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GB／T 24635.1-2020 产品几何技术规范(GPS) 坐标测量机(CMM)确定测量不确定度的技术 第1部分：概要和计量特性.pdf测量规划因素取决于用户如何利用坐标测量机进行 行测量，这包含了安装工件的位置和方向、测量所 选用的探头和测针，特别是测量的采样策略。另外，被测量应具有明确的定义。例如测量圆柱直径时， 用户选择算法，采用最小二乘法、最小外接圆法、最大内切圆法或最小区域法。有些测量规划因素也可 能影响其他不确定度分量的灵敏度系数 放大坐标测量机的几何误差
外在因素对于坐标测量机制造商和用户而言 ，通常是不可控的。但是它们会影响到特定任务的 不确定度。外在因素包括工件的几何特征不理想（例如表面粗糙度、形状误差、刚度不足以及热 、不洁净、装夹不理想以及操作者之间的差异。
GA/T 2000.199-2018 公安信息代码 第199部分：抚恤金发放对象代码6确定特定任务测量不确定度分量的技术
为了评定特定任务的测量不确定度，应对测量设备、测量规划和外在不确定度来源进行评估，并按 照JJF1059.1规定进行合成。通常，需要采用多种不同的评估技术来分析所有的不确定度来源。然后， 利用不确定度传播律将各个不确定来源进行合成，得到合成标准不确定度。再将合成不确定度乘以扩 展因子得到扩展不确定度。不确定度报告包括不确定度来源列表，合成计算，以及扩展不确定度表 达式。
该技术在JJF1059.1中进行了描述。GB/T18779.2是对该技术的简化和迭代应用。鉴于坐标测 量机是复杂的测量设备，因此只能在有限数量的测量任务中直接使用该技术。该技术包含以下四个必 要步骤： a）列出灵敏度分析中的每个不确定度来源。 注：分离不确定度来源有很多不同方法，因此两份等效的不确定度报告可能具有不同数量的来源 b）将列出的每个不确定度来源量化为一个标准偏差，称为该不确定度来源的标准不确定度， 对于每个不确定度来源，确定其灵敏系数和与其他不确定度来源的相关性，即确定其对被测量 的影响。 考虑灵敏系数和相关性，利用不确定度传播律，将所有标准不确定度合成到一起
6.3应用已校准工件或标准件（GB/T24635.3
为了获得不确定度来源及其相互作用，应用已校准工件或标准器是非常有效的方法。该技术应用 已校准工件评估测量仪器、测量规划以及各种外部不确定度来源。通过在已校准工件上进行重复性测 量，可以评估大部分不确定度来源。但是校准工件费用昂贵，并且限制了坐标测量机的用途。该方法需 要对部分不确定度来源进行独立分析，特别是部分外部因素。在这种情况下，该方法与其他方法一起使 用，构成完整的测量不确定度报告。该方法更适合在一些简单的几何特征上应用，特别是已经具有经过 校准的相似标准器，并且外部因素的影响尽量小
6.4采用计算机仿真（GB/T24635.4)
计算机仿真可以看作是一种虚拟替代技术。就像灵敏度分析一样，仿真方法将每一个不确定度来 源量化，并以统计特性表示（例如标准偏差）。灵敏度分析局限于利用灵敏系数和相关因子来描述不确 定度之间相互关系，而仿真技术能通过引入测量模型捕提到不确定来源之间的复杂关系。这类似于替 代技术，计算机仿真的优势体现在不同测量场景的重复性仿真，其中每个测量场景都涉及一组特定的测 量误差（区别于不确定度）。相较于尝试计算灵敏度系数，采用特定测量误差并结合数学模型，通常能更 完整地描述不确定度来源之间的相互关系，即相关性（在某些情况下，由于测量过程不能进行解析描述， 所以灵敏度系数也不能进行解析计算）。进行仿真时，鉴于测量误差还未知，需进行大量的仿真循环以 确定不确定度来源。收集整理仿真测量结果（每个仿真循环得到一个结果）并量化为标准偏差，通过标 准偏差进一步转化为合成标准不确定度。 当测量过程可以用数学描述时，就可以使用仿真技术。特别是当每个独立的不确定度来源都非常 青楚，但其相互作用又非常复杂时，仿真技术就很实用。仿真研究的结果只对数学描述的测量过程有 效。仿真技术通常用于对具有复杂相互关系的一组不确定度来源进行建模，从而将其简化为测量不确 定度报告中的一个不确定度来源。 参见JJF1059.2。
GB/T24635.1—2020附录A（资料性附录）GB/T16857和GB/T24635中坐标测量机计量特性之间的关系根据坐标测量机的预期用途及特定任务不确定度评定方法的选定，决定了计量特性的选择。图A.1给出了坐标测量机计量特性和测量不确定度之间的关系，坐标测量机验收和复检检测坐标测量机测量不确定度GB/T16857系列标准GB/T24635系列标准外部不确定度计量特性影响因素：GB/T16857中的MPE/MPL工件采样机械几何误差操作者由GB/T16857附加的假设决定部分和已知工装探测系统误差环境特定规范或要求或机构特定要求被测变量见GB/T18779.2参见附录B测量重复性和复现性测试期间核查图A.1坐标测量机计量特性和测量不确定度之间的关系L
GB/T24635.1—2020附录B（资料性附录）使用坐标测量机时的误差源和测量不确定度来源B.1概述本附录目的是提供指导，为用户在使用坐标测量机进行测量时了解潜在的测量不确定度来源（见图B.1）。GB/T18779.2一2004第7章中的概念适用于CMM的测量。本附录也展示了GB/T16857中定义的计量特性在不确定度分析中的应用。物理常量环境测量过程10测量设备的参考元件<9特性的定义8测量设备47测量对象测量设置测量人员软件和计算图B.1测量不确定度影响因素B.2测量环境温度是环境的主要不确定度影响因素。坐标测量机应在性能测试规范中注明规范适用的温度条件限制。如果在温度控制限外进行测量，可能会引入额外的误差。坐标测量机的性能规范也应注明测试标准器的特定材料。当坐标测量机测量其他材料时，特别是与测试标准器具有不同的热膨胀系数时，可能会引入额外的误差与环境相关的其他不确定度影响因素包括：温度的变化和梯度；温度的长期变化情况；温度测量的不确定度；热响应；温度补偿系统；相关部件空间和时间梯度；热源（例如操作者的体温）；6
GB/T24635.12020
振动； 电磁影响； 污染物； 喷射冷却液； 湿度； 噪声； 压缩空气（例如空气轴承）。
振动； 电磁影响； 污染物； 喷射冷却液； 湿度； 噪声； 压缩空气（例如空气轴承）
B.3测量设备的参考元件
坐标测量机的参考元件，如探测系统，会影响性能测试规范。 如表B.1中所示，GB/T16857系列标准中定义的计量特性可反映与测量设备参考元件相关的测 确定度。GB/T16857后续的改版或变更可能影响表B.1中的内容
表B.1GB/T16857系列标准与参考元件的关
其他不确定度影响因素可能包括： 校准的不确定度； 上次校准之后的变化（稳定性）
由于坐标测量机的复杂性，它是一个多特性的测量设备，因此往往具有两种或两种以上的计量 特性。 如表B.2所示，GB/T16857系列标准中定义的计量特性可反映与测量设备相关的测量不确定度， GB/T16857后续的改版或变更可能影响表B.2中的内容
表B.2测量设备与GB/T16857系列之间关
GB/T24635.12020
B.5测量设置（不包括工件的定位和夹持）
坐标测量机需要进行测量设置。不确定度影响因素可能包括： 坐标测量机的预热； 探测系统组装的稳定性（包括热稳定性）； 探测系统标定技术； 参考球定位稳定性； 参考球直径的不确定度； 参考球的形状误差； 超出探测系统标定极限（见GB/T16857.5)的单探针和多 清洁程序
大多数坐标测量机使用的软件能提供多种测量工件选项。与软件和计算相关的不确定度影响因素 可能有以下几点： 可用算法的实现； 算法的正确性； 一数据滤波； 异常值处理：
测量人员也能引人额外的不确定度。不确定度影响因素可能由于：
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培训和训练； 经验； 知识； 诚信和奉献精神。 测量人员有责任控制坐标测量机的操作条件。 在不同操作条件下可能会产生额外的不确定度
B.8测量对象、工件或测量仪器的特性
工件本身也会引人额外的不确定度。不确定度影响因素可能包括 热膨胀系数（CTE)的影响； 工件几何形状； 工件的密度、表面粗糙度和表面形状； 污染物； 工件刚度； 由热传导、内应力和刚度决定的工件稳定性
GPS特征、工件或测量仪器特性的定义
坐标测量机能够进行多种测量 件和测量仪器定义的测量。测量不元整 或不明确会导致额外的不确定性。示例包括： 基准定义不完善； 过度约束的特征
测量过程会引起额外的测量不确定度。考虑以下不确定度影响因素： 探测系统标定的稳定性； 由测力引起的弯曲和变形； 点测量技术； 由工装或夹持引起的工件变形； 在机器坐标系统中的工件位置和方向； 采点策略，包括数量和位置； 探测方向； 由探针刚度、路径控制精度、速度、采点率、润滑、滤波和摩擦引起的动态扫描误差； 测量次数； 测量顺序和持续时间； 数据分析方法，包括相关要素的选择； 文档和程序设置的质量； 编码文档的质量。
B.11物理常数和换算因子
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附录C （资料性附录） 与GPS矩阵模型的关系
关于GPS矩阵模型的完整细则，参见GB/T20308。 GB/T20308中的GPS矩阵模型对GPS体系进行了综述，本部分是该体系的一部分。除非另有说 明，GB/T4249给出的GPS基本规则适用于本部分，GB/T18779.1给出的缺省规则适用于按照本部分 制定的规范。
C.2关于标准及其使用的信息
确定度来源，以及GB/T16857和GB/T24635系列标准之间的关系
SC/T 3046-2010 冻烤鳗良好生产规范C.3在GPS矩阵模型中的位置
本部分是一项GPS通用标准。本部分给出的规则和原则适用于GPS矩阵中所有标有实心点（ 部分。见表C.1。
表C.1GPS标准矩阵模型
表C.1所示标准链涉及的标准为相关的标准
表C.1所示标准链涉及的标准为相关的标准
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CQC 31-465315-2013 LED筒灯节能认证规则［1］GB/T4249产品几何技术规范（GPS）基础概念、原则和规则 「27GB/T16857.2产品几何技术规范（GPS）坐标测量机的验收检测和复检检测 第2部分： 用于测量线性尺寸的坐标测量机 L3」GB/T16857.3产品几何技术规范（GPS） 坐标测量机的验收检测和复检检测 第3部分： 配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机 [4］GB/T16857.4产品几何技术规范（GPS) 坐标测量机的验收检测和复检检测 第4部分： 在扫描模式下使用的坐标测量机 [5]］GB/T16857.5产品几何技术规范（GPS) 坐标测量机的验收检测和复检检测 第5部分： 使用单探针或多探针接触式探测系统的坐标测量机 [6］GB/T19600产品几何量技术规范（GPS）表面结构轮廓法接触（触针)式仪器的校准 ［7］GB/T20308产品几何技术规范（GPS）矩阵模型 [8］GB/T24635.3产品几何技术规范（GPS）坐标测量机（CMM） 确定测量不确定度的技 术 第3部分：应用已校准的工件或标准件 [9］GB/T24635.4产品几何技术规范（GPS） 坐标测量机（CMM) 确定测量不确定度的技 木 第4部分：应用仿真技术评定特定任务的测量不确定度 [101JJF1059.2一2012用蒙特卡洛法评定测量不确定度技术规范