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【摘 要】 石油蜡针入度标准针为工业计量器具，为石蜡针入度测定法的主要组成部分。其圆锥小端直径作为石油腊针入度标准针的一个主要参数，直接影响着石蜡针入度测定法的测量结果。本文依据GB/T 4985-2010《石蜡针入度测定法》国家标准中圆锥小端直径的技术要求，以在万能工具显微镜上测量石油腊针入度标准针圆锥小端直径为例，对石油腊针入度标准针圆锥小端直径测量方法和测量结果进行了验证和不确定度评定。
【关键词】 计量学 不确定度 石油蜡针入度标准针 圆锥小端直径
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.012
石油蜡针入度标准针在石油化工行业中有着广泛的应用，在石蜡针入度测定法的测量过程中，标准针的作用为接触石油蜡试样表面并且在试验完结时通过石油蜡针入度计测量刺入深度，以此针入度值来评价石油蜡的硬度【1】。石油腊针入度标准针圆锥小端直径作为影响刺入深度的一个重要参数，其测量结果的准确程度直接影响到石蜡针入度测定法的测量结果。基于此点，本文对石油腊针入度标准针圆锥小端直径测量结果进行了不确定度评定。
1 概述
以在万能工具显微镜上测量石油腊针入度标准针圆锥小端直径为例，进行石油腊针入度标准针圆锥小端直径测量结果不确定度评定和对给定的测量任务判断测量程序和测量条件的合格性。
2 任务和目标不确定度
测量任务【2】是对石油腊针入度标准针圆锥小端直径进行测量。目标不确定度为：满足[U1mm≤]0.010mm的三分之一。
3 原理、方法和条件
3.1 测量原理和方法
直接测量。在万能工具显微镜上用米字交点分别瞄准石油腊针入度标准针圆锥小端直径两端位置，仪器两次示值之差（取绝对值）即为圆锥小端实测直径。用万能工具显微镜测量石油腊针入度标准针圆锥小端直径。
3.2 初始测量条件
（1）万能工具显微镜符合规程要求的技术指标；
（2）读数显示分辨力1[μ]m；
（3）实验室温度20℃±4℃；
（4）被测标准针和万能工具显微镜之间的温度差小于1℃；
（5）操作人员是经过培训的，并且十分熟悉万能工具显微镜的使用。
4 不确定度来源和列表讨论（见表1）
表1 石油腊针入度标准针圆锥小端直径的不确定度分量概述和评注
5 首次评估
5.1 首次评估——不确定度分量的说明及计算
（1）[uEC]——万能工具显微镜的示值误差B类评定
万能工具显微镜的示值误差：（1+L/100）[μm]，按L=0.14mm计算，则：
[aEC]=1.0[μm]
为矩形分布（b=0.6），于是不确定度分量为：
[uEC]=1.0[μm]×0.6=0.6[μm]
（2）[uRR]——重复性/分辨力A类评定
对石油腊针入度标准针圆锥小端直径进行了10次重复性测量，得到标准偏差为1.0[μm]。取安全因子h=1，于是不确定度分量为：
[uRR]=1.0[μm]×1=1.0[μm]
（3）[uTD]——万能工具显微镜和标准针的温度差B类评定
万能工具显微镜和标准针的温度差小于1℃。线膨胀系数假定为α=11.5×10-6℃-1，于是：
[aTD]=11.5×10-6℃-1×1mm×1℃=0.01[μm]
假定服从U形分布（b=0.7），则：
[uTD]=0.01[μm]×0.7=0.007[μm]
（4）[uTA]——线膨胀系数差B类评定
对20℃的最大偏差为4℃。线膨胀系数之差假定小于15%，则：
[uTA]=11.5×10-6℃-1×1mm×4℃×15%=0.008[μm]
假定服从U形分布（b=0.7），则：
[uTA]=0.008[μm]×0.7=0.006[μm]
5.2 首次评估——不确定度分量之间的相关性
估计各不确定度分量之间无相关性。
5.3 首次评估——合成标准不确定度和扩展不确定度
[uc][=u2EC+u2RR+u2TD+u2TA]
代入5.1中的数值后，可得：
[uc][=0.62+1.02+0.0072+0.0062][μm]=1.17[μm]
取k=2，则扩展不确定度：
[U][=uc×k=1.17μm×2=2.4μm]
5.4 首次评估的不确定度概算汇总（见表2）
6 首次评估结论
在首次评估中，表2给出的数据表明不确定度已得到满足：[U1mm]=2.4[μm]，小于0.010mm的三分之一。
首次评估表明测量条件是合格的。
石油腊针入度标准针圆锥小端直径公差为±0.010mm，满足[U1mm]≤0.010mm/3，故测量方法可行。
参考文献
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 4985-2010，石蜡针入度测定法[S].2010.
[2]国家质量监督检验检疫总局.JJF1130-2005，几何量测量设备校准中的不确定度评定指南[S].2005.
作者简介
张瑜，高级工程师，工学学士，目前于辽宁省计量科学研究院从事长度精密测量工作。
（责任编辑：张晓明）
【关键词】 计量学 不确定度 石油蜡针入度标准针 圆锥小端直径
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.012
石油蜡针入度标准针在石油化工行业中有着广泛的应用，在石蜡针入度测定法的测量过程中，标准针的作用为接触石油蜡试样表面并且在试验完结时通过石油蜡针入度计测量刺入深度，以此针入度值来评价石油蜡的硬度【1】。石油腊针入度标准针圆锥小端直径作为影响刺入深度的一个重要参数，其测量结果的准确程度直接影响到石蜡针入度测定法的测量结果。基于此点，本文对石油腊针入度标准针圆锥小端直径测量结果进行了不确定度评定。
1 概述
以在万能工具显微镜上测量石油腊针入度标准针圆锥小端直径为例，进行石油腊针入度标准针圆锥小端直径测量结果不确定度评定和对给定的测量任务判断测量程序和测量条件的合格性。
2 任务和目标不确定度
测量任务【2】是对石油腊针入度标准针圆锥小端直径进行测量。目标不确定度为：满足[U1mm≤]0.010mm的三分之一。
3 原理、方法和条件
3.1 测量原理和方法
直接测量。在万能工具显微镜上用米字交点分别瞄准石油腊针入度标准针圆锥小端直径两端位置，仪器两次示值之差（取绝对值）即为圆锥小端实测直径。用万能工具显微镜测量石油腊针入度标准针圆锥小端直径。
3.2 初始测量条件
（1）万能工具显微镜符合规程要求的技术指标；
（2）读数显示分辨力1[μ]m；
（3）实验室温度20℃±4℃；
（4）被测标准针和万能工具显微镜之间的温度差小于1℃；
（5）操作人员是经过培训的，并且十分熟悉万能工具显微镜的使用。
4 不确定度来源和列表讨论（见表1）
表1 石油腊针入度标准针圆锥小端直径的不确定度分量概述和评注
5 首次评估
5.1 首次评估——不确定度分量的说明及计算
（1）[uEC]——万能工具显微镜的示值误差B类评定
万能工具显微镜的示值误差：（1+L/100）[μm]，按L=0.14mm计算，则：
[aEC]=1.0[μm]
为矩形分布（b=0.6），于是不确定度分量为：
[uEC]=1.0[μm]×0.6=0.6[μm]
（2）[uRR]——重复性/分辨力A类评定
对石油腊针入度标准针圆锥小端直径进行了10次重复性测量，得到标准偏差为1.0[μm]。取安全因子h=1，于是不确定度分量为：
[uRR]=1.0[μm]×1=1.0[μm]
（3）[uTD]——万能工具显微镜和标准针的温度差B类评定
万能工具显微镜和标准针的温度差小于1℃。线膨胀系数假定为α=11.5×10-6℃-1，于是：
[aTD]=11.5×10-6℃-1×1mm×1℃=0.01[μm]
假定服从U形分布（b=0.7），则：
[uTD]=0.01[μm]×0.7=0.007[μm]
（4）[uTA]——线膨胀系数差B类评定
对20℃的最大偏差为4℃。线膨胀系数之差假定小于15%，则：
[uTA]=11.5×10-6℃-1×1mm×4℃×15%=0.008[μm]
假定服从U形分布（b=0.7），则：
[uTA]=0.008[μm]×0.7=0.006[μm]
5.2 首次评估——不确定度分量之间的相关性
估计各不确定度分量之间无相关性。
5.3 首次评估——合成标准不确定度和扩展不确定度
[uc][=u2EC+u2RR+u2TD+u2TA]
代入5.1中的数值后，可得：
[uc][=0.62+1.02+0.0072+0.0062][μm]=1.17[μm]
取k=2，则扩展不确定度：
[U][=uc×k=1.17μm×2=2.4μm]
5.4 首次评估的不确定度概算汇总（见表2）
6 首次评估结论
在首次评估中，表2给出的数据表明不确定度已得到满足：[U1mm]=2.4[μm]，小于0.010mm的三分之一。
首次评估表明测量条件是合格的。
石油腊针入度标准针圆锥小端直径公差为±0.010mm，满足[U1mm]≤0.010mm/3，故测量方法可行。
参考文献
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 4985-2010，石蜡针入度测定法[S].2010.
[2]国家质量监督检验检疫总局.JJF1130-2005，几何量测量设备校准中的不确定度评定指南[S].2005.
作者简介
张瑜，高级工程师，工学学士，目前于辽宁省计量科学研究院从事长度精密测量工作。
（责任编辑：张晓明）