【摘 要】 石油蠟針入度標(biāo)準(zhǔn)針為工業(yè)計量器具，為石蠟針入度測定法的主要組成部分。其圓錐小端直徑作為石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針的一個主要參數(shù)，直接影響著石蠟針入度測定法的測量結(jié)果。本文依據(jù)GB/T 4985-2010《石蠟針入度測定法》國家標(biāo)準(zhǔn)中圓錐小端直徑的技術(shù)要求，以在萬能工具顯微鏡上測量石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑為例，對石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑測量方法和測量結(jié)果進行了驗證和不確定度評定。

【關(guān)鍵詞】 計量學(xué) 不確定度 石油蠟針入度標(biāo)準(zhǔn)針 圓錐小端直徑

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.012

石油蠟針入度標(biāo)準(zhǔn)針在石油化工行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，在石蠟針入度測定法的測量過程中，標(biāo)準(zhǔn)針的作用為接觸石油蠟試樣表面并且在試驗完結(jié)時通過石油蠟針入度計測量刺入深度，以此針入度值來評價石油蠟的硬度【1】。石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑作為影響刺入深度的一個重要參數(shù)，其測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度直接影響到石蠟針入度測定法的測量結(jié)果?；诖它c，本文對石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑測量結(jié)果進行了不確定度評定。

1 概述

以在萬能工具顯微鏡上測量石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑為例，進行石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑測量結(jié)果不確定度評定和對給定的測量任務(wù)判斷測量程序和測量條件的合格性。

2 任務(wù)和目標(biāo)不確定度

測量任務(wù)【2】是對石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑進行測量。目標(biāo)不確定度為：滿足[U1mm≤]0.010mm的三分之一。

3 原理、方法和條件

3.1 測量原理和方法

直接測量。在萬能工具顯微鏡上用米字交點分別瞄準(zhǔn)石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑兩端位置，儀器兩次示值之差（取絕對值）即為圓錐小端實測直徑。用萬能工具顯微鏡測量石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑。

3.2 初始測量條件

（1）萬能工具顯微鏡符合規(guī)程要求的技術(shù)指標(biāo)；

（2）讀數(shù)顯示分辨力1[μ]m；

（3）實驗室溫度20℃±4℃；

（4）被測標(biāo)準(zhǔn)針和萬能工具顯微鏡之間的溫度差小于1℃；

（5）操作人員是經(jīng)過培訓(xùn)的，并且十分熟悉萬能工具顯微鏡的使用。

4 不確定度來源和列表討論（見表1）

表1 石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑的不確定度分量概述和評注

5 首次評估

5.1 首次評估——不確定度分量的說明及計算

（1）[uEC]——萬能工具顯微鏡的示值誤差B類評定

萬能工具顯微鏡的示值誤差：（1+L/100）[μm]，按L=0.14mm計算，則：

[aEC]=1.0[μm]

為矩形分布（b=0.6），于是不確定度分量為：

[uEC]=1.0[μm]×0.6=0.6[μm]

（2）[uRR]——重復(fù)性/分辨力A類評定

對石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑進行了10次重復(fù)性測量，得到標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0[μm]。取安全因子h=1，于是不確定度分量為：

[uRR]=1.0[μm]×1=1.0[μm]

（3）[uTD]——萬能工具顯微鏡和標(biāo)準(zhǔn)針的溫度差B類評定

萬能工具顯微鏡和標(biāo)準(zhǔn)針的溫度差小于1℃。線膨脹系數(shù)假定為α=11.5×10-6℃-1，于是：

[aTD]=11.5×10-6℃-1×1mm×1℃=0.01[μm]

假定服從U形分布（b=0.7），則：

[uTD]=0.01[μm]×0.7=0.007[μm]

（4）[uTA]——線膨脹系數(shù)差B類評定

對20℃的最大偏差為4℃。線膨脹系數(shù)之差假定小于15%，則：

[uTA]=11.5×10-6℃-1×1mm×4℃×15%=0.008[μm]

假定服從U形分布（b=0.7），則：

[uTA]=0.008[μm]×0.7=0.006[μm]

5.2 首次評估——不確定度分量之間的相關(guān)性

估計各不確定度分量之間無相關(guān)性。

5.3 首次評估——合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴展不確定度

[uc][=u2EC+u2RR+u2TD+u2TA]

代入5.1中的數(shù)值后，可得：

[uc][=0.62+1.02+0.0072+0.0062][μm]=1.17[μm]

取k=2，則擴展不確定度：

[U][=uc×k=1.17μm×2=2.4μm]

5.4 首次評估的不確定度概算匯總（見表2）

6 首次評估結(jié)論

在首次評估中，表2給出的數(shù)據(jù)表明不確定度已得到滿足：[U1mm]=2.4[μm]，小于0.010mm的三分之一。

首次評估表明測量條件是合格的。

石油臘針入度標(biāo)準(zhǔn)針圓錐小端直徑公差為±0.010mm，滿足[U1mm]≤0.010mm/3，故測量方法可行。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 4985-2010，石蠟針入度測定法[S].2010.

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJF1130-2005，幾何量測量設(shè)備校準(zhǔn)中的不確定度評定指南[S].2005.

作者簡介

張瑜，高級工程師，工學(xué)學(xué)士，目前于遼寧省計量科學(xué)研究院從事長度精密測量工作。

（責(zé)任編輯：張曉明）