陕西省计量科学研究院 西安 710100
摘要：本文介绍了试验筛的应用领域及筛网仪的使用，依据JJF1175-2007 试验筛校准规范对筛网仪直接测量筛（网）孔尺寸进行不确定度评定，找出了筛（网）孔尺寸测量的不确定来源，演示了各分量不确定度、合成不确定度及扩展不确定度的计算和评定过程。
关键词：筛网仪；测量结果；不确定度；评定
引言
试验筛是用于对颗粒物料作筛分粒度分析的筛具，它广泛用于地质勘查、冶金、化工、建筑工业、医药、磨料等行业以及科研所进行粒度分析和筛分试验。成套的试验筛由若干个不同筛孔尺寸的筛子与盖、接料盘组成。而筛网仪是基于七海EF8000（版本V9.5）软件基础上开发的一个专门用于测量筛网网格大小的软件。由于筛网仪采用的是连续变倍双远心的工艺镜头，所以测量速度快，精度高，软件功能强大。其中筛网专用功能界面友好，操作方便、简单、直观。本文依据JJF1175-2007 试验筛校准规范对筛网仪直接测量筛（网）孔尺寸进行不确定度评定。
1测量方法
1.1 测量原理
用筛网仪直接测量筛（网）孔尺寸时，首先将被测试验筛置于筛网仪工作台上，然后根据筛（网）孔大小调整仪器放大倍数至合适倍率，最后由软件控制仪器对测筛（网）孔尺寸进行测量，得出被测筛（网）孔尺寸，下面分析筛（网）孔尺寸在（0.25～5）mm范围内的筛（网）孔尺寸测量的不确定度。
2 测量模型
(1)
式中： 
——筛（网）孔尺寸测得值；
——筛网仪测量结果；
——试验筛与筛网仪线胀系数差引入的标准不确定度；
——试验筛与筛网仪温度差引入的标准不确定度。
3 标准不确定度的评定
3.1筛网仪测量筛（网）孔引入的标准不确定度
3.1.1测量重复性引入的标准不确定度
用筛网仪对筛（网）孔尺寸为0.25mm、1.8mm和5mm的试验筛筛（网）孔重复测量3次，得极差s = 0µm。
3.1.2筛网仪分辨力引入的标准不确定度
筛网仪的分辨力为
μm，所以
μm，由于筛网仪分辨力引入的不确定度大于测量重复性引入的不确定度，故取二者中较大的分辨力参与计算。
3.1.3筛网仪示值误差引入的标准不确定度
由筛网仪说明书知其最大允许示值误差，MPE:±（3+L/200）µm，按均匀分布可得出
的值也见下表1。
表1 筛网仪示值误差引入的标准不确定度
测量长度L (mm) | 0.25 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
最大允许误差的绝对值(µm) | 3.00 | 3.00 | 3.01 | 3.02 | 3.02 | 3.03 |
(µm) | 1.73 | 1.73 | 1.74 | 1.74 | 1.74 | 1.75 |
由
得 值的计算结果见下表2。
表2筛网仪测量筛（网）孔引入的标准不确定度
测量长度L (mm) | 0.25 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
(µm) | 1.75 | 1.75 | 1.76 | 1.76 | 1.76 | 1.77 |
3.2试验筛与筛网仪线胀系数差引入的标准不确定度
试验筛线胀系数α1 =（11.5±1）×10-6℃-1，筛网仪线胀系数α2= (10±1）×10-6℃-1，线胀系数的半宽为2×10-6℃-1，按均匀分布，
℃-1＝1.15×10-6℃-1，由
，取
=±3℃，得各测量长度时 的值见下表3。
表3 试验筛与筛网仪线胀系数差引入的标准不确定度
测量长度L (mm) | 0.25 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
(µm) | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.02 |
3.3试验筛与筛网仪温度差引入的标准不确定度
试验筛与筛网仪温差为1℃，按均匀分布，
，试验筛线胀系数
α1 =（11.5±1）×10-6℃-1,，由
，得各测量长度时
的值见下表4。
表4 试验筛与筛网仪温度差引入的标准不确定度
测量长度L (mm) | 0.25 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
(µm) | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.02 |
4标准不确定度一览表
筛（网）孔尺寸在（0.25～5）mm范围内的筛（网）孔尺寸测量的不确定度分量汇总见表5。
表5 标准不确定度分量一览表
标准不确定度 | 不确定度来源 | 测量长度L mm | 标准不确定度值 µm | 灵敏系数 |
| 筛网仪测量筛（网）孔引入的标准不确定度 | 0.25 | 1.75 | 1 |
1 | 1.75 | |||
2 | 1.76 | |||
3 | 1.76 | |||
4 | 1.76 | |||
5 | 1.77 | |||
| 试验筛与筛网仪线胀系数差 | 0.25 | 0.00 | 1 |
1 | 0.00 | |||
2 | 0.01 | |||
3 | 0.01 | |||
4 | 0.01 | |||
5 | 0.02 | |||
| 试验筛与筛网仪温度差 | 0.25 | 0.00 | 1 |
1 | 0.00 | |||
2 | 0.01 | |||
3 | 0.01 | |||
4 | 0.01 | |||
5 | 0.02 |
5合成标准不确定度
5.1 灵敏系数
由测量模型 可知，各输入项的灵敏系数均为1，且各输入量之间不存在明显的相关性。
5.2 合成标准不确定度的计算
筛（网）孔尺寸在（0.25～5）mm范围内的筛（网）孔尺寸测量的合成标准不确定度的计算结果见下表6。
表6 筛（网）孔尺寸测量的合成标准不确定度
测量长度L (mm) | 0.25 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
(µm) | 1.75 | 1.75 | 1.76 | 1.76 | 1.76 | 1.77 |
6 扩展不确定度的评定
扩展不确定度是由标准不确定度乘以包含概率约为95％时的包含因子k=2 得到，即U= k uc ，筛（网）孔尺寸在（0.25～5）mm范围内的筛（网）孔尺寸测量的扩展不确定度的计算结果见下表7。
表7 筛（网）孔尺寸测量的扩展不确定度
测量长度L (mm) | 0.25 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
U (µm) | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
参考文献
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张辉,毛斌,魏于昆,张俊超.示值误差概念在检定规程或校准规范中的使用及其内涵的扩展[J].中国计量,2015(10):85-86.
作者简介：王毅，助理工程师，二级注册计量师，长期从事几何量计量技术研究及检定校准工作。通讯地址：西安市航天基地神舟六路南段580号陕西省计量科学研究院。邮编：710100
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