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随着精密工程技术、尖端技术和空间技术的迅速发展,微小内尺度零件被广泛应用在各个工业领域中,对其加工及检测精度也提出了越来越高的要求。尽管各国均在积极研究微小内尺度精密测量技术,却由于缺乏对其测量精度全面有效的评估,严重阻碍了测量技术的进一步发展和完善。因此,本文对自行研制的微小内尺度测量系统进行了精度分析及若干关键问题的研究,对影响测量结果的不确定性因素有了较为完整和清晰的认识,从而为进一步提高该测量系统的测量精度提供了一定的借鉴和指导。本文基于测量不确定度评估理论,从影响测量结果的不确定度来源入手,分析了各标准不确定度分量的作用机理,建立了其评估模型,并对其部分影响参数进行了检测,得到了各标准不确定度分量的具体数值。对标称直径Ф0.3mm微孔端面以下0.5mm截面处的直径进行了瞄准触发重复测量,利用高精度的数据补偿方法对测量结果进行了处理,并给出了其合成标准不确定度及扩展不确定度的评估结果。主要内容如下:(1)在全面了解微小内尺度测量系统组成、测量原理及测量过程的基础上,从测量设备、测量方法、测量环境及人员三个方面分析了影响微孔直径测量结果的各标准不确定度分量来源,对其作用机理进行了数学建模,给出了各标准不确定度分量的评估方法。(2)通过引用或实验检测得到各标准不确定度分量的具体数值。对于不能通过引用资料进行评估的部分参数,在参考国家及地方标准和规范的基础上,自行设计光电检测方法,并对检测数据进行处理和评定。(3)针对微小内尺度瞄准触发测量过程中精确寻找临界触点这一关键问题,分析了测量系统的延迟误差及系统漂移,提出了一种基于高阶拟合的高精度数据补偿算法,有效降低了瞄准触发重复测量引入的标准不确定度分量对测量结果的影响。(4)对标称直径为Ф0.3mm微孔工件指定截面处的直径进行瞄准触发测量,测量结果为Ф297.07μm,其扩展不确定度为0.16μm(k=2)。