GB∕T 39518-2020 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 使用單探針和多探針接觸式探測(cè)系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的檢測(cè)不確定度評(píng)估指南

coordinatemeasuringmachine(CMM)testuncertaint國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) I 1 1 1 1 1 2 3附錄A(資料性附錄)用圓度值近似替代形狀誤差的問(wèn)題 4附錄B(資料性附錄)與GPS矩陣模型的關(guān)系 5參考文獻(xiàn) 6I本標(biāo)準(zhǔn)使用重新起草法修改采用ISO/TS17865:2016《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)使用單探針和本標(biāo)準(zhǔn)與ISO/TS17865:2·用等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T16857.1代替ISO10360-1(見(jiàn)·用等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T·用修改采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T24637.2代替ISO17450-2(見(jiàn)第3章);·用等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T34881代替ISO/TS23165(見(jiàn)第3章);·用JF1001代替ISO/IECGuide91GB/T16857.1產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的驗(yàn)收檢測(cè)和復(fù)檢檢測(cè)第1部分：詞GB/T16857.5—2017產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的驗(yàn)收檢測(cè)和復(fù)檢檢測(cè)第5部GB/T18779.1-2002產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)工件與測(cè)量設(shè)備的測(cè)量檢驗(yàn)第1部分：按GB/T24637.2產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)通用概念第2部分：基本原則、規(guī)范、操作集和不確定度(GB/T24637.2—2020,IGB/T34881產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的檢測(cè)不確定度評(píng)估指南(GB/T34881—2這些效果的影響，可以通過(guò)對(duì)檢測(cè)球施加一個(gè)等值的探測(cè)力(即測(cè)頭進(jìn)行點(diǎn)探測(cè)的力度),同時(shí)用位移傳感器(例如，精密指示表或者電容測(cè)微儀)來(lái)實(shí)際測(cè)量。在本標(biāo)準(zhǔn)中這個(gè)位移距離被稱為另一種辦法是使用兩個(gè)有顯著差別的測(cè)量力分別測(cè)量，然后比較檢測(cè)誤差P值，以評(píng)估裝夾的影響程度。4.2檢測(cè)球的形狀以下公式中使用了檢測(cè)球的形狀誤差及其不確定度，檢測(cè)球的形狀誤差已經(jīng)按照GB/T16857.5—2017的6.2.3,進(jìn)行了標(biāo)定(檢測(cè)球的形狀誤差等同于球度)。需要強(qiáng)調(diào)，標(biāo)定的是形狀誤差而非圓度。然而，如果檢測(cè)球標(biāo)定的是圓度，即以球面上最大圓軌跡的圓度來(lái)近似球度，在供需雙方達(dá)成一致意見(jiàn)的情況下，也可以參照附錄A中的調(diào)整系數(shù)，用圓度來(lái)估算形狀誤差及不確定度。4.3探測(cè)系統(tǒng)形狀誤差的檢測(cè)探測(cè)誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pp-)的推薦公式見(jiàn)公式(1):FsPHERE——檢測(cè)球的形狀誤差；u(FsPHERE)——校準(zhǔn)證書提供的檢測(cè)球形狀誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；dFXTURING——探測(cè)力引起的檢測(cè)球位移。由于單向探測(cè)的特點(diǎn)，取包含因子k=1.645,此時(shí)的置信度水平典型值為95%。GB/T18779.1—2002第4章給出的缺省值k=2,適用于雙向探測(cè)測(cè)量。校準(zhǔn)證書提供的擴(kuò)展不確定度U應(yīng)除以包含因子k,轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)不確定度u,u=U/k。k值同樣由4.4探測(cè)系統(tǒng)尺寸值的檢測(cè)尺寸誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ps-)的推薦公式見(jiàn)公式(2):u(D)——檢測(cè)球標(biāo)定直徑的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；Da——檢測(cè)球的標(biāo)定直徑；a檢測(cè)球材料的熱膨脹系數(shù)；△T——檢測(cè)球的實(shí)際溫度與20℃之偏差；u(a)檢測(cè)球熱膨脹系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；3位置值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pz-)的推薦公式見(jiàn)公式(3):4(資料性附錄)用圓度值近似替代形狀誤差的問(wèn)題A.1問(wèn)題和建議的解決辦法本標(biāo)準(zhǔn)的公式中使用了檢測(cè)球的形狀誤差及其不確定度。實(shí)際情況中，許多檢測(cè)球標(biāo)定的是圓度在這種情況下就不能直接使用前述公式，因?yàn)閳A度并沒(méi)有完全覆蓋球面形狀。本附錄給出在這種情況下的指導(dǎo)意見(jiàn)。非理想的球面形狀通常有兩種缺陷模式，即四瓣模型(以一個(gè)規(guī)則的內(nèi)接四面體的頂點(diǎn)為中心)和兩瓣模型(長(zhǎng)橢球體)。針對(duì)這種情況，采用模擬方法研究在大圓上測(cè)量的圓度能獲取球度的比例值(模擬過(guò)程中，球面形狀的方位是隨機(jī)的),最后計(jì)算和確定調(diào)整系數(shù)，用來(lái)將最大圓度(四瓣和兩瓣模型中的最壞情況)調(diào)整為球面形狀誤差。如4.2所述，當(dāng)現(xiàn)實(shí)中無(wú)法獲得檢測(cè)球形狀誤差的情況下，供需雙方可以同意使用本附錄給出的調(diào)整辦法。本附錄公式中用到的參數(shù)定義如下：FspHERE——檢測(cè)球形狀誤差；u(FsPHERE)——檢測(cè)球形狀誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；RsPHERE——檢測(cè)球的圓度誤差(測(cè)量多個(gè)圓軌跡的圓度最大值);u(RspHFRE)校準(zhǔn)證書提供的檢測(cè)球圓度誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。A.2三個(gè)大圓當(dāng)圓度是由三個(gè)相互垂直的大圓計(jì)算時(shí)，建議使用公式(A.1)和(A.2)的調(diào)整系數(shù)作評(píng)估：u(FsPHERE)=1.25[u(RsPHERE)]…………(A.2)A.3五個(gè)大圓在有些情況下，圓度是通過(guò)五個(gè)大圓計(jì)算的。如果檢測(cè)球帶支撐桿，則支撐桿可看作坐標(biāo)系的-Z方向。然后，五個(gè)圓的分布模式為：第一個(gè)位于XY平面內(nèi)，其余四個(gè)圓的法線方向分別為[1,0,1],[0,1,1],[-1,0,1],[0,-1,1]。這種情況下，建議使用公式(A.3)和(A.4)的調(diào)整系數(shù)作評(píng)估：u(FsPHERE)=1.1[u(RsPHERE)]……A.4一個(gè)大圓當(dāng)僅計(jì)算一個(gè)大圓的圓度時(shí)，由于對(duì)球面缺乏足夠的覆蓋，這種方法會(huì)嚴(yán)重低估形狀誤差。實(shí)際模擬的調(diào)整量極大(在長(zhǎng)橢球形狀時(shí)，系數(shù)高達(dá)10.5),因此，圓度不應(yīng)用來(lái)導(dǎo)出形狀誤差。5ABCDEFG方向區(qū)域表面結(jié)構(gòu)6[1]GB/T4249產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)基礎(chǔ)概念、原則和規(guī)則[2]GB/T18779.2產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)工件與測(cè)量設(shè)備的測(cè)量檢驗(yàn)第2部分：測(cè)量[3]GB/T18779.5