1 中国计量大学 计量测试工程学院，浙江 杭州 310018
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 上海市在线检测与控制技术重点实验室，上海 201203
为了解决镜面反射式激光跟踪干涉测长方法在不同尺寸长度标准溯源中缺乏有效的误差分析，测量效率低等问题，文中研究了平面镜调节分辨率、平面度引入的长度测量误差，并给出了针对不同长度的平面镜角度调节允许范围。建立了镜面反射式激光跟踪干涉测长模型，分析了该模型的测量不确定度来源，模拟仿真了平面镜角度调节的影响，并进行了坐标测量机长度测量比对实验和平面镜角度调节实验。实验表明：长度测量比对的
En验证结果小于1，证明了长度测量不确定度的准确性。通过针对不同长度的平面镜角度调节实验，得到了测量不确定度为3
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(长度1 m)和3.7
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(长度2.5 m)的测量结果；同时，测量效率提高了56%，验证了此方法的准确性、高效性。文中方法实现了长度的高精度测量与测量不确定度分析。
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210624
1 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
本文提出了一种改进六步翻转法，同时实现平行平板均匀性以及绝对面形的测量，结合相应的稀疏迭代算法，进一步实现高精度的均匀性和绝对面形误差的重构。通过相应的理论分析和实验验证工作，进一步证明了该方法的有效性和达到亚纳米级检测精度的能力。利用本文所提出的方法与传统绝对平面检测方法以及材料均匀性测量方法进行交叉对比，其中绝对平面测量结果之间差异优于1.7 nm RMS，均匀性测量精度差异不超过2.3 nm RMS。实验结果表明了两者具有高度一致性，同时具有较好的重复性，验证了文章提出的方法的准确性。并且根据不确定度分析表明，该方法与传统的透射法相比提高了测量精度。
光学检测 干涉计量 绝对检测 不确定度评估 optical testing interferometry absolute test uncertainty evaluation
1 上海交通大学 机械与动力工程学院, 上海 200240
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
3 国家机床产品质量监督检验中心(四川), 四川 成都 610200
为了实现亚角秒级圆分度器件的高精度校准, 建立了基于角度计量转台和自准直仪的角度测量系统, 研究了基于无实物基准的圆分度误差检测方法和控制测量系统引入误差的策略。简要介绍了基于真空预载气浮支承和超声马达驱动的自研转台的结构, 搭建了整个测量系统。利用圆封闭原理和最小二乘原理分析了圆分度误差的测量算法, 讨论了测量过程的误差来源, 并分析了抑制各误差源的方法。最后, 在构建的测量系统上测量了多齿分度台的圆分度误差, 并对测量不确定度进行了分析。实验结果表明: 自研计量转台和被校多齿分度台的最大圆分度误差分别为0.12″和0.15″, 测量不确定度为0.05″(k=2)。通过比对, 表明测量系统能够实现亚角秒级圆分度误差的高精度校准。
测角转台 角度校准 分度误差 误差分析 不确定度评定 angle comparator angle calibration dividing error error analysis uncertainty evaluation
南京工程学院 自动化学院，江苏 南京 211167
为了实现工件圆度误差的不确定度评定，对基于三坐标测量机的工件圆度轮廓数据的采样策略、圆度评定方法及不确定度评定方法进行研究。首先，根据工件圆度轮廓特征进行实验测量，获取不同工件的多个样本。接着，基于最小二乘法和微分进化优化算法对样本的圆度误差进行了误差评定。然后，在分析比较误差大小的基础上，说明了采用的采样策略和微分进化评定算法。最后，基于圆度误差评定结果运用了测量不确定度表示指南（GUM）和蒙特卡洛方法（MCM）进行不确定度评定。实验结果表明: 微分进化算法与最小二乘法相比均值差最大达到1.1 μm， MCM方法比GUM方法得到的标准不确定度均值小0.02 μm。合理的采样点数、微分进化算法及MCM不确定度评定方法可以得到更稳定可靠、精度高的评定结果。
圆度误差 不确定度评定 采样策略 微分进化 蒙特卡洛方法 circularity error uncertainty evaluation sample strategy differential evolution MCM 光学 精密工程
2018, 26(10): 2438
军械工程学院 军械技术研究所, 河北 石家庄 050003
由于被测对象相距较远, 高精度的公共测量基准难以建立, 因此大尺寸空间角测量的难度较大。为了解决大尺寸条件下空间角的现场测量问题, 提出一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法。首先, 阐述了大尺寸空间角的测量原理并且设计了测量系统。然后, 对测量系统中基于二维振镜的光轴指向不确定度进行了研究, 重点分析了各类误差对光轴指向不确定度的影响。最后, 利用蒙特卡洛仿真对各项误差所引起的光轴指向不确定度进行评定, 为光轴跟踪装置的误差分配及其指向精度的现场评估等工作奠定了基础。
大尺寸空间角 惯性测量 不确定度评定 蒙特卡洛 large-scale spatial angle inertial measurement uncertainty evaluation Monte Carlo 红外与激光工程
2016, 45(11): 1118004
国网河南省电力公司电力科学研究院, 河南 郑州 450052
红外热像仪广泛应用于质量控制、安全检测等领域, 为保证其测温的准确可靠, 建立了红外热像仪测温精度校准装置, 并对该校准装置进行了重复性试验、稳定性考核以及测量不确定度评定, 通过采用传递比较法验证了该校准装置校准结果的可信度和测量不确定度的合理性, 从而验证了该校准装置的校准能力, 即可以开展相应等级的红外热像仪的测温精度校准工作。
红外热像仪 校准装置 校准能力验证 重复性试验 稳定性考核 测量不确定度评定 thermal imager calibration device calibration proficiency testing repeatability test stability assessment measurement uncertainty evaluation
北京工业大学 机械与应用电子技术学院，北京100124
介绍了坐标测量中几种常用的不确定度评价方法。指出传统的三坐标测量机的测量不确定度评价方法大都不适用于评价坐标测量中面向对象的测量不确定度，并对使用蒙特卡洛方法评价测量不确定度进行了研究。首先，根据三坐标测量机详细标定文件及补偿策略说明建立测量模型。然后，将测量中的采样点通过测量模型生成大量测量结果，并以此评价测量不确定度。在齿廓评价实验中，评定齿廓误差的测量不确定度为0.96 μm时，多次评价结果之间的最大差值不超过0.03 μm，具有可靠的理论依据和较稳定的评定结果。文章指出，目前商用三坐标测量机大都不能为特定的测量对象提供测量不确定度报告，使用蒙特卡洛方法有希望改变此现状。
坐标测量机 齿轮齿廓 蒙特卡洛方法 不确定度 Coordinate Measurement Machine(CMM) gear profile Monte Carlo method uncertainty evaluation
中国电子科技集团公司第41研究所, 山东 青岛 266555；国防科技工业光电子一级计量站, 山东 青岛 266555
以Ar+Kr+激光器、He-Ne激光器和半导体泵浦激光器作为光源，利用激光稳功率装置以及闭环机械制冷型低温辐射计，校准了硅陷阱探测器的绝对光谱响应率。在硅探测器的光谱响应范围400~1 100 nm内，选择476.1 nm、488 nm、514.7 nm、521 nm、568 nm、632.8 nm、647.1 nm、1064 nm共8条谱线进行了实验研究。实验数据表明，绝对光谱响应率的测量不确定度为可见光波段优于0.02%，1 064 nm波长点优于0.03%。
硅陷阱探测器 绝对光谱响应率 低温辐射计 不确定度评定 Si trap detectors absolute spectral responsivity cryogenic radiometer uncertainty evaluation
哈尔滨工业大学 自动化测试与控制系,黑龙江 哈尔滨 150001
通过分析三维重构系统视场内3D点的重构不确定度,可以有针对性地优化系统配置,改善实验条件。给出了一种借助于不确定度传递原理估计三维重构不确定度的方法,该方法同时考虑了相机标定和重构3D点过程中的不确定度传递。相机模型参数既是相机标定过程的输出变量,又是重构3D点过程的输入变量,因此可将三维重构过程看作一个两阶系统。针对非线性相机模型给出了三维重构过程中不确定度传递的解析表达式。应用蒙特卡罗算法对文中提出的方法做了验证,并给出了一些典型的应用实例。实验结果表明,三维重构不确定度的估计值至少具有1位有效数字,同时也表明该方法是可行的。
三维重构 不确定度估计 两阶系统 非线性相机模型 stereo reconstruction uncertainty evaluation two-stage system nonlinear camera model
