４６於Ａ点测量ｙ．４６２３０．０００７ＺＡ点测量Ｚ坐标５０．０１０６０．０００１ｋ－７３拟合平面测Ｘ坐标．０７６５０．０００７ＪＣ，巧点１的 合肥工业大学博±研究生学位论文拟合平面测巧点；坐标１站．３５４８０．００１７ｙ；，－〇Ｚ拟合平面测巧点Ｚ坐标．〇〇２〇０．０００１，Ｘ拟合平面测Ａ点Ｘ坐标１１９．４１３４０．０００５玉８６．９１４３０．０００７拟合平面测＆点；；坐标－０玄拟合平面测戶点Ｚ坐标．００２７０．０００１１，拟合平面测巧点ＪＣ坐标７６．５５４７０．０００９－拟合平面测巧点；坐标１１２．１２２０．００１４於；Ｚ坐标－０Ｚ拟合平面测巧点．０００５０．０００５ｊ－７８Ｘ拟合平面测Ａ点Ｘ坐标．０２６０．００２６＊－７８ｙ拟合平面测Ａ点ｙ坐标．拍０７０．０００９，－０乙拟合平面测戶点Ｚ坐标．００１４０．０００５４４表６．７ＭＣＭ不确定度模型中测量点仿真区间Ｔａｂ６．７ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｖａｌｓｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｍｏｄｅｌｏｆＭＣＭ输入量含义分布类型分布区间ＸＡ点测量Ｘ坐标均匀［３０．５４１６，３０．５４９９］ｋ－？４６．４６３８４６点测虽．４６〇坐标均匀［，ＷＡｙｙ＊Ｚ＆点测量ｒ坐标均匀［５０．０１０５，５０．０１０７］ｋ－７３－Ｘ坐标均匀．０７７８７３．０７５１Ｘ拟合平面测［，］，巧点１巧．３５Ｍ！２８．３５８３；拟合平面测巧点ｙ坐标均匀［，］Ｊ，－０－Ｚ坐标均匀［．００２２０．００１７Ｚ拟合平面测巧点，］，１１９．４１２５１１Ｘ拟合平面测户点Ｘ坐标均匀［，９．４１４３］！２拟合平面测Ａ点ｙ坐标均匀［８６．９１２９，８６．９１５７］＾２－０－．００２９０．００２６Ｚ拟合平面测Ａ点Ｚ坐标均匀［，］，拟合平面测Ｘ坐标均匀７６．巧２８７６．５５６６ＸＡ点［，］ｊ１１０ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度评定实例２５〇－２１拟合平面测巧点ｙ坐标均匀户１１２．１，１１．１９４］－０Ｚ坐标均匀．００１５０．００〇５，Ｚ．巧合平面测巧点［］！７８－点Ｘ坐标均匀仁．旧１２７８．０２０８Ｘ拟合平面测戶，］＊４－７８－．扣２４７８．拉故於拟合平面测Ａ点ｙ坐标均匀［，］－０－．００２４０．０００４Ｚ拟合平面测Ａ点Ｚ坐标均匀［，］，＝（３）取Ｍ１０００００．样本容量，，根据表６７所示的的分布类型及分布区间生成、、、ＩＸ、ＺＪＣ、Ｚ随机数组来计算最小二乘Ｚ／，得至ｊｌ０００００＊於＊ｆ九，，个样本的计算结果。（４）根据ａｒ、ｑＴ、ｒ、Ｓ、Ａ、，同理通过？ｍｇｊｏ＆Ｗ的分布类型及分布区间计算机模拟产生随机数组来模拟７＼Ｓ、＆Ｗ的取值，样本的容ｅ＝Ｍ１０００００。量为，（５）根据Ｗ上得到的１〇〇，〇〇〇个样本的心、斬、＂Ｍ、ｒ、、為〇、随机序列／的数学模型，求得１００，０００个／的样本值。，代入端面距离（６）测量结果／的最佳估计值Ｉ为该１００，０００个样本的均值：＝Ｚ．ｍｍ５００１２０（７）测量结果／的标准不确定度Ｋ的为该１０００００：，个样本的掠准差ｗ／＝．０００＾７ｍｍ（）＝％％时（８）将得到的１００，０００个／的样本值从小到大排序，当置信概率户，５０．０１：测量结果的包含区间估计为［．００５０５０８７，扩展不确定度为，］＝Ｃ／／０．００４４７ｍｍ（）此时包含因子；ｔ＝ｉ１．８９最终测量结果表示为：＝＝＝／．１．ｍｍＡ．。Ｉ±５００２０±０００４；１８９（巧软件显示评定结果如图６．３所示，可根据用户要求自动生成并保存成Ｗｏｒｄ评定报告。１１１ 合肥工业大学博±研究生学位论文工件４南巧ｇ巧？评去＼——ｃｗｊｒｊｒ．ｋＨＭ？Ｓ４Ｊ？Ｍｉ：■－Ｉ￣巧？＾ｆｔ工ｎａｇｗｗ》１：巧＾．．．．．—？一一■ｗ＊－？＊＊？－？■巧？，二争＾＾＇乂－一．＂＾一．＂．＊工，？巧ＶＩ，；—．Ｊ．岭ｆ｜二＾＊．…—？＇．．．，表ＫＣＺ？？ＳＪＩｓｉＭＨＨｌ？ｉｓＣ，ＢｉｉＰ白Ｉ？■，？，■入，？？＞＊？’—＊？篇价為巧：＇．Ｚ—ＩＬＩ—Ｊ；ｒ；；？！化＊．，？＂；巧乂拭？献》？：弟去ａ－———：．ｔｗＷ一＞向？？１？：狀－ＡＯＷ．．ｉＷＷＢｏＣＱＫ〇＜？ｅ—？ａｒｔｓｓｏｗｆｌｉｗ６．？ａ？ｕ。＂化ｏｗ？？坤２ｓ鸣，？；：巧．．．．’？＂、一占＞；＿？－知二二Ｃ底二１這二／ｊｓ肿技这，，．＾＂＊？…＾＊■，ｗ＾—２＾，Ｘ？ａｕ？？竹＜５？说》？０Ｍ３ｊｒ带，？一＾／＾：二■尸＼巧／、／＼■：？？ＭＲ？？ＭＭＩ？？Ｍ？？？Ｍａ？气＾ｗ一生成》巧，？４？〇■？？〇？Ｍ－ｔｉｏｎ？？！？〇〇ｗｏｅｓｏｅｏ■说就＂化；■■８＊＊？？■＂－Ｖ？３０一＜占．＞—＊Ａ＊？￡ｊ１一＊一一１；—＿＿＿＿＿＿———————图６．３工件厚度透明箱评定结果Ｆｉｇ６．３Ｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｕｓｉｎｇｔｒａｎｓａｒｅｎｔｂｏｘｐ６．２．２黑箱常规测量评定由至少３个测量人员分别自行安排完成测量，每个测量人员重复做多组测量，每组都是相互独立的测量循环，包括工件放、装夹固定、测头校验、建立工件坐标系、测点分布等都是完全独立的，每个测量循环重复测量１０次；保存测量文件。测量工件时的环境温度为２〇±ｒｃ。打＂＂开自主开发的离线评定软件，具体应用常规测量评定模块，实现测量结果的自动评定。实验测得数据及数据处理分析结果汇总整理如表６．８、表６．９。表６．８Ｈ个测量人员的多组测量结果（ｍｍ）Ｔａｂ６．８Ｔｈｅｍｕｌｔｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｅｓｕｌｓｏｆｈｒｅｅｍｅａｓｕｒｅｒｓｍｍｉｐｔｒｔｔ（）重复测量人员Ａ人员Ａ人员Ａ人员Ｂ人员Ｂ１５０．０１０６５０．００７７５０．００８３５０．００９９５０．００９２２５０．０１０５５０．００％５０．００８２５０．００９９５０．００９３＊３５０．００７．１５０．０．．０１０６５０６５０００８０９９５０００９２０８１０４５０．０１０６５０．００７７５０．０５．００９９５０．００９３５５０１１０９８．００９２．００６５０．００７７５０．００８５．００５０６５０１．．００９１．０１０６５０．００％５０．００８５０００９８５０７５０．０１０６５０００７７５０００８２５０００９８２．．．５０．００９８５０．０１０７５０．００７７５０．００８１５０．００９７５０．００９２９５０．０１０７５０．００７６５０．００８２．００９７５０５０．００９２１０５０．０１０７５０．００７７５０．００８１５０．００９７５０．００９３均值５０．０１０６５０．００７７５０．００８２５０．００９８５０．００９２１１２ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测童任务的不确定度评定实例标准差０．００００６０．００００５０．００００７０．００００９化００００６均值标准差０．００００２０．００００２０．００００２０．００００３０．００００２重复测量人员Ｂ人员Ｂ人员Ｃ人员Ｃ人员Ｃ１５０．０１１１５０．０１１８５０．０１０６５０．０１０７５０．０１０６２５０．０１１９５０．０１２７５０．０１０６５０．０１０７如．０１０６３５０．０１１４５０．０１２２５０．０１０６５０．０１０８５０．０１０６４５０．０１１４５０．０１１９５０．０１０６５０．０１０７５０．０１０６５５００１１２５０．０１１８５０．０１０６５０．０１０７５０．０１０６．６５０．０１１１５０．０１１５５０．０１０８５０．０１０７５０．０１０６７５０．０１１１５０．０１１４５０．０１０８５０．０１０７５０．０１０６８５０．０１１２５０．０１１４５０．０１０８５０．０１０７５０．０１０６９５０．０１１１５０．０１１３５０．０１０８５０．０１０７５０．０１０６１１１１５００１１３５００１０８５００１０５０．０．．．０７５０．０１０６均值５０．０１１３５０．０１１７５０．０１０７５０．０１０７５０．０１０６标准差０．０００２６０．０００４５０．０００１００．００００３０均值标准差０．００００８０．０００１４０．００００３０．００００１０一表６一．９任取某测量人员的组测量结果（ｍｍ）Ｔａｂ６．９Ａｓｅｔｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｎｅｍｅａｓｕｒｅｒｍｍ（）序号１２３４５测得值５０．０１１８５０．０１２７５０．０１２２如．０１１９５０．０１１８序号６７８９１０测得值５０．０１１５５０．０１１４５０．０１１４５０．０１１３５０．０１１３表６．９所示测量人员的测量结果均值为；＇王＝５０．０１１７ｍｍ６．１０数据处理得温度补偿引起的测量不确定度概算如表所示，测量结果的不＿确定度概算如表６．１１所示。表６．１０温度补偿引起的测量不确定度概算Ｔａｂ６．１０Ｔｈｅｂｕｄｅｔｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｃａｕｓｅｄｂｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｇ＾ｙｐｐ标准不确定度标准不确定度不确定度分量来源（ｍｍ）Ｍ测量温度变化０．０００％７ｒ被测工件热膨胀。。。。。。。？０．００００２９ｃ畑系数变化ＣＭＭ光栅尺热膨。。。。。。。Ｕ国０．００２９胀系数变化１１３ 合肥工业大学博±研究生学位论文表６．１１王件厚度常规测量下的不确定度概算Ｔａｂ６．１１Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｂｕｄｅｔｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｗｏｒｋｉｅｃｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｙｇｐ标准不确定度标准不确定度不确定度分量来源（ｍｍ）Ｕ示值误差０．００化４８ｅ０１Ｕ测量重复性．０００４３。０１测量复现性．００３２７Ｕ温度补偿０．０００３６９Ｔｅｍｐ假设各不确定度分量相互独立：，测量结果的合成标准不确定度为＝０２３１．００ｍｍ＝＝９５％Ａ２：根据给定的置信概率Ｐ，取包含因子，得扩展不确定度＝＝Ｕｋｘｕ０．００４６ｍｍ＾最终测量结果表示为：王＝±＾／＝１＝５〇．〇１７±０．００４１１１１１１Ａ２。乂（巧；软件显示评定结果如图６．４所示，可根据用户要求自动生成并保存成Ｗｏｒｄ评定报告。辛化測在法？？〇？！？，；ｉＡ？ｔｍＭｎｎｉ罕月ｉｔａ？ＶＸ？巧■１：。？？口，？Ｖ＆〇？１、ｆｔｔｉｏｎＴＣ化３ＢＳＳＸＫ＆ＥＳ３Ｅ＾ＩＥＳＢＢ９ＢＢＳＢＢＩ＾ＥＥ３Ｑ一—＊＇＊＊ｗ＊ａｃ—＊－■？？叩，１？Ｔｒ二■．因□去Ｉｒ：玄取？？ｉ＂？－乂－ｍＬｕ）ｉ１Ａ．己■＊？玄丈：：一二Ａｊ．Ｉ＊？？？？ｗ．—巧一ＵＭｌ）ＪＣＫｌＭｆｔＡｉＭｍｉＡｔｉｌ）？？＇？？Ａ！ｆＳ、ｍＳＵＵＣＷ一…：Ｉ’￣ｉ＾ｌ＇＇？Ｉ＇■．ｔ＊！：？？■＊Ｔ１三Ｋｆ巧ＩＳ系，’—．；？？、？ｗｗｒ品－■－化－？若式扉蛋—〇－？ｗｉａ？—ｉ；Ａｏｕ化Ｄ－＊ＭｔＡ＊＊ｙＹｉ诉ｔ＊ｇ？￣￣？Ｕｔ＞－？？化辛啤＇Ｘ＂、？：？ｆＭｒ右Ｉ工ｆ＊＊化Ｗｆ？）么化ｗｎ＆禱ｒｒ？？ｕｃｍ？化《巧出，ｗ文々？从ｂｒ：：占；、＾？？ｗ？？化々．？脚？！＊＊？１货ＩＵｉ？＊Ｌ。啤■．９ｍ－■ｉ：？＞？１？ＩＪ５＿＿＿＃，图６．４工件厚度黑箱常规测量评定结果－Ｆｉ６．４Ｔｈｅａ巧ｅｓｓｍｅｎｔｒｅｓｕｒｅｃｅｉｉｎｌｉｒｅｍｇｌｔｏｆｗｏｋｉｔｈｃｋｎｅｓｓｕｓｂａｃｋｂｏｘｃｏｎｖｅｎｔｏｎａｌｍｅａｓｕｅｎｔｐｇ６．２．３常规测量结合ＭＣＭ评定直接利用之前常规测量获得的测量数据，打开自主开发的离线评定软件，具１１４ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测里任务的不确定度评定实例＂＂体应用常规测量结合ＭＣＭ评定模块，实现测量结果的自动评定。测量人员的测量结果均值为：ｒ＝５０．０１１７ｍｍＴ、ｒ、６１各不确定度来源ｏｍ馬、的分布类型及分布区间如表．２所示：表６．１２常规测虽结合ＭＣＭ的不确定度模型中输入参数特征Ｔａｂ６．１２ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｐｕｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｌｙｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＭＣＭ输入量含义分布类型分布区间Ｕ工件热膨胀系数均匀［０．００００２２，０．００００２４ｙｆ］ＯＴｍ光栅尺热膨胀系数均匀［０．０００００９，０．００００１１］Ｔ测量过程温度巧匀［１９２１，］Ｓ测量机示值误差影响量均匀－［０．００３２０．０的２ｅ，］５－０测呈重复性影响量均匀［．０００２４８０．０００２４８胖，Ｊ８－０测量复现性影响皇均匀［．００２２９８０．００２２９８版，］＝取仿真样本数Ｍｉｏｏｏｏｏｒ、Ｓ、，，根据的分布类型ｅ、ｏｔ、、＜、及分布区间，通过计算机模拟〇ｖ７＼Ｓ５的取值得到的ｒｍｇｗ；将与１〇〇〇〇〇个样本的《、ｒ、如＞、入常规测量结合１＾£的评定方，＾＆？＞代０００／值法中测量不确定度的数学模型，得到１００。ｙ，个样本的测量结果；测量结果ｙ的最佳估计值Ｆ为该１００，０００个样本的均值：７＝１１５０．０７ｍｍ测量结果ｙ的标准不确定度《从为该１００，０００个样本的标准差：？；＝０ｍｍ〇．００２３１）０００个测量结果样本值从小到大排序＝将得到的１００，当置信概率Ｐ％％时，，：Ｖ测量结果的包含区间估计为［５０．００巧５０．０１７糾，扩展不确定度为：ｆ／＝ｍｍ０．００４３６（ｙ）此时包含因子４＝１．８９工件厚度的最终测量结果表示为：＝＝＝７±５０．０１１７±０．００４４ｍｍＡ１．８９。ｙ（；）５１１ 合肥工业大学巧±研究生学位论文软件思示评定结果如图６．５所示，可根据用户要求自动生成并保存成Ｗｏｒｄ评定报告。■１Ｅ冉ｔ巧合Ｍ仁Ｍ＼＊ｍｒＭ？＊ｕ－？ＭｌＡ分ｎＳＭＣＵＰＥｔ＊ｉ｜ＷＭＷ１＂？ｒａ，■ｏ？ｓｃ？ｉｓ巧＂０！／０：？ＭＥｋ＊Ａ。，：，ｉｉｒｓｙｆｔｊｎＳＲ？ＳＥＩｉ＾４ＪＵＫＡＴ１ＣＩＵＢＭＭｍＭｏ，？＇ｘｉｆｒ＊／ＣＩＷＷａｉＫＷＳＷｔＡ。？％？？４ｉＴｊ＊—＂■？？？＊〇？＂？Ｌ？Ｊ？？？…■：哉ｉｒ；＊ｒｔｒ？ｒ￡＊．＇空幼巧Ｃ卽巧巧Ｗｌ？’心Ｖ＊ｔ＊ｃｓｒ，山Ａ，Ａ４．ｌｆ；■机ｉＶＪ？？．＊ｎｃｔｗｗａ１．２？ｒ：巧ｍｔａ？也■？．，？：＞：Ｉ＾ａ，．．．：ｉ乂．．３＇＇ｒ：，，Ｋｉ巧逆？：二么里－—１＞１＾＞ＩＳｔｒ．．ｎ屋？Ｓ９Ｃｒａｎ＾ａｏｎＲｓｕｔｔｕｉ００营＇＜ｃ＾ＭＵＢｉｔＶＣ塵《＊八？Ｋ＾ｎｔＡ拓■ｎｍｔ■；ａＭｘａｒｗ，；ｇｒ＇—ｒ＜＊？．ｉ＊ｔ＊ｎｆ｜■－．５ｆ＇＇－？■？‘ｙｉ■－：；：；．．：＞Ｓ．；ＩＶｔ！ｆＣ３Ｉ．！，．，、＇，．’■？，．．－．．ＶＯ：；＜．＇ｊ＊，ａｃＨＭｓＩ＊、，？？■？，；？■；＇．？＊？，？？ＩＭ＊－一？．＇：．．．．＊！：？？＊？＇－、？．？．？；：＊，‘？ａ．＇布ＭＵ？Ｓ．Ｉ＊；－．．？化ｏｎｙｗ＇ｉｉ，；？＞？＞＞Ｉ点巡＇ｊ＇＇－＊＂Ｋ。＂阶Ｉ＇．■Ｗ王防化，＂？，ｉｌＴ？？Ｍ－’？ｆｒＡ巧州＊？ｒＭｍｍＭｌＮ＜Ｕｆｒｍａ｝ｓｋａｍｏ！ｏ＞〇９ＳＭｍｙ．｜ｍ｜．ｆｖ；？？，？Ｐ，，ｒ？＊Ｋｉｆｉ＊６巧Ｗｆｉ一、１占．；■去ｉ：成Ｃ？咕…—巧１＂’－、Ｌｊｉ。；筑滅战顆溫盟巧品；？；？？？ｉ；？古！…．．．？？？■—Ｍｔ，ｊ＞．＾■＊３Ｉ■．、＞ｋ■＾Ｉ．？？■ＩｙＩ？．■一？ｗ＞■—图６．５工件厚度常规测量结合ＭＣＭ评定结果Ｆｉ６．５ＴｈｅｍｅｎｔｌｔｉｔｈｉｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｅｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄａｓｓｅｓｓｒｅｓｕｏｆｗｏｒｋｅｃｅｃｋｎｅｓｓｕｓｍｅａｓｕｒｅｍｇｐｇｗＭＣＭｉ化６．２．４ＳＶＣＭＭ评定为了方便测量一，在个完整的测量循环中，从测量基准面（图样中的Ａ基准一《＝工件上端面取面）上对称取４个点Ｃ（即４），再从点＆，保存测量文件。记录测量过程中的温度变化为２〇±ｒｃ。另外，利用坐标测量机测量软件对Ａ基准面平面度的检测，可Ｗ获知其最大平面度为０．００１ｍｍ；根据Ｗ往常规测量经验＝００２３ｍｍ。取仿真样木数Ｍ１０００００，假设置信概率可知复现性最大误差为化，尸＝９５％。＂＂打开自主开发的离线评定软件，具体应用ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定模块，实现测量结果的自动评定。实验测得点坐标数据及其方向余弦如表６．１３、表６．１４所示。表６．１３测得Ｐｉ点坐标数据及其方向余弦Ｔａｂ６．１３ＴｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄａｔａａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｏｓｉｎｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｄｏｉｎｔｓＰｐｉＸ－－ｚ－采样点实测ｙ实测实测ｉｋｊ－－ＰＩ．０７４７１２８．３５１．１巧１０００８００１－Ｐ２１１９．４１４５郎．９１２５０．００２８００１１１６ 第六章典型ＣＭＭ尺寸測量任务的不确定度评定实例巧７６－－．５５６４１１２．１２５００．０００９００１－Ｐ４７８－－．０２２１７８．８３２２０．００１７００１表６．１４測得Ｐｋ点坐标数据及其方向余弦Ｔａｂ６．１４ＴｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄａｔａａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｏｓｉｎｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｄｐｏｉｎｔＰｋ－实测－实测ｚ－实测Ｘｙｉｊｋ３０－．５４９７４６．４６３９５０．０１０６００１确定各不确定度的来源ａ、ａ、ｒ、＆、＾＾ＵＪ餐ｗ分布类型及分布区间如表６．１５所示：表６．１５ＳＶＣＭＭ不确定度模型中输入参数特征Ｔａｂ６，１５Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｐｕｔｐａｒａｍｅｔｅ巧ｉｎ化ｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｍｏｄｅｌｏｆＳＶＣＭＭ输入量含义分布类型分布区间工件热膨胀系数均匀［０．００００２２，０．００００２４］ｃＣｍ光栅尺热膨胀系数均匀阳．０００００９，０．００００１１］Ｔ测量过程温度均匀［１９，２１］８测量机示值误差影响量均匀－００的２０００３２［．．ｅ，］Ｓ－０测量复现性影响量均匀［．００１００．００１０旭，］－一Ｓ－０工件均性影响量均匀［．００２３０．００２３〇Ｂｊ，］＝取仿真样本数Ｍ１０００００、，，利用计算机仿真向实测的Ａ巧点加入探测误０００二乘王＇差的影响，得到１００，０００组仿真测量点集，计算得到１００；，个样本的最小＾＝同样取仿真样本数１０００００《、、３、３、，，根据７＼｜＾？６？〇＆＾的分布类型，通过计算机模拟、了、、、取值：将得到的１０００００及分布区间如Ｊ＆Ｗ的，＇个样本的１、ｑＴ、ｒ、＜＾、＾５、＆ＳＶＣＭＭ端面距离测量评定方法ｍ￡＾ｗ代入中测量不确定度／的数学模型，得到１０００００个样本的测量结果／值。，测量结果／的最佳估计值Ｉ为该１０００００个样本的均值：，Ｌ＝５００１２２ｍｍ．测量结果／的标准不确定度Ｍ／为该１０００００个样本的标准差；（），？／＝０ｍｍ．００２巧（）１１７ 合肥工业大学巧±研究生学位论文１０００００个测量结果＝将得到的，／样本值从小到大排序，当置信概率Ｐ９５％时，５０．００５５５０测量结果的包含区间估计为［．０１９０］，扩展不确定度为；，＝ｔ／…０．００４４９ｍｍ此时包含因子；Ａ＝１．８９工件厚度的最终测量结果表示为：＝＝／＝王±５０．０１２２．。±０００４５ｍｍＡ１．８９（）；软件显示评定结果如图６．６所示，可根据用户要求自动生成并保存成Ｗｏｒｄ评定报告。ｖｃｍｍＡａ距ＡＷｆｉｆ去ｉ——：：ＪＨｌｉｒｔＢｆｌｌＩ」，巧＊ｉ：安ｊＩｉｉｉ：：：■化ｉ｜？…Ｕ＂Ｉｌｉｌｌ．Ｕ■麵麵＿二ｊｐ？＂ｗ．ｕ舟々＊ｗ＊？，．ｊ！＇二？’……■一占■■：！＾ｉ，ｗ．ｉ４Ａｗ，＊＜＂ｒｖ—Ｖ—ａＪ－■，？Ａｍｊ：？．１．－？－＇’？？書．Ａ；７Ｊｋ…｜？？＾＾？Ｗ１ｍｊｊｔｉｔ年．…二二二：．ｉｒｚｎ三之立］Ｉｎｕ？Ｂ—一Ｉ沁ｉ＆？■巧ＩＩ……財Ｗｆｔ＊■你巧；…证饼子啤…、＊甲：．？■＊＇ｉｃ８＂王Ｈ＃ｒ？一—－－＞；、－＊＊！单兮＊？々＊－＂．＾巧戸｜、子巧巧巧田不？田１５？玉》＾．＊巧巧巧■；Ｍ、．＊ｃｅ—————－＼ｔｒｕＶ．■广１？ｔ？、，Ｉ：＊ｔｗ？ｆｃ■ｆ办！＊＊＜５ＩＯＢＣ＾，》１？？．Ｖ？，．．ｊ＊化Ｋ。；ａ’，？Ｌ？？．．？？？．？？？Ｉｓ二；；；ｙ；Ｉ？，ｙ—－Ｌ—＇？？－＞、——ｉ１！；４；ｊ．｛ＶＭｖｍｓ这？占ａ＊■；Ｉｔｉｉ口ｉ田冉ｕ—＂—－．ｉｗ．９心Ｔ．ｌｆ＂？！面，ｔ、６．？〇？－＇……ｒＡ＊＂＞〇．：生成＊？ｉ？；ｒ品：．１？Ｗ１１－．＂…一？．，麵．…？！＞？■、■？！＊？一、、Ａ－Ｕ＇ａ４。＞一一ＳＩ；口ｆｉ■１＊／？Ｉａ雲？■？Ｉ？？图６．６工件厚度ＳＶＣＭＭ评定结果Ｆ．Ｔｅｃｅ：ｓｉｉｇ６６ｈｅａ化ｅｓｓｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆｗｏｒｋｉｔｈｉｃｋｎｅｓｕｓｎＳＶＣＭＭｐｇ软件自动保存到数据库的工件厚度评定数据记录表如图６．７所示。Ｍ＜＇Ｔ）（、口）．＊．？巧〇）ｔＫ８）０Ｋ＞ｆ？＜？巧Ｍ－ｎ？．？■ＬｉＶ１Ｍ＆？＆？？？，：巳：ｖ６—；；二．？＿给．．：—．＾斗．４．今＿．主＾．：．．．．．．．ｊ｝．．Ｌ名．．…．也．±．＿ｆｉＬ．品．身己Ｉ刊ｇ—＾一：爪ｉｗＳＴＴ＊偷占＾击Ｉ去口；巧ｂ早這切巧好Ｐｉ百三江％；１＇ｓｔ／ｊＴ－ｖＷＫＢＨＨＢＢＢＢＢＩｃｒ？ａｒ＊击一，ｒ，ｓｆｌＫＴ？？Ｒｆ？？？ｉＢＡｃＡｍｉＲｉ＆？？Ｔｅｇ？ｉ．ｃ玉ｔ？＊ｒ！？Ｃ５？ｉ：巧ｉｃ＊？ｎｃ７－￡？？！？！？ｅｃｉａ？ｉｗｅ（次？ｔ？ｉ；？｜＿ｉｄ＾＾－：？？Ｂ；■ｎｃ巧６ＭＡｓｅｎ它？田？立巧＆ｗｃｉｗ；Ｋ．ｙ＆￡：ｔ巧■ｔｃｍｉ？ｓｅａｗｎｔｘｎＭ。嗦。化．＂一ｉＫｇｓｆｇ＊ｉ生ｔ？＂、：ｅｍｆ？？ｒｍｆｉＫｃｖｍｔｍｅ？？ｔ＿＾Ｓ￡＊＞，＆Ｒ；？？ＵＫ巧？％￣ＫＴｆ三ｓ？ｎＩｔｓ文ｊｖ＜９ｃｃＳ：＊？Ｋ？巧ＴＣｇｎｉ＼ＵＫＩｔｋｔｃ＊ｗ拍ｒｒｘ９ｂｕｍ？ｎｉｍＴ！定＞图６．７工件厚度评定数据记录表Ｆｉｇ６．７Ｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｄａｔａｒｅｃｏｒｄｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅ化ｉｃｋｎｅｓｓ６．３不同测量方法下的工件孔径测量评定实例下面将通过工件中必孔径测量评定实例，考察不同测量方法对ＣＭＭ测量精度的影响。测量过程符合Ｈ坐标测量机操作规范和使用条件。根据工件中必孔径情况选１１８ 第六章典型ＣＭＭ尺寸測虽任务的不确定度评定实例择测头探针配置４ＢＹ３０。在低速状态下，选用坐标测量机自动测量模式。６３１．常规測量评定工件ｉＵ自然状态放置于测量平台上，测头方向角度Ｔ１Ａ０Ｂ０。在测量时，测量点数均取为２５个，测点均匀地分布在相同的圆孔深度。通过３位测量人员的１０一次独立测量结果考察测量复现性指标（表６．１６），任取某个测量人员的１０次重复测量考察测量重复性（表６．１７）。对于不同的测量人员，其测量过程独立，包括工件放置位置、装夹固定、测头校验、工件坐标系建立、测点分布等完全独立。对于单个测量人员而言，１０次重复测量的条件尽量保持不变，测量在短时间内完成。测量工件时的环境温度为２ｉ±ｒｃ。＂＂打开自主开发的离线评定软件，具体应用常规测量评定模块，实现测量结果的自动评定。表６．１６各测量人员的测呈结果（ｍｍ）＇＊Ｔａｂ６ｌ．１６Ａｌｌｍｅａｓｕｒｅ巧ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｅｓｕｔｓｍｍ（）人员。＝二＝＝三／１ｉ２／３ｆ４ｉ５次数＝１２２．９８３４２２．９的３２２．９拍６２２．９拍９２２．９８０８７＝２２．９８１４２２．９扮３２２．９８４２２２．９８３８２２．９８３５Ｊ２＝２２．９８３０２２．９８３６２２．９８３７２２．９８２４２２．９８３６Ｊ３＝４２２．９巧４２２．９８３５２２．９８５９２２．９８３４２２．９８３４７＝２５２２．９８５５２２，９８４４２２．９８４０２．９８３７２２．９８３６ｊ＝６２２．９８２５２２．９８３１２２．９８３９２２．９８３９２２．９８２４Ｊ＝７２２．９８３３２２，９８３０２２．９８３９２２．９８１０２２．９８３４ｊ＝２２．９８３２２２．９８３４２２．９８３６２２．９８３８２２．９８３９ｙ８＝２２．９８１７２２．９８２９２２．９８４２２２，９８３９２２．９８３６ｙ９＝２２－９８３１２２，９８３３２２．９８３９２２．９８３８２２．９８６６ｙｌ〇人员＝６＝＝＝９＝１１１７／８ｆ／０次数＝１２２．９８３８２２．９８２６２２．９８２６２２．９８３８２２．９８３３；＝２２２．９８３９２２．９８３８２２．９８３６２２．９８６９２２．９８４０ｊ＝２２．９８４３２２．９的７２２．９８３９２２．９８３８２２．９８４０ｙ３＝２８２２２２４２２．９８２２．９８４３２２．９８３６．９８３７．９８巧Ｊ＝２２．９８４１２２，９８３４２２．９８２８２２．９８３８２２．９８４０ｊ５９１１ 合肥工业大学博±研究生学位论文＝ｙ６２２．９８４０２２．９８３８２２．９８３６２２．９８４０２２，９８４３＝ｌ２２，９８４０２２．９８３５２２．９８３７２２．９８３６２２．９８４０ｊ＝２８２．９８１４２２．９８４０２２．９８４０２２．９８４３２２．９８４０ｙ＝２２．９８３７２２．９８３５２２．９８４１２２．９８２２２２．９８０８ｙ９＝７１０２２，９８４１２２．９８２７２２，９８４６２２，９８３２２２．９８３５表６．１７某个测量人员的测量数据（ｍｍ）Ｔａｂ＇６１７ｏｎｅｍｅａｓｕｒｅｒｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｍｍ，（）序号１２３４５测量值２２．９８０８２２．９８３５２２．９８３６２２．９８３４２２．９８３６序号６７８９１０测量值２２．９沿４２２．９８３４２２．９８巧２２為拍６２２．９８６６得到不确定度预算如表６．１８；表６．１８工件孔径常规测量下的不确定度预算Ｔａｂ６．１８Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｂｕｄｇｅｔｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅａｐｅｒｔｕｒｅ标准不确定度标准不确定度不确定度来源敏感系数分量如ｍ）Ｕ示值误差１０．００１７８ｅＵ测量重复性１０．０００４５。Ｕ测量重现性１０．００的０＂Ｍ温度补偿１０．０００１７＆ｗ假定各不确定度分量之间此独立，则孔径测量的合成标准不确定度为：＝？０．００１８７ｍｍｃ＝９＝按置信概率Ｐ５％，取包含因子Ａ２，得孔径测量的扩展不确定度为；￡／＝０．００巧ｍｍ根据表５测量数据的平均值，最终测量结果应表示为：Ｚ＝ｍｍ＝２２．９８３５±０．００３７Ａ２。；（）软件显示评定结果如图６．８所示，可根据用户要求自动生成并保存成Ｗｏｒｄ评定报告。１２０ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度巧定实例■５Ｔ化巧走法ｃＭＭ？ｆｔＸＡａｗａｉ＞〇〇？ｉＭｍ？ｌ／ｊａＴ：〇？？＊巧ＣａｒＰ？？Ｓ＊ｎ巧Ａ８Ｘ｜■审二］扭Ｗ＇．’Ｉｎｒ在ｙｒｏ？ｊ》它？ａｖｆｃｃ巧ＳＩｔＡ山！？／＞：，？ｘｍａｚｅｆ■ｌａａｔｎｎ广；ｎ！■？ｔｒａｉｌ；丘＊巧ｔＲＲ：？？？臣ＤＴＪＷ［ｗｔＭＮＫ一？Ｍ？３？，？？？？？？？．：一？＊？ｖ＾？？？Ａ？ｕｍｎ巧ＪＫ＊ｒｉ．ｉ【：狂ＢＷｉ＊：．‘－ｗ。＂’时？附古‘＇ａ？ＶＫ？（：？ｉ—，：ＡｉＬｉｊ，Ａｌ．ｍａ■，一—－ｔ－，，ｇ＇ｉ了ｍ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ＳＷ入＞、Ｓ？Ｍ、！＜Ｍ＊ｉｉｎ？ＢＳＭｎ？Ｗ＞■■■■■■■■Ｍ■？ｗ０２ＲＡＩＶ）＾Ａ（ｒ）ＳＡＫＨＬ＾ｅｗａＵＴＭｅＤＭＷＡ＊ＷＭ｜ｊＸｔＴＨＷｒ＂＂…｜■．．；＊？．＞：＂＂，占Ｖｉ．．．；＇；；，ｘＩＭ］、．．．＇．？．、：一》ｒｉ、．．．－？Ｎ；‘．＞Ｘ，；．Ｗ＊■％？＞、Ｊ．？，＊ｖＭｉｒ．＇；，■？．．？ｘ义．？？、？？？■？．：王＜；—＊＊＊？＊？■化＊化？；ｔ？＝＊化ｔｉ蜡？：？篇ｉ？诚１５妄！ｒ，！＊１肋《？？化－化—内坤古１！？却：六化一—－■？？化．＊？＊，＂ｗｗｔ？，防Ｗ…。ａ．一脱肺州ＷＴｎ？ｉ广病：冷；；式｜山酿＊Ｕｃｍ，；＂众ｗｒ＊？谭皆车？＜。？作ｗ．．Ｖ＊ｒｔ：ＡＭＤ＂？化也托？２賊巧Ｃｔ巧：ＩＭ８｛化、？？？？？？．．？＊＊－＊、，＇Ａ’？口古Ｊ》？ｇｊＩｔＴｉ图６．８工件孔径常规测量评定结果Ｆｉｇ６．８Ｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆｗｏｒｋｉｅｃｅａｅｒｔｕｒｅｕｓｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｐｇ６．３．２替代测量评定一个形状选择、尺寸与待测工件近似的工件，送至计量部口进行检测作为己校准工件，得到的校准值为２２．９８２５ｍｍ，校准的扩展不确定度为０．００２０ｍｍ。，每次测量循环过程独立进行２０次测量循环，包括工件放置位置、装夹固定、测头校验、工件坐标系建立、测点分布等完全独立。工件Ｗ自然状态放置于测量平台上，测头方向角度Ｔ１Ａ０Ｂ０。在每个测量循环中，分别对已校准工件和待测工件进行测量。在测量时，测量点数均取为２５个，测点均匀地分布在相同的圆孔深度。测量工件时的环境温度为２１±ｒＣ。２０次测量循环的测量结果如表６．１９所示。＂＂打开自主开发的离线评定软件，具体应用替代测量评定模块，实现测量结■果的自动评定。巧６．１９工件孔径替代测量的实验数据ｍｍ（）Ｔａｂ６．１９Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｉｎｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏ打１１１６赴１１化１１１６１１１：ｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅａｐｅｒｔｕｒｅｍｍ（）测量循环１２３４５２２９８３８２１９８３２２２．９８３７２２９８３５２２９８３８已校准件．．．被测件２２．９８２６２２．９８２７２２．９８３４２２．９８３１２２名８３８测量循环６７８９１０２２２２２２２２２４已校准件．９８３７．９８２６．９８３６２．９８；？６．９８１２１１ 合肥工业大学博±研究生学位论文被测件２２．９的３２２．９８２９２２．９扣１２２．９８４０２２．９拍０测量循环Ｈ１２１３１４１５已校准件２２．９８４１２２．９扮７２２．９８２７２２．９８３２２２．９８２８被测件２２．９８４３２２．９的４２２．９８２９２２．９８３８巧．９８４１测量循环１６１７１８１９２０已校准件２２．９８３７２２．９拍３２２．９８３９２２．９８４６２２．９拍４被测件２２．９８４２２２．９８３４２２．９８４０２２．９８５０２２．９８４０根据测呈数据表６．巧可得测量结果估计值为；＝二歹２２．９。５匪不确定度预算如表６．２０：表６．２０工件孔径替代测量下的不确定度预算Ｔａｂ６ｂｕｄｔｉｔｉ．２０Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｅｔｉｎｓｕｂｓｕｔｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｗｏｒｋｉｅｃｅａｅｒｔｕｒｅｙｇｐｐ标准不确定度不确定度分量不确定度来源ｍｍ（）Ｕ細工件校准值的不确定度０．００１００Ｕｐ测量过程引入的不确定度０．０００６０实际工件与已校准王件的差。＾＾。。。＂Ｗ异’引入的不确定度Ｗ上各不确定度分量相互独立，合成标准不确定度为：Ｍ＝０．００１１７ｍｍｅＡ＝按置信概率，确定包含因子２，可得孔径测量的扩展不确定度：＝ｔ／．０００２３ｍｍ最终测量结果可表示为：＝＝Ｌ２２．９８２５±．ｎｕｎＡ。０００２３：２；（）软件显示评定结果如图６．９所示，可根据用户要求自动生成并保存成Ｗｏｒｄ评定报告。１２２ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度评定实例公化測？法－Ｕ用ｉ？ｌ，鼠？阵车苗化Ｃｉ？４？８ＭＭ？ＣＭＳ．ｍ工＞｜５？化＊？〇？■口辛．９．＇．ＭＫ巧？ＳＳ？？ＡｔＭＴ１Ｃｉ？ｃＩ＾睡？入《１？雪＊ｓ＜？？？｛Ｒｔ麵株》＂？，一ｓＭＭｔ？研化作巧＞？巧？、＊ｃｓ？？＂巧ＩＫＣＩｌｔａｔ？齡＞１＞，謹＊１１？。巧ＭＸＷＭＭｗＳＢ？—？ｒ．Ｍ一？巧ａＴ＊？？，？￣＇ｚｒｗｗ＊？？。。．《？ａ．ｎｎＴｉｂｍｉ＆ｇｉａｚｘｓｔｔｓ－ｗａｓｓ．ＢＢａｓ＆？＊＊？．？？｝ｒ．＂．？？■／？■ａ？身Ｊ＾ｆ［，．■，ｉ；］［ｊ！，＿…＂—＇＇＊￣—－—．？：？參。ｉ＊ｍｔ？ｓ４Ｖ？．ｉ？ｎ占ｉ＾品Ｗｍ＾ｌｉｉ］立ＳｉｊｉＪ运ｉｗｏｉｉａｏ社》？｜ｊ｜｜｜Ｊ［＾ｊ．ＷｔＫｔｎ＊７ｆｌｉＴＡｎｆ巴巧，ＩＭ＂？度Ｗ＊＃ＭＭ巧讓———￣——————…－０３３．９＊１）７ｚ．ｍｓ＞扭—》ｆ扛—ａ［ａ．ｗ？Ｊａｗｎｆ＆ｉＮｉ］ａＭ？ｆａ？ｉＭ：任一：；三己－ｔ，…＊？ｒ￥？３－＼！．＂？、，？？＇＊，．■？，＂■？；化，化＇＇．－■成击……－’，心品ｕ：■：ｉ■１ｕ一－－￣＂—ＵＳＨＵ，＊７叫±知《｜２？么〇〇錄［｜巧？来．巧Ｓ？．导．．．，；辛＿一＿；■——＂ｕ？ｌ０００６Ｍｍ工？，．＆？？？｜為｜■．‘？．＂Ａ＇ｗｓ，ｗｆｔｉ■■－＊》、，交．如７１＆＊１＃？！＊？？１）？〇？Ｉ：说＂？？，ＭＭｂＡ？ｎＭ？ＭＪ；Ｌｊ．．．，＊．．■－■，？．－？■，＊；？．？＂■图６．９工件孔径替代测量评定结果Ｆｉ６．９Ｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆｗｏｒｋｉｅｃｅａｅｒｔｕｒｅｕｓｉｎｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｇｐｐｇ６．３．３补偿测量评定测量过程包括工件测量、长度实物标准器的测量、直径实物标准器的测量呈个部分。（１）工件测量一Ｈ个绕机器坐标轴旋转°选取４个方向（个自然放置方向加９０的方向）对工（件进行独立测量，每个方向测量５次，选择配的测头配置方向）。实验照片如。图６．１０所示在实保测量时，测量点数均取为２５个，测点均匀地分布在相同的圆孔深度，±ｒｃ．－但选择不同的测量点分布。２０次独立完整的测。测量工件时的环境温度为２０＂－．２１。打开自主开发的离线评定软件量结果列成表６，具体应用补偿测量评定模＂块，实现测量结果的自动评定。１２３ 合肥工业大学博±研究生学位论文幽ｒ＾ＢＢｍ图６．１０工件测量实验照片Ｆ．１０ｅｅｘｅｅｎａｒｓｏｒｒｉｇ６Ｔｈｐｒｉｍｔｌｈｏ化ｇａｐｈｆｗｏｋｐｉｅｃｅｍｅａｓｕｅｍｅｎｔｐ表６．２１王件孔径的测量数据ｍｍ（）Ｔａｂ６．２１Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅａｐｅｒｔｕｒｅｍｍ（）＝＝＝＝序号方向ｊｌ方向ｊ２方向ｊ３方向ｊ４２２．９８４２２２２２．９８１２２２７．９８５５．９８４１２２．９８５１２２．９８５２２２．９８４１２２．９８７２２－２２８５８２２２２８３２２．９８５２３．９．９Ｍ６．９１２２．９８４４２２．９８５２２２．９８４６２２．９８６２４２２．９８４７２２８４６２２５２．Ｗ５２２．９．９８５０．２１所有数据的平均值为表６：＝ｙ２２．９８４８ｍｍ（２）长度实物标准器的测量ｍｍ标准｜＾已校准的１９．９９７３量块作为长度的实物标准器，其校验的扩展不确定度为化０００３ｍｍ（由级千分表校验）。在测量工件时所在的测量空间内对量块进行测量。在Ｈ个与机器坐标轴相互垂直的放置方向上分别测量。在每个方向上，采用３种不同的测头系统配置，且采用的测头系统与测量工件时采用的测头系统配置类似。得到９次测量结果列成表６．２２。测量时的环境温度为２肚ｒＣ。１２４ 第六章典型ＣＭＭ巧寸測貴任务的不确定度评定实例表６．２２标准量块的测量数据（ｍｍ）Ｔａｂ６．２２Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｏｆｓｔａｎｄａｒｄｇａｕｇｅｂｌｏｃｋ（ｍｍ）序号位置１测量位畳２测量位置３测量２０．０００８１９．９９９１２０．０００２１２０．０００９１９．９９８７２０．００００２２０．００１２１９．９９９０２０．０００３３由表６．２２得长度测量的平均误差：＝０２７２ｍｍＥ．００ｌ（３）直径实物标准器的测量Ｗ校准值为５６．９９９０ｉｍｎ的标准环规作为内直径的实物标准器，其校验的扩展＂＂ＪＪＧ－不确定度为０．０００６ｍｍ（根据８９４１９９５标准环规检定规程査得３等环规直径变动量范围）。采用Ｈ种探针进行测量，每种探针测量３次，每次测量相互独立，共得到９次测量结果列成表６．２３。测量时的环境温度为２化ｒｃ。表６．２３标准环规的测量数据ｍｍ（）Ｔａｂ６．２３Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｏｆｓｔａｎｄａｒｄｒｉｎｇｇａｕｇｅ（ｍｍ）序号测头配置１测头配置２测头配置３５６．９９８５５７．０００６５６．９９８３１Ｗ．９９８２５６．９９９４５６．９９９２２Ｗ．Ｗ８４５７．０００９％．９９巧３由表６．２３得测球直径误差；￡＝０．０００。ｎｕｎ〇不确定度预算如表６．２４；表６．２４工件孔径补偿测量下的不确定度预算Ｔａｂ６．２４Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔｍｎｔｙｂｕｄｅｔｉｎｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｗｏｒｋｉｅｃｅａｅｒｔｕｒｅｇｐｐｐ标准不确定度符号不确定度来源有效自由度（ｍｍ）Ｕｒｅ测量重复性０－０００４２１６ｐＵｅｏ测量重现性０．０００４７３ｇＵｃｏｒｒＬ长度测量误差补偿０．００的４８ｕ〇测球直径误差补偿０．０００４５８１２５ 合肥工业大学博±研究生学位论文Ｕｔｅｍ温度因素０．０００１７００ｐ对标准不确定度进行合成，可得合成标准不确定度＝０．０００８６ｍｍ其自由度为：＝２Ｖ２．０３：矿＝％＝按置信概率Ｐ９５，査ｆ分布表，可得包含因子Ａ２．０９，则扩展不确定度＝．＝ｔ／ＡＵ＾〇〇１８ｍｍｃ应用长度测量的平均误差和测球直径误差￡对测量值进行修正，可得修正。后的测量结果的估计值为：－Ｅ－Ｅ＝＝２２９８２０ｍｍ．ｙｃｏｒｒｙ，＾＾最终测量结果应表示为：Ｚ＝２２．９８２０±０ｍｍ４＝２．００１８．０９。；（）软件显示评定结果如图６．１１所示，可根据用户要求自动生成并保存成Ｗｏｒｄ评定报告。补色＊Ｊ？法脚ｌＯｆｔＭＳ及ＲＷＣ；？４＊说》＊６ｉ；掛巧ｎ？＃ｎｉ７ｎＭｍｍ？？甲三＇，：：Ｓｌｍ三．｜不？＊ｌｉｗｗＫｘ？？？ＱＱＢ３３８ｆｉＳ８８ＳＢＥＢＤＢ９ＢＢＨＨＨＫＳＢ３；？）？？ｗ（ｉｆａｒＭｖｌｋ＞ｃｒ＊＞Ｍｔｗ一—》ｌ＊＊？ｔｘ＊＇ＪＬＵＬ－ｉｌｉ￡Ｊ＿Ａ＿ａ：＜：？ＭＸＸｔ化，化ｄＵ：＿ｇ乂：三Ｊ＿＾Ｏ．ＯＯＭＴ１￥４ｊ＊鱼Ａ■！Ｕ？；？－：ｂ．ｉＴＫ＊ａ＊？＞ａｕ（ｃ？ｉｉａｔｉ？，ｊ．化‘円巧巧訊ＭＴ）巧脯ｊｊｕ，，！重＊ｆ？＊＊．ｉ？二？ｎ．ｒ？》）Ｕ？ＤＭａ？ｎ打＊＊ｃＩ．－试ｗ？ｒ－ｊＲ＋＊ａｊｉ．Ｈ寬－＇－■度》？Ｎ＞？９？》．Ｅｙａｇ々＊？．；，．玉．．？：ｒｉ，ｓｈ？；放玄｜＾寺＇巧８？？巧？、ＹＭｋｙ±！ｒ占《ｊ，ａ００１，？ＩＩ＇度ｒ，Ａ巧＊ａｗｗ、巧Ｍ：＊ｉ．１．１？，；ｒｉＩ＊；ｆ？＊＞ａ——＂￣￣Ｊ￣Ａ，■ｆ＂，一—？ａ图６．Ｕ工件孔径补偿测量评定结果Ｆｉ６．１１Ｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆｗｏｒｋｉｅｃｅａｅｒｔｕｒｅｕｓｉｎｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｇｐｐｇｐ６．３．４常规测量结合ＭＣＭ评定直接采用之前常规测量中获得的测量数据，打开自主开发的离线评定软件，＂＂。具体应用常规测量结合ＭＣＭ评定模块，实现测量结果的自动评定测量人员的测量结果均值为：３５ｒ＝２２．９８ｎｕｎ．、ｒ、、．各不确定度来源ａ＾么＆＞、的分布类型及分布区间如表６２５？６１２ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度巧定实例所示：表６．２５常规测量结合ＭＣＭ不确定度模型中输入参数特征Ｔａｂ６．２５ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｐｕｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＭＣＭ输入虽含义分布类型分布区间．００００２２０．００００２４飾王件热膨胀系数均匀阳，］ｃＣｍ光巧尺热膨胀系数均匀［０．０００００９，０．００００１１］Ｔ测量过程温度均匀［２０，２２］８－测量机示值误差影响量均匀．［０００３０９０．００３０丘，刘Ｓ测量重复性影巧量均匀－［０．０００７８０．０００７８脚，］Ｓ－０测量复现性影响量均匀［．０００５２０．０００５２防，］＝取仿真样本数Ｍｉｏｏｏｏｏａ、ｒ、、、，，根据、＞如斬ｗ么如＾的分布类型及分布区间，通过计算机模拟Ｃ、Ｃ、７＼（Ｊ、／５、如；将得到的ｒＶｍｆｗ＞的取值与！０００００个样本的ａ、ａ、ｒ、、Ｓ、入常规测量结合ＭＣＭ评定方，ｗｗ馬ｗ如）代法中测量不确定度ｙ的数学模型，得到１００，０００个样本的测量结果ｙ值。测量结果的最佳估计值ｒ为该１〇〇〇〇〇个样本的均值：ｙ，７＝ｍ２２．９８３８ｍ测量结果ｙ的标准不确定度为该１〇〇，〇〇〇个样本的标准差；＝将得到的１０００００，当置信概率Ｐ９５％时，，个测量结果ｙ样本值从小到大排序：测量结果的包含区间估计为［２２．９７９３２２．９８８２，扩展不确定度为；，］ｆ／＝ｍｍｙ０．００３２６（）此时包含因子：１＝１．７５工件中也孔径的最终测量结果表示为；＝２２．９８３８±０．００３ｍｍ＊＝１．７５。ｙ（＾；软件显示评定结果如图６．１２所示，可根据用户要求自动生成并保存成Ｗｏｒｄ评定报告。１２７ 合肥工业大学博±研究生学位论文Ｔ化？里巧々ＭＣＭ？？？ｓＣＭＭｌＡ細玉？出ＩＨＰＢｃ＊，。》田ｆ＊ＷａＩ乂》＜？？Ｒ〇－巧Ａ〇１ｘｗ巧Ｗ巧Ｈ餐巧化ａＣ？ＲＷＮＩＷｔ＾ｃ？ｆ５ＭＡＩ？？ＪＢ５１ｔｉ＇‘Ｍｌ＊Ｔ巧巧化＆？Ｗ■巧ｍ＊５Ｋ＜－Ｔ？Ｔ■，ｘ？＊■ｉｘｉ〇＾／Ｔ；ｆｉ＊，／．，？．？，＊？■？＂ＭＭ■＂ｌｌ．＊ｌＵＷｔＭ■■因！因＞．．．—！！Ｉ始说拟側—，心山山ＪｌＵ：’…’…，》１巧》Ｃ？巧巧对ＭＢ芭己扣１５？三ｌ巧■？ｉ巧ｉ；：ｔｙ？？？ｖ＾．＊■ｔ三ａ；．ＪＩｉ巧＊ｗ）．ＪｉｐｗｒｉＪＢ？＾＾一…ａ．ｉｎｎ＊ｗ……；，：—．ｎｒｔＢＯ田ＷＳ＊＃Ａ＞ｉｔＣＩＵｋｉｓｎＫＵｉｔ？ｕ．ｕｔ９〇；：ｔＷｔＷｌＡＪｎ？ＷｔＡＵＪｇＪＤＭｆｉｆｉＭ个Ｉｔ０ＫＶＴＡＳ１｜＂１？賴。＂Ｊ＂？＇Ａ＞：：ｉＴ．．．＞＊：二巧ＶＳＩｔｅｔＷＴｆ）ｉ］＇／？＇、、：ｂ？－、，Ａ．；ｘ＜＜．；：；＊＊＜。、、；ｗ．、＂－．：．．、？ｗ；；＊？ｗ－？？ｉ；巧化ｉｒｇ＊＊＊ｗ＇．＊＊■．一々．．ｖ．、？＞’＞？．，？■；‘‘ｔ：＇．；．ｗ＂．．ｂＷＭ；■．．．、，Ｗ；、？Ｈ＇１＾＊ｔ＾：？Ｓ．．—？ｉＭＭｌＶ＊乂Ｗ；＇。化…．…．—ｓ１ｔｌＡＡＪＭ＆ＩＩ）—＾斗马學王！＾以：：１山１巧．＿＿＂Ｖ主巧女？？．．户推种的啤如，？；；—；品１主放Ｍ！？ＺＺ．９ＢＳ９－―１＜；－Ｗ（ＩｔｆＴＶ；ｉ？咖柳—￣——■个咖《＊＊？＜！，，．－？ＷＭ？？＞，？。：？？ｍＳ．■ｒｔＲ如脚？：、太＆ｊｒｆ４？一＿…ｔｗｗＩ！ｔ—＾￣￣５：：：，；、—■——，１——；■？Ｈ８？？？ｔ？。巧為，Ｉ■ＩｆＩ■ｍ！ｔ．Ｉ＊？＊ｔ？？ｆｔ■ｉ—图６．１２工件孔径常规测量结合ＭＣＭ评定结果Ｆｉｇ６．１２Ｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅａｅｒｔｕｒｅｕｓｉｎｇｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄｐｗｉ化ＭＣＭ软件自动保存到数据库的工件孔径评定数据记录表如图６．１３所示。，ｓｉ；ｒ；巧巧咖？，．ｓｉ－．．－？＊？）ＷＢＷ？＊々）工＞３化巧化ｈｗｑ＇：＇ｆ．－；？Ｊ＇＊＜Ｗ：人？：？ＡＡｉｕ々、＿５３ｖ？Ｊ｜．．：：．．六．＂＇￣￣￣１‘，，：口。？■冉占，一；＂Ｖ－■＇－＇＊；巧神；＇＊？？’＼？ｃＫｃｔ二Ｉｔｔｕ？伊二＜：乙ｍ（；：＊＊？；（？＞，《ｒ＊．主ｉ－－ＴＣＭ；ＴＣ，＜＊？ｒ＊＊ｘｅ．＾前：本？ｒａｉ＃ｉＴ？ｒＶｆｔ；ｔｅ？＜ｏｍｕｍｉｅｏｏｅｒｃｒ－－■＂ＣＳ？’—７ｎｖｎ？７？｛？＂ｉｒｗＤｎｏｒｒｉＴ！？；＊：■■？？■；ｔａｍ＾７ａｔｕ：？？ｉａｍｎｏ￣］ｊＳ己ｘｆ＞＊■７７ｎｔＶ口ｉ－－－ｓｎ；仍＊？：，？〇ｌ？ｓｆｌｒｗ？ＢＫｘｔｉｉｉ？，；ｉ主ｃ古ｗｉ（化？ｅｘｒ！ｉ，？巧生氏巧９ＵＡ图６１３工件孔径评定数据记录表．Ｆ．ｈｅｍｅｎｄａｒｅｃｒｄｉｒｕｒｅｉｇ６１３Ｔａｓｓｅｓｓｔｔａｏｏｆｗｏｒｋｅｃｅａｐｅｔｐ６．４ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定最优方案探讨■一个测量任务从上的工件厚度测量和孔径测量评定实例可看出，对于某，可Ｗ选择不同的评定方法，，得到评定结果但评定结果都有所差异。如何评价这些评定方法的评定效果，如何根据测量任务的要求选择最佳的评定方法，应该是广大ＣＭＭ用户最关必的问题一。本节将在评定实例结果对比的基础上就这问题展开讨论一，力图为广大的测量机用户提供些有价值的应用指导，推荐最佳的测量不确定度评定方案。一６．４．１不同评定方法致性为了方便分析，现将工件厚度测量评定实例中由不同评定方法得到评定结果汇总如表６．２６。１２８ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度评定实例表６．２６不同评定方法得到的工件厚度测量结渠比较Ｔａｂ６．２６Ｔｈｅｒｅｓｕｌ化ｃｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｗｏｒｋｉｅｃｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｂｔａｉ打ｅｄｂ出ｆｅｒｅ打ｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｐｐｙｍｅｔｈｏｄｓ不确定度．＝、滿足ｐ％％的评定方法／（ｍｍ）Ｍ／ｍｍｋＣ／（ｍｍ）（）（）９５巧尸模型类型置信区间透明箱ＧＵＭ５０．０１２００．００２４０２０．００４８口０．００７２，５０．０１６８］透明箱ＭＣＭ５０．０１２００．００２３７１．８９０．００４５［５０．００５０，５０．０１８７］透明箱ＳＶＣＭＭ５００１２２０．００２３７１．８９０．００４５５０．００５５５００１９０．．［，］黑箱常规测量如．０１１７０．００２３１２０．００４６［５０．００７１，５０．０１６３］常规测量黑箱５０．０１１７０．００２３１１．８９０．００４４［５０．００５７，５０．０１７８］结合ＭＣＭ假设Ｗ上测量结果服从ｆ分布，分别生成不同测量方法下评定结果的１００，０００Ｘ，．１４。个随机取值，用概率密度西数／（表示结果比对如图６所示）由图可见，五条概率密度函数曲线覆盖的绝大部分面积是重的，评定结果一ＧＵＭ评定（即传统的具有较高的致性，且测量结果均判定合恪，如果Ｗ公认的灵敏度分析方法）的结果为评判依据，可Ｗ看出这五种评定方法都是可行的，评定结果都是有效的，也验证了论文所提出的ＳＶＣＭＭ评定方法和常规测量结合ＭＣＭ评定方法的实用性。：同时，可Ｗ发现不同评定方法的评定效果存在差异（１）国中的五条曲线，按照峰值由高到低出现的顺序对应的概率密度函数曲线分别是属于常规测量结合ＭＣＭ评定、ＭＣＭ评定和ＳＶＣＭＭ评定、常规测量评定。、ＧＵＭ评定（即灵敏度分析评定）峰值越高，说明测量结果取得测量结果最佳估计值的概率越高，测量结果越精密。分析可知，前兰种评定方法中都应用了蒙特卡罗模拟，通过计算机随机仿一一，真生成大样本数据，方面随机仿真更符合误差源影响随机性的特点另方面大数据更有代表性。常规测量用于分析的测量数据显然少于前Ｈ者，但由于直接从测量结果出发考察测量不确定度的影响，所Ｗ测量数据的代表性仍优越于ＧＵＭ评定方法。１２９ 合肥工业大学博±研究生学位论文００－１１巧值由高到化分别对应９Ｑ＿１．常规測量结合Ｍ〇ａ平定＾２ｌＪｉ．ＭＣｉ悅囚７０户飞ａ＼■３Ｖ．ＳＶＣＭＭｉｆＳＩ｜Ｉ６０－＼４ｉ．ｍＳＳｉＪＳｉｆＳｎｊＩ甜＿勇５．ＧＵＭ评定／＼１＾Ｉ：２。－／／Ｖ＼＿＿：ｉ＿ｙ＿４９．９９００如．００００如．０１孤如．脏００朗．０３００朗．０４孤巧计值／？！？罔６．１４工件厚度测量结采的概率密度分布Ｆ６．１４Ｔｈｅｒｓ：ａｓｕｒｅｍｅｎｒｅｓｕｏｆｗｏｒｋｅｃｅｃｋｎｅｓｉｇｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｅｎｉｔｙｄｉｓ１ｒｉｔｍｔｉｏｎｏｆ化ｅｍｅｔｌ化ｐｉｔｈｉｓｐ（２）从图中还可Ｗ发规，ＧＵＭ评定、ＭＣＭ评定和ＳＶＣＭＭ评定对化的概率密度函数曲线的中必值基本相同，常规测量评定和常规测量结合ＭＣＭ评定对一应的概率密度巧数曲线的中必值相同、，这两个中屯定偏差值存在。通过第Ｈ章的研究可知，这五种评定方法中所考虑的不确定度来源相同，所使用的不确定度模型巧同。细分析不确定度分量的评价方法，如表６．２７所示，由于工件不均一性的影响较小，可Ｗ看出这个偏差主要反映了测量重复性考察的差异巧。前者的测量巫复性反映在对测量点的测量上，而后者是直接利用测量结果考察测量重复性，理论上由测量结果反映测量重复性的影响会更加综合全面，巧此黑箱模型评定方法优于透明箱评定方法。巧６．２７不同评定方法对不确化度來源的考虑＊Ｔａｂ６．２７Ｔｈｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎａｂｏｕｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｓｏｕｒｃｅｓｉｎｄｉｆｅｉｅｎｔｅｖａ山ａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ常规测量结评定方法ＧＵＭＭＣＭＳＶＣＭＭ常规测量合ＭＣＭ单独考虑，中独考虑，单独考虑，单独考虑，单独考虑，示值误差影响取定值计算机化真计算机化真取定值计算机仿真，体现在点坐体现巧点坐体现在点坐单独考虑，单独考虑１３０ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度评定实例标测里中标测量中标测量中取定值计算机仿真单独考虑，单独考虑，单独考虑，单独考虑．单独考虑，测量复现性影响取定值计算机仿真计算机仿真取定值计算机仿真单独考虑，单独考虑，单独考虑，单独考虑，单独考虑，温度变化影响取定值计算机仿真计算机仿真取定值计算机仿真单独考虑，单独考虑，单独考虑，体现在测量体现在测量工件不均一性影响取定值计算机仿真计算机仿真结果中结果中一总的来说，从应用层面看，无论透明箱还是黑箱模型评定方法，是具有致性的。，都是有效可行的评定方法６．４．２方和根法与代数和法之比较一继续观察不同评定方法得到的工件厚度测量结果比较表６．２６，还可＾发现个有的问题。从测量模型类别来说，ＧＵＭ评定、ＭＣＭ评定、ＳＶＣＭＭ评定同属于透明箱模型评定方法，但ＭＣＭ评定、ＳＶＣＭＭ评定得到的扩展不确定度要小于ＧＵＭ评定的结果。同样，常规测量评定、常规测量结合ＭＣＭ评定都属于黑箱模型评定方法，但常规测量结合ＭＣＭ评定得到的扩展不确定度要小于常规测量评定的结果。从第王章的研究分析可知，对相同的测量任务，透明箱测量模型是确定的，不确定度来源是相同的，不确定度模型是相同的。对于ＧＵＭ评定、ＭＣＭ评定、ＳＶＣＭＭ巧定这Ｈ种评定方法来说，最主要的区别就在于获取合成标准不确定度的方法上，ＧＵＭ评定（即传统的灵敏度分析方法）是通过对不确定度分量进行方和根来得到合成标准不确定度的；而ＭＣＭ评定和ＳＶＣＭＭ评定方法中，是基于测量不确定度模型，通过代数和法得到测量结果样本，对仿真大样本进行概率统计来得到合成标准不确定度，。可见方和根合成法和代数和合成法在这里发挥了主要作用。对于黑箱模型的两种评定方法，可Ｗ发现是如此，主要体现在合成禄准不确定度合成方法的区别上。通过评定实例可见，无论是透明箱还是黑箱模型评定结果，都呈现出代数和合成法的评定效果要优于方和根合成法的效果。因此，在实际测量评定中，可Ｗ鼓励多使用蒙特卡罗模拟等采用代数和方法获取合成标准不确定度的评定方法。６．４３不确定度评定最优方案ＣＭＭ的测量应用无处不在，ＣＭＭ应用的价值主要在于它是万能的高精密测１３１ 合肥工业大学博±研究生学位论文量设备，因而通过ＣＭＭ测得的数据也相应具有了较高的说服力，随着科技的不断进步，生产的不断扩大，用户对提升ＣＭＭ测量精度有更多的要求，解决法一方面是提高ＣＭＭ本身的精度一，另外方面就需要根据测量任务选择最佳的测一方面量方案和测量结果评定方法。论文研究的最终目的是望在后，给用户提供有价值的参考建议。通过工件厚度测量的评定实例，己经可Ｗ看出透明箱和黑箱评定方法的评定一效果差异，下面再通过工件孔径测量评定实例来对比观察下，常规测量（包括常规测量结合ＭＣＭ）、替代测量、补偿测量不同测量方法下的评定效果，看看不同测量方法对ＣＭＭ测量精度的影响。现将不同测量方法下评定得到的结果汇总如表６．２８。表６．站不同测量方法下得到的工件中也孔径测量评定结果比较Ｔａｂ６ｈｅｌｔｉｆｔｈｅｋｉｔｔｉｂ出ｆｆｌ．２８Ｔｒｅｓｕｓｃｏｍｐａｒｓｏｎｏｗｏｒｐｅｃｅａｐｅｒｕｒｅｏｂａｎｅｄｙｅｒｅｎｔｅｖａｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ评定方法Ｄ（ｍｍ）Ｗｃ（ｍｍ）ｋ置信区间常规测量２２．９拍５０．００１８７２０．０的７［２２．９７９８，２２．９８７２］常规测量结２２．９拍８０．００１８７１．７５０．００３３２２．９７９３＾２．９８８２［］自ＭＣＭ替代测量２２．９８２５０．００１１７２０．００２３［２２．９８０２，２２．９８４８］补偿测量２２．９８２００．０００８６２．０９０．００１８２２．９８０２２２．９扮［，巧１００假设Ｗ上测量结果服从ｆ分布，分别生成不同测量方法下评定结果的０００，个随机取值．１５，用概率密度函数／Ｘ表示，结果比对如图６所示。（）．２８．１５可见由表６和图６，Ｈ种测量方法下评定所获测量结果的分布区间大部分是相互重合的，且结果取值中也相符，测量结果均判定合格，说明这三种测量评定方法都是行之有效的。同时补偿测量法与替代测量法所得测量结果均已得到一。修正，测量精度明显提高，补偿测量精度更高可见采用同台Ｈ坐标测量机，进行相同的测量任务，只是测量方法不同，测量结果精度差异至很大。这充分说明了测量评定方法的合理规划，将有效降低测量不确定度，对于提升坐标测量机的应用价值具有实际意义。１３２ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不滿定度评定实例￣—－－２４０１Ｉ２２０－巧值由奋到化分别对随Ａ１－／＼２００１．补僖測查Ｉ平定１＾Ｉ－１８０／Ａ２．音代测畳评定Ｉ－１扣３．常规測量结合Ｍ巧定回／＼Ｉ＂－０４．／／＼＼常规賺评定囚ＵＩＩｉＩＩＩ２２．．．２２．９７００２２．９７凯９８００班祗如２２．９９００２２．９９５０２３００００巧计谊ｍｍ／６１巧．５工件孔控测量结果的概率密度分布ｒｅｍｅｎｒｒｋｉＦｉ６１Ｔｂａｂｉｌｉｄｅｎｉｔｄｉｔｒｉｂ山ｉｏｎｏｆ化ｅｍｅａｓｕｔｅｓ山ｔｓｏｆｗｏｅｃｅａｅｒｔｕｒｅｇ．５ｈｅｒｏｔｓｓｐｐｙｙｐ一综上所述，下面将论文所研究的ＣＭＭＸ寸测量不确定度评定方法做个汇，提升ＣＭＭ应用价值提总概括，望能对ＣＭＭ应用用户顺利完成测量评定任务供有价值的指导。，，适用于所有测量巧务，首先，透明箱模型评定方法是从测点出发进行评定需要测量模型。ＧＵＭ评定、ＭＣＭ评定、ＳＶＣＭＭ评定Ｈ种方法都属于透明箱模型评定方法：，各有特点（１）ＧＵＭ评定是最传统的方法，已被广泛认同，该方法需嬰建立测量横型，，考虑相关性并计算传递系数，对于复杂的、非线性的测量模型来说，应用幽难，实用性不强，不好推广。（２）ＭＣＭ评定采用随化抽巧反映误差源的影响更加合实陈，而且从大数况，，反映数据的杂性和相关关系据的角度，更能反映全体数据的情而且便于，对于复杂测量任务而言利用计算机编程实现，：不足在于也需要已知测量模型。数学建模具有难度，对评定人员的能力水平要求较高一（３）ＳＶＣＭＭ评定方法是论文提出的个新的应用方法，可直接利用ＣＭＭ验收复检检测证书所提供的最大允许误差，应用ＭＣＭ模拟仿真，评定测量不确一，定度，台ＣＭＭ应用，比较方便实用同时还具，而且适用范围广不仅限于某，对于复杂测量任务而言，有ＭＣＭ评定的优势；不足仍是需要建立测量模型数学建模具有难度，对评定人员的能力水平要求较高。ＳＶＣＭＭ评定方法可Ｗ作为透明箱评定中的首选评定方法。１３３ 合肥工业大学博±研究生学位论文然后，黑箱模型评定方法，直接从测得值出发进行评定，不需要测量模型，应用方便，最具有实用性，具有较好的应用前景。常规测量、替代测量和补偿测量都属于黑箱模型评定方法，在实际应用中各有利和适用场合，总结如下；（１）常规测量的操作简单，不确定度评定过程规范，成本低，易于应用，但测量精度取决于坐标测量机机构的固有精度和测量条件，适用于对测量精度要求不高的一、单或者批量工件尺寸的测量评定。（２）替代测量的操作过程比较方便，相对于常规测量，提高了测量精度，但由于需要额外提供已校准件或标准件，成本较高，适用于精度要求较高的大批量类似工件尺寸的测量评定。（３）相较常规测量而言，补偿测量也能够提高测量精度，但测量过程复杂，为了在测量过程中使未定系统误差充分随机化，要求对待测工件从不同方向位置进行装夹测量，对于复杂工件来说，其放置装夹具有难度。而且，进行补偿测量要求提供长度测量实物标准器和直径测量实物标准器，测量评定成本髙。因而更一的且结构对称的工件尺寸的测量评定适用于精度要求较高的、单。此外，补倦测量还可为替代测量服务一，即可从待测的批量类似工件中任取其，进行补偿测量评定，将其用作替代测量所需的已校准件。最后，通过工件厚度测量和孔径测量评定结果可Ｗ看出，常规测量与ＭＣＭ相结合的评定效果优于常规测量评定效果，初步验证了采用量值特性不确定度分析法、不确定度黑箱模型、ＭＣＭ随机仿真与统计参数估计的优化组合，进行ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定，具有明显优势，测量精度更高。可！Ｍ试想，将其他黑箱模型评定方法与ＭＣＭ结合用于评定，发挥黑箱模型评定与ＭＣＭ数据处理的优势，也可得到更好的评定效果。综上所述，各种评定方法都有优势和势，用户可Ｗ根据自身条件和实际需求，参考论文所提供的应用方法和评定技术，选择合适的测量评定方法实现测量结果的不确定度评定。值得关注的是，采用量值特性不确定度分析法、不确定度黑箱模型、ＭＣＭ随机仿真与统计参数估计的优化组合，，进行ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定对科学合理评定测量不确定度能够发挥重要作用。送种评定方法，既不需要用户关也测量模型，可直接从测量结果出发，采用量值特性分析不确定度来源，从而建立不确定度模型，进行综合评定，方便实用，更合实际需求；又能利用ＭＣＭ计算化仿真更加合实际误差影响的优势，从大数据的角度，反映全体数据的情。况，反映数据的杂性和相关关系，更便于利用计算机编租实现智能化评定本文研究认为，采用量值特性分析建立不确定度黑箱评定模型，并在评定中结合ＭＣＭ应用，是解决现代ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定的最佳方案，具有广４１３ 第六章典型ＣＭＭ尺寸测量任务的不确定度评定实例阔应用前景。６．５本章小结本章通过评定实例分析，总结了所研究的各种评定方法的特点及适用性，验证了不同测量方法对ＣＭＭ测量精度的影响，验证了采用量值特性分析建立不确定度黑箱评定模型，并结合ＭＣＭ应用，进行测量不确定度评定的效果，探讨了ＣＭＭ尺寸测量不确定度评定的最优方案。讨论分析结果如下：一致性（１）论文所研究的各种评定方法具有，均有效可行。（２）在实际评定中，应用ＭＣＭ随机仿真，且采用代数和方法合成栋准不确定度，可取得更好的评定效果。一（３）即使同台王坐标测量机，只，，进行相同的测量任务是测量方法不同测量结果精度差异也会很大，合理规划测量评定方案对于提升ＣＭＭ应用价值意义重大。（４）采用量值特性不确定度分析法、不确定度黑箱模型、ＭＣＭ随机仿真与统计参数估计的优化组合，进行ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定，是解决现代ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定的最佳方案，对科学爸理评定测量不确定度能够发挥重要作用。１３５ 合肥工业大学博±研究生学位论文第毛章总结与展望７．１论文工作总结本文ＷＣＭＭ尺寸测量为对象，针对ＣＭＭ面向任务的不碗定度分析、不确定度模型、不确定度估计方法等问题进行了较为系统深入的研究。主要完成工作如下：（１）系统研巧了ＣＭＭ面向任务的不确定度分析方法。分析了传统的测量系统误差源分析方法的局限性一种适用于ＣＭＭ面向任务的不确定度分析，提出了一一量值特性分析方法方法。该方法将测量系统统计分析与不确定度分析融为体，使不确定度分析简单有效，更具可操作性，适用于各种测量模型、测量方法。和测量仪器，对测量不确定度的应用和推广具有重要意义（２）建立了ＣＭＭ面向任务的不确定度模型。Ｗ端面距离测量和孔径测量为例，，给出了ＣＭＭ面向任务的测量不确定度透明箱建模方法分析了基于测量模型的不确定度透明箱模型的适用性和局限性；重点研究了基于量值特性的不确定度黑箱模型在ＣＭＭ面向任务不确定度评定中的应用。对虚拟坐标测量机评定进一ＶＣＭＭ。行了探讨，提出了种实用的虚拟坐标测量机评定方法Ｓ（３）针对主要不确定度来源或贡献因素的特点，系统研究不确定度估计方法，比较了ＧＵＭ、ＭＣＭ及ＳＶＣＭＭＨ种方法的适用性，提出了采用量值特性不确定度分析法ＭＣＭ，进行、不确定度黑箱模型、随化仿真与统计参数估计的优化组合ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定，对科学合理评定测量不确定度发揮重要作用。４理论与方法ＣＭＭＨ种典型尺寸测量方案？－（）基于上述不确定度，研究了一—常规测量、替代测量和补偿测量的不确定度评定，给出了每种方案的测量，原理、测量方法、测量条件及测量程序，进行测量不确定度分析建立测量不确。定度模型，给出具体评定流程根据各种测量方案的不确定度评定结果，分析讨论了测量方案与测量精度的关系，为提升ＣＭＭ的应用价值提供可靠的理论依据。（５）编制了ＣＭＭ面向尺寸测量任务的测量不确定度离线评定软件，能够实现对ＣＭＭ典型的尺寸测量任务（距离测量和孔径测量）的测量不确定度的自动ｉ平定，并给出符合ＧＰＳ规范的巧定报告。详细介绍了软件的总体构架、每个评定。、模块的编制流程和人机界面，说明了应用方法软件界面友好功能丰富、易于ＣＭＭ测量不确定度的智能化评定奠定了基础。扩展，为实现（６）应用自主开发的ＣＭＭ面向尺寸测量任务的测量不确定度评定软件，实现了端面距离测量和孔径测量不确定度的自动评定。通过评定实例分析，总结了１３６ 第屯章总结与展望所研究的各种评定方法的特点及适用性；验证了不同测量方法对ＣＭＭ测量精度的影响；验证了采用量值特性分析建立不确定度黑箱评定模型，并结合ＭＣＭ应用，进行测量不确定度评定，是解决ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定的最优方案。７．２论文工作创新点论文工作创新点总结如下：一（１）提出了种量值特性不确定度分析方法，使不确定度分析简单有效，更具可操作性。，对测量不确定度的应用和推广具有重要意义（２）建立了基于量值特性分析的ＣＭＭ面向任务的不确定度黑箱模型，为更有效地解决ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定提供了建模依据和应用方法。（３）提出了采用量值特性不确定度分析法、不确定度黑箱模型、ＭＣＭ随机仿真与统计参数估计的优化组合，进行ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定，对科学合理评定测量不确定度发挥重要作用。ｆ７．３工作展望本文基本解决了ＣＭＭ面向典型尺寸测量任务的测量不确定度评定问题，提供了具体的评定方法和应用技术，给出了梟优化评定方案的建议。但不容忽视，坐标测量机的测量任务丰富，坐标测量新技术发展迅速，关于ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定研究仍有待深入，大致可从Ｗ下Ｈ个方面开展研究：、、入研究（１）结合坐标测量机丰富的测量任务，关注新技术新热点，深，形一成套完整的ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定理论体系、评定方法和应用技术，有力地指导实际测量评定。）在Ｗ上研究基础上，、ＣＭＭ面向口，结合国际接口标准开发方便实用的任务的不确定度智能化评定软件，，与现有的ＣＭＭ测量软件完美结合实现测量不确定度的智能化评定。（３）将ＣＭＭ面向任务的测量不确定度评定理论体系、评定方法和应用技术展应用于数控机床、加工中也等其他设备的测量评定，更好地服务于工业生产。１３７ 参考文献；国家质畳技术监督局计量司．测虽不确定度评定与表示指南［Ｍ］．北京中国计量出版社，［Ｕ２００５．口］ＢＩＰＭｊ圧Ｃ，ＩＦＣＣ，巧０，ＩＵＰＡＣ，ＩＵＰＡＰ，ＯＩＭＬ．Ｇｕｉｄｅ化ｔｈｅＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｉｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ＣｏｒｒｅｃｔｅｄａｎｄＲｅｐｒｉｎｔｅｄＧＵＭ）［Ｍ］．Ｇｅｎｅｖｅ：巧０，１９９５．间全国产品几何技术规范标准化技术委员会产品几何技术规范（抑ｓ）国家标准应用指．北京２０１０．南［Ｍ］：中国标准出版化［４］王瑞金．测量不确定度和测畳系统分析在质量管理体系中的应用［Ｊ］．轻型汽车技术，２００４，－％Ｗ：３３．—５投０１００ｔｔｓｔ－ｉｔｆｏ１２２００３ｅａｓｕｒｅｍｅｎｍａｎａｇｅｍｅｎｓｅｍｓＲｅｕｒｅｍｅｎｓｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［］，Ｍｙｑｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｅｕｉｍｅｎｔ．ｐｇｑｐ巧］６—ＩＳＯ／ＴＲ１００１７２００３Ｇｕｉｄａｎｃｅ０打ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｔｅｃｈｎｉｕｅｓｆｏｒ投Ｏ９００１：２０００．［］，ｑ巧］—４２－２０ｏｄｕｃ—７巧Ｏ１。１１３ＧｅｏｍｅｔｒｉｃａｌＰｒｔＳ说ｉｆｉｃａｔｉｏｎｓＧＰ虹ｓｅｃｔｉｏ打ｂｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［］，ｐ（巧ｐｙ—ｏｆｗｏｒｋｉｅｃｅｓａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｅｕｉｍｅ打ｔＰａｒｔＤｅｃｉｓｉｏｎｒｕｌｅｓｆｏｒｒｏｖｉｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｏｒｐｇｑｐｐｇｙｎｏｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｗｉｔｈｓｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓＳ．ｙｐ［］［８］Ｍｉｃｈｅｌｉｎｉ民Ｃ，Ｒｏ巧ｉＧＢ．Ａｓｓｅｓｓｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅ打ｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｉｎｑｕａｌｉｔｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｃ］．－ＩＥＥＥＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｏｎｆｅｒｅｎｃｅＩＭＴＣ９６Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｇｙＣ，，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｓｕａｌｉｔＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ：ＴｈｅＩｎｄｉｓｅｎｓａｂｌｅＢｒｉｄｅｂｅｔｗｅｅｎＴｈｅｏｒａｎｄＲｅａｌｉｔｇ，Ｑｙｐｇｙｙ，－１９９６２：１２１７１２２１．，－－－ｄｅｂｅｒｔＬｄ－口ＢｏｎｅｔＤｏｍｉｎｏＥＥｓｃｕｒＧＵａＭｅｉｎａＨｅｍａｎｄｅｚＭＪ巧ａｌ．ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔＢａｓｅｄ］ｇ，，，ｙＩｎｔｅｒｎａｌＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ．Ｈａｒｍｏｎｉｚａｔｉｏ打ＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓＪ．ＡｎａｌｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒ，２００６，［］ｙｙ７８２３－：８１１３８１２０．（）０］ＨａｎｓｅｎＪＢＧｒｅｎＣＬｕｎｄＵｅｔａｌＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｆｒｏｍｓａｍｌｉｎ：ｗｏｒｋｓｈｏ化ｌａｕｎｃｈ辽Ｎｏｄ。，，，ｙｐｇｐｒ化Ｓｔｈａｎｄｂｏｏｋｏ打ｓａｍｌｉｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｅｓｔｉｍａｔｉｏ打ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌＪ．Ａｃｃｒｅｄｉｔａｔｉｏｎ色ａｌｉｔｐｇｙ［］ＱｕｙＡｓｓｕｒａｎｃｅ２００７７７－１２７：３３８１．，，（）１１ＭｉｃｈａｅｌＨ．ＲａｍｓｅＴｈｏｍｓｏｎＭ．Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｏｍｓａｍｌｉｎｉｎｔｈｅｃｏｎｔｅｘｔｏｆｆｉｔｎｅｓｓｆｏ［］ｙ，ｐｙｆｒｐｇ，ｒ－ｕｒｏ化ＪＡｃｃｒｅｄ．ｉｔａｔｉｏｎ皮ｕａｌｉｔＡｓｓｕｒａｎｃｅ２００７１２１０：５０３５１３．ｐｐ［］Ｑｙ，，（）。２ＫｉｉｓｅｌｚｍａｎＩ．Ｄｅｓｉｎｏｆｅｘｅｒｉｍｅｎｔｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｆｒｏｍｓａｍｌｉｎｉｎｔｈｅ］ｇｐｐｇｆｔａｍｅｗｏｒｉｃｏｆｔｈｅｆｉｔｎ的ｓｆｏｒｕｒｏ巧ＣＯ打ｃｅｔ：ａｃａｓｅｓｔｕｄＪ．Ａｃｃｒｅｄｉｔａｔｉｃ打＆ｌｉｔｐｐｐｙ［］ＱｕａｙＡｓｓｕｒａｎｃｅ２００８－１３２：６３６８．，，（）－１３Ｃｏｒｒｅａ民ＢＰａｔｅｍｉｎａＡｒｂｏ．ｌｅｄａＣＤＲｉｏｓＤＧＲＢａｅｓｉａｎｍｏｄｅｌｓａｎｄｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｒｏｃｅｓｓｅｓ［］，，ｙｐａｐｐｌｉｅｄｔｏｅＳＰｓａｍｐｌｉｎｇｐｌａｎｓｆｏｒｑｕａｌｉｔｙｃｏｎ任ｏｌｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｓｅｒｉｅｓａｎｄｂｙｌｏｔｓ［Ｃ］．１３８ 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５５马修水，费业泰，李光，等．坐标测量机动态测量不确定度评定研究Ｊ．，［］仪器仪表学报［］２００８２４６－２，巧１０：１１４９．（）阶，王宏涛，等．基于蒙特卡罗方法的平面度测呈不确定度评定町计量］李窝晚陈晓怀２０－技术，１３（３）：３６．口７］。ＨＬＣｈｅｎ义Ｈ，ＷａｎｇＨＴ．ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎＤｉｓｔａｎ化ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂｙＣＭＭ－ＢａｓｅｄｌＡ２０３４２４３３ｏｎＭｏｎｔｅＣａｒｏＭｅｔｈｏｄＣ．ｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ１６８４：９．［］，，５８李红莉，陈晓怀，．坐标测量机测量端面距离的不确定度评定Ｊ．中国机械工程，王宏涛［［］］－２０１２，２３（２０）：２４０１２４０４．扔，马利民，蒋向前，等．ＧＰＳ标准体系的研究进展化中国标准化，２００４，６：］王金星（）７２－７４．６０蒋向前．现代产品几何量技术规范（ＧＰＳ国际标准体系化机械工程学报，２００４，４０：［］）（巧－１３３１３８．６，赵凤霞，黄瑞，等．现代产品几何技术规范（ＧＰＳ）的不确定度理论及应用技术［Ｕ张琳娜－Ｊ．２００５２７１５．研究［机械强度，，：８８２０］巧）一６２，蒋向前，王金星．新代产品几何量技术规范ＧＰ巧中的几何要素马巧民，等化中［］（－，，；．国机械工程２００５１６（１２）１０４５１０４９的一马利民，蒋向前，王金星，等．基于新代ＧＰＳ语言的几何产品表达规范化河南科［］－技大学学报（自然科学脚，２００５，２６３：１３１７，１０６．（）一６４张亚，孙永厚，黄美发，等．新代产品几何技术规范（ＧＰＳ体系中不确定度理论及应）［］－用技术的研究町机械设计与制造，２００６，１０：１４３１４５．（）一６５彭和平，蒋向前，徐振髙，等．新代产品几何技术规范测量不确定度理论及应用技术［］Ｊ－．中国机械工程，２００６，１７２４；２５３５２５３９．［］（）６６宋明顺，王伟．贝叶斯定理在合并样本方差估计中的应用［Ｊ．计量学报，２００９，２９２：］］［（）－１１８６８９．［６７］宋明顺，方兴华，黄佳，等．校准和检测中微小样本测量不确定度评定方法研究［Ｊ，仪］器仪表学报２０４４－，１，３５口；１９４２６．）－，宋爱国．基于改进遗传算法评定圆柱度误差化计量学报，２００４２；１斷，２５１１５１８．］温秀兰（）６９温秀兰，张荣吴，杨正华．基于进化算法的形状误差评定应用软件开发Ｃ．２００７中国［］［］二－仪器仪表与测控技术交流大会论文集（），２００７：３２３３：２６．７０温秀兰，王东霞，盛党红，等．改进遗传算法用于自由曲线重建研巧町中国机械工程，［］２３－２０１２，（１７）：２０４８２０５２．７１王东霞，宋爱国．基于云坐标测量机的圆度误差不确定度评估Ｊ．东南大学学报自然［］［］（２０４－Ｍ６科学版），１，４４５：Ｗ２．（）７２王中宇，朱坚民，夏新涛．几种测量不确定度的非统计评定方法饥．计量技术，２００１，［］１４２ ４－：４８５０．（）－７３林洪梢．Ｂ类不确定度估算法探讨内．北京理工大学学报９８４，３：ｍ１２２．，１［］一２００２４７４沙定国，苏大图．种更为可靠的测皇不确定度评定方法ｍ．计量学报，１，２：［］（）－ｓｍＴｉ．７５石照耀，张宇．王Ｊ．，２０口，，张白坐标机测量街轮齿廓的不确定度评价［光学精密工程［］］４－２０：７６６７７１．（）［７６］崔长歡黄富贵，张认成，貧粒子群优化算法及其在圆度误差评定中的应用町计量２００６２７４－：３．学报，１７３２０，（）［７７崔长彩，黄富贵，张认成，等．粒子群优化算法及其在圆拴度误差评定中的应用町光］２００６－：．学精密工程，，１４２２５６２６０（）７宫贵．二乘法与最小包比较化光学，崔长彩评定直线度误差的最小容区域法精度之［糾黄－精密工程，：８９３．，２００７１５巧８８９（［７９郑育军，黄富贵．基于Ｈ坐标测量圆度误差測量点数的研究机．工具技术，２００７，４１１）；］（５－１０１０７．［８０］黄富贵，崔长彩．任意方向上直线度误差的评定新方法［Ｊ］．机械工程学报，２００８，４４（７）：－２２１２２４．－：．．，２００８巧２１１７１１９．巧叫黄富贵，郑育军基于区域捜索的圆度误差评定方法内计量学报，（）．工，：口句侯学锋，黄富贵．对形位误差测量不确定度影响因素的探讨［Ｊ具技术２００８，４２４］（）２－１０１０４．８３ＬｉＧＨＺｈａｎＨＪＭａＸＳ．ＯｎｌｉｎｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ０打Ｆｌａｔｎｅ巧ａｎｄｉｔｓＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｆＳｍａｌｌ［］，ｇｙｏ，ｒ－ＮＤＣＡ２０Ｗｏｋｉｅｃｅ．ＴＥＬＫＯＭ：ＩｎｄｏｎｅｓｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥ打ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１３，１１：ｐ…口）－１０４１１０４６．－宇．，２０００，７４；８９９１．巧叫王中，秦平测量不确定度的灰评定町王程设计（）２００７，：巧引张海豁王中宇，刘智敏？测量不确定度评定的验证研究化计量学报２８３（）－９７１９３１．＂＂８６Ｓｈｉ之ＹＺｈａｎＹＺｈａｎ．ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＣＭＭｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｅａｒｒｏｆｉｌｅ．［］，ｇ，ｇＢｙｇｐ…ｃｅ凸Ｏ－ＧｕａｎｘｕｅＪｉｎｍｉＧｏｎｈｔｉｃｓａｎｄＰ巧ｃｉｓｉｏ打Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ）２０１２２０４：７６６７７１．ｇｇｇｇ（ｐｇｇ，，（）７立军．，２０４，２：巧徐廷学，王浩伟，王．测量不确定度自动评定的研究ｍ汁量学报１３５］（）－２１８８１９．王伟，，．．巧８，宋明顺陈意华等蒙特卡罗方法在复杂模型测量不确定度评定中的应用饥仪］４６－器仪表学报，２００８，巧７：１４１４４９．（）９黄美发，景焊，匡兵．基于拟蒙特卡罗方法的测量不确定度评定Ｊ．，２００９，巧［］仪器仪表学报］－３０１：１２０１２５．（）９０．，陈怀艳，曹巻，韩洁．基于蒙特卡罗法的测量不确定度评定［Ｊ］电子测量与仪器学报［］１４３ ２０，２５４－１１：３０１３０８．（）［９１］ＺｈｏｎｇＷＨ，ＭａＸＳ，ＵＹＤ，巧ａｌ．Ｕ打ｃｅｒｔａｉｎｔｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｆＣＭＭＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＢａｓｅｄｏｎＱｕａｓｉＭｏｎｔｅＣａｒｌｏＭｅｔｈｏｄ［Ｃ］．ＡｐｐｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２３６６－１，１０３：３７１．糾凌明祥，李会敏，黎启胜，等．含相关性的测量不确定度拟蒙特卡罗评定方法化仪器［－２０４３５１：３１仪表学报，１，（５：８５３９３．（）９３全国产品几何技术规范标准化技术委页会，中国标准出版社编．产品几何技术规范［］ＧＰＳ一（）标准汇编检测与器具［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２０１４．９４李明，．几何坐标测量技术及应用［Ｍ］，北京；中国标准出版社，２０１２．［］费丽娜９５－，王晋．坐．中国计量杂志，２００４２；１０１１．［］诸锡荆标测头技术及应用［Ｊ］，９６杨桥．ＣＭＭ测量策略分析与不确定度评定网．合祀：合肥工业大学，２０１４．［］—－巧０－７２２５１４７２０１２Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓｉｎｒｏｃｅ巧ｍａｅｍｅ打ｔＣａｉｌｉｔｆｏ巧］，ｐｎａｇｐａｂｙａｎｄｅｒｒｍａｎｃｅｐ－Ｐａｒｔ７：Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｏｃｅｓｓｅｓ．ｐ巧］—９８ＧＢ／ｒ１８７７９．２２００４，产品几何量技术规范（ＧＰＳ）工件与测量设备的测量检验第２［］部分；ＳＳ测量设备校准和产品检验中ＧＰ测豊的不确定度评定指南［．］．Ｍ：工业出版社９９费业泰误差理论与数据处理（第６版．北京，２０１０．［］）［］机械—＂－１００ＪＣＧＭ１０１２００８Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｓｕｌｅｍｅ打ｔ１ｔｈｅ化ｔｈｅ，化ｉｄｅ［］ｐｐｇｕ■，，－ｅｘｐｉ的ｓｉｏ打ｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｉｎｍｅａｓｕｒｅｍｅ打ｔＰｒｏｐａｇａｔｉｏ打ｏｆ出ｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇａＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄ．口］连慧芳，？基于蒙特卡罗方法的圆度测量不确定度评定化工具技术１（Ｈ陈晓杯，２０１０，６４４：［］（）－８２８４．１－．用ＭＣ仿真计算不确定度化中国计量学院学报犯刘智敏，２００５，１６１：１７．［］（）０３ＣｗｄｅＶ－［１ｒｏｒＳ，Ｍｏｅｒ民Ｄ．ＡｔｗｏｓｔａｇｅＭｏｎｔｅＣａｒｌｏａｒｏａｃｈ化ｔｈｅｅｘｒｅｓｓｉｏｎｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｔ］ｙｐｐｐｎｙ－ｅａｅａｓｕｒｅｍｅｎｅｗｉ化ｎｏｎｌｉｎｒｍｔｑｕａｔｉｏｎａｎｄｓｍａｌｌｓａｍｌｅｓｉｚｅＪ．Ｍｅｔｒｏｌｏｉａ２００６４３：ｐ［］ｇ＾，。）３４－４１．１．（ＭＴｒａｅｔＥＷａｌｄｅｌｅＦＴｈｅｖｉｒｔｕａｌＣＭＭｃｏｃｅｔｉ［，ｎＪ．Ｓｅｒｅｓｏ打ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓｆｏｒ］ｐｐ［］ｅｄ－ＡｌｉＳｃｉｅｎｃｅｓ１９％４０：２３８２４７．ｐｐ，，１０５ＰｈｉｌｌｉｓＳＤＢｏｒｃｈａｒｄｔＢ氏ＳａｗｅｒＤ巧ａｌ．ＴｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏＣＭＭ［］ｐ，ｙ，ｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｖｉａｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．１２ｔｈＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｏｆｙｙ［Ｃ］ｇｔｈｅ－－－－－ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｆｏｒＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥ打ｉｎｅｅｒｉｎ１９９７１６：４４３４４６．ｙｇｇ，，［１０６］ＡｂｂｅＭ，ＮａｒａＭ，ＴａｋａｍａｓｕＫ．ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＣＭＭｂｙＭｏｄｅｌｉｎｇｗｉｔｈＳａｔｉａｌｐＣｏｎｓｔｒａｉｎｔＣ．Ｐｒｏｃ．ｏｆｔｈｅ９ｔｈＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＳｍｏｓｉｕｍｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅ打ｔａｎｄｌｉｔＣｔｒｌ［］ｙｐＱｕａｙｏｎｏ－巧化ＩＳＭＱＣ），ＩＩＴＭａｄｒａｓ２００７：１２１１２５．，１０７黄庆成，车仁生，史艳霞．虚拟坐标测量机构成和实现方法Ｊ．光学精密工程，１９９９，［］［］１４４ ８８－９７口；１．）［１０引车仁生，林伟国，黄庆成．虚拟坐标测量机的体系结构及功能模型化哈尔滨工业大学２０００３２２－：３２．学报，，３５（）［１０９］黄庆成，刘得军，车仁生．虚拟坐标测量机［Ａ］．２００１年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集Ｃ．北京：工业出版狂，２００１：３．｜；］机械［Ｕ０］罔继平，成哗，叶答华，等．虚热坐标测量机方法中的自动建模技术［Ｊ］．制造技术与机－床，２００３，８；２７２９．（）汪平平．合肥：合肥王业大学，２００３．１１１．王坐标测量机虚拟坐标测量系统研究Ｄ［］［］Ｕ２．合肥：合肥工业大学，林慎巧．Ｈ坐标测量机精度检测评定及虚拟坐标系统研究［Ｄ］［］２００４．１１３，吳飞，黄劲，卢红．基于虚拟测量技术的虚拟坐标测量机研究［Ａ］２００４年中国机械工［］工程学会、江宁省机械工程学会，２００４：１．程学会年会论文集［Ｃ］．中国机械－１１４ＧＢ／Ｔ１７１６３２００８，１量器具术语基本术语Ｓ．［］几何量观［］５．Ｍ．：，２００８．［１１］王中宇等测量误差与不确定度评定［］北京科学出版社１１，孙先逵，秦規．基于ＬａｂＶ圧Ｗ的远程测控系统的设计町测控技术，２００５，２４［巧刘颖９－（）：４３４５．１－计１７陈晓杯，李红莉，杨桥，王没斌，程银宝．坐标测量机面向任务的测量不确定度评定Ｊ［］［］３６－；５７５８３．量学报，２０１５，Ｃ６）９－２０１１１８ＪＪＦ１００１１．，通用计量术语及定义阀［］－２０２１１９ＪＪＦ１０５９．．１１，测量不确定度评定与表示脚［］－１２０ＪＪＦ１０巧．２２０１２Ｓ．，用蒙特卡洛法评定测量不确定度［］［］４５１ 攻读博±学位期间的学术活动及成果情况１）参加的学术交流活动及科硏项目（１）基于ＧＰＳ面向对象的现代不确定度评定理论及应用研究（编号：５１２７５１４８），国家自然科学基金面上项目－，２０１３２０１６。（２）ＩＳＭＴＩＩ２０１１，Ｔｈｅ１０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｔｅｌｌｉｅｎｔｇＩｎｓｔｍｉｎｅｎｓＫＡＩＳＴＤｅｏＨＫｏｒｅａ２－Ｊｕｌ２ｎｄ２０１１ｔａｅＪｕｎｅ９ｔｈｔｏ。，，ｊｊ＾ｙ，（３）ＩＳＭＴＵ２０１３Ｔｈｅ１１化ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｍｏｓｉｕｍ０打Ｍｅａｓｕｒｅｍｅ打ｔＴｅｃｈｎｏｌｏａｎｄＩｎｔｅｌｌｉｅｎｔ，ｙｐｇｙｇｎｍｅｎＡｒｌｌ－ＩｓｔｒｕｔｓＲＷＴＨａｃｈｅｎＧｅｍａｎＪｕｉｓｔＪｕｌ５化２０１３〇，，，ｙ，ｙｙ，（４）２０１３全国博±生学术论坛（光学与精密测量博±生学术论坛），２０１３年全国博：ｔ生学术论坛组委会，哈尔滨工业大学，２０１３年口月２６日至２０１３年１２月２８日。（５）ＩＳＰＭＭ２０１５第七届国际精密机械测量会化中国福建厦ｎ，２０１５年８月７日至２０１５年８月１２日。２）发表的学术论文（１）ＵＨｏｎｇｌｉ，ＣｈｅｎＸｉａｏｈｕａｉ，ＷａｎｇＨｏｎｇｔａｏ，ＣａｏＸｕｅｍｅｉ．ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎＧｅｏｍｅｔｒｉｃ＊ＬｅｎｇｔｈＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂｙＣＭＭｂａｓｅｄｏｎＭｏｎｔｅＣａｒｌｏＭｅｔｈｏｄＣ．Ｔｈｅ１０Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ［］ｕｍｅｎ－ＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｆＭｅａｓｒｅｔＴｅｃｈｎｏｌｉａｎｄＩｎｔｅｌｌｉｔＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ２０１１：１４．ｇｙｇｅｎ，（２）李紅莉，陈晓怀，王宏涛．坐标测量机测量端面距离的不确定度评定ｍ．中国机械工程，２０－１２，２３（２０）：２４０１２４０４．（３ＬｉＨ１＾ＣｈｅｎＸＨＷａｎＨＴｅｒｔａｉｎｔＥｖａｌｕａｔｉｏ凸ｉｒｅｍｅｎｔｂｙＣＭＭ．ＵｎｃｎＤｉｓｔａｎｃｅＭｅａｓｕ），，ｇｙＢａｓｅｄａｖａｎｃｅｄａｅ２０１３４２－ｏｎＭｏｎｔｅＣｒｌｏＭｅｔｈｏｄＣ．ＡｄＭｔｒｉａｌｓ民的ｅａｒｃｈ，６８４：９４３３．（ＢＩ［］，收录）（４）陈晓怀，李红莉，杨桥，王没斌，程银宝．坐标测量机面向任务的测量不确定度评定Ｊ．计［］２０１５３６－：５８３量学报，，（６）５７９．（５）李红莉，陈晓怀，杨桥，王宏涛，程银宝，王汉斌．ＣＭＭ面向任务的多测量策略测量不确定度评定ｍ．电子测量与仪器学报．口０１５年６月已录用）（６）ＬｉＨｏｎｇｌｉ，ＣｈｅｎＸｉａｏｈｕａｉ，ＷａｎｇＨｏｎｇｔａｏ，ＹａｎｇＱｉａｏ，ＷａｎｇＨａｎｂｉｎ，ＣｈｅｎｇＹｉｎｂａｏ．Ｇｏｍｐａｒｉｓｏ打ｏｆＣＭＭＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｔｒａｔｅｇｉｅｓｏ口ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎＣ．ＩＳＰＭＭ２０１５．［］（已录用）３）获得的学术奖励ＩＳＰＭＭ２０１５第屯届国际精密机械测量会议最佳口头报告奖１４６'