GB/T 24635.1-2020.Geometrical product specifications (GPS)-Coordinate measuring machines (CMM) :Technique for determining the uncertainty of measurement-Part 1 : Overview and metrological characteristics.
1范围
GB/T 24635的本部分是GB/T 24635系列的综述,规定了坐标测量机(CMM)的计量特性、特定任务的不确定度来源,给出了GB/T 16857系列标准和GB/T 24635系列标准之间的关系(参见附录A)。
GB/T 24635.1适用于使用坐标测量机时评估特定任务的测量不确定度。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 16857.1产 品几何量技术规范(GPS)坐 标测量机的验收检测和复检检测第1部分:词汇(GB/T 16857.1- 2002 ,eqv ISO 10360-1 :2000)
GB/T 18779.1产 品几何量技术规范(GPS)工件与 测量设备的测量检验第1部分:按规范检验合格或不合格的判定规则(GB/T 18779.1-2002 ,eqv ISO 14253-1:1998)
GB/T 18779.2-2004产 品几何量技术规范(GPS)工件与测量设备的测量检验 第 2部分:测量设备校准和产品检验中GPS测量的不确定度评定指南(ISO/T S14253-2:1999,IDT)
GB/T 24634产品几何技术规范(GPS) GPS 测量设备通用概念和要求(GB/T 24634-2009,ISO 14978:2006,IDT)
JJF 1001 通用计量术语及定义
JJF 1059.1 测量不确定度评定与表示

ICS17.040.30
中华人民共和国国家标准
GB/T24635.1—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
Geometrical product specifications (GPS)-Coordinate measuringmachines (CMM) : Technique for determining the uncertainty ofmeasurement-Part 1:Overview and metrological characteristics(IS0/TS15530-1:2013.M0D)
2020-12-14发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-07-01实施
GB/T 24635.1—2020
规范性引用文件
术语和定义
计量特性
贸易巾中
机构内部的使用
计量特性的识别、定义和选择
计量特性的校准
5特定任务的不确定度
测量设备因素
测量规划因素
外在因素索
确定特定任务测量不确定度分量的技术6
灵墩度分析
6.3成用已校准T件或标准件（GB/T24635.3）6.4采用计算机仿真（GB/T24635.4）次
附录A（资料性附录）GB/T16857和GB/T24635中坐标测量机计量特性之问的关系**附录13（资料性附录）
使用坐标测量机时的误差源和测量不确定度米源附录C（资料性附录）
与GPS矩阵模型的关系
参考文献
GB/T 24635.1—2020
GB/T24635《产品儿何技术规范（GPS）坐标测量机（CMM）确定测量不确定度的技术》分为五个部分：
第1部分：概要和计量特性；
一第2部分：应用多次测量策略：一第3部分：应用已校准的工件或标准件；第4部分：应用仿真技术评估特定任务的测量不确定度：第5部分：应用专家的判定。
本部分为GB/T24635的第1部分
本部分按照GB/T1.1一—2009给出的规则起草。本部分使用重新起草法修改采用1S0/TS15530-1：2013≤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》。本部分与IS0/TS15530-1：2013的技术性差异及具原因如下关丁规池性引用文件，不部分做了具有技不性差异的调整，以适应我国的技不条件，调整的情况集巾反映在第2竞“规范性引用文件”市，其体调整如下：●用等效采用回际标准的（B/T16857.1代替1S010360-1（见第3章）：?用等效采用国际标准的GB/T18779.1代替IS014253-1（见第3章）：·用等同采用国际标准的GB/T18779.2代替IS014253-2（见第3章）：：用等同采用国际标准的GB/T24634代替ISO14978（见第3章）；●用JJF100[—2011代替IS0/IEC指南99：2007（见第3章）；·用JJF10591—2012代替IS0/1EC指南98-3:2008（见第3章.6,I)本部分做了下列编辑性修改：
按照GB/T1.12009要求.个“范周”一章，增加了“本部分适用丁使用坐标测量机时评估特定任务的测量不确定度”
本部分由全国产品几何技术规范标准化技术委员会（SAC/TC240)提出并归口。本部分起草单位：中国计量科学研究院、重庆市计量质量检测研究院、山东理工人学、中机生产力促进中心、「海市计量测试技术研究院、陕西省计量科学研究院、卡尔蔡司（1海)管理有限公司：本部分主要起草人：干为农、位恒政、陈龙、徐健、李东兴、毛斌、张波、费丽娜、米悦。GB/T24635.1—2020
GB/T24635的本部分是一项通用GPS标准：在GPS通用标准矩陈中，本部分影响标准链的链环G中尺寸、距离、形状、方间、位置和跳动。不部分是GB/T20308体系的一部分：除非另有说听，GB/T4249给出的GPS基本规则适用丁本部分.GB/T18779.1给出的缺省规则适用于按照本部分制定的规范，本系列标准台在为使用坐标测量机时对特定任务的测量不确定度评估提供专业的术语，技术和指南。这些技术充许评估影响特定任务的不确定度来源，包括率标测量系统、采样策咯、坏境效应、操作名因素和具他的影响实际测量结果的因素坐标测量机是一个复杂的GPS测量设备，评估坐标测量机的不确定度有时需要应用到比GB/T18779.2中提到的史先进的技术。GB/T24635系列提到的技术与GB/T18779.2、JJF1059.2巾提到的技术一致。该技术专为坐标测量机开发，们I也可以应用到其他（PS测量设备「。坐标测量机接照GB/T16857系列的规定进行验收测试，卡要包括测量长度（例如使用量块或步距规的空问测试)或形状(例如使用标准球的探测测试)的能力。但应意识到,这些测试虽然能确定一些特定的长度或形状测量的不确定度。不迹行一步的分析和测试，这些测量结果不足以确定大多数特定测量任务的测量不确定度。
确定测量不确定度的月的可以通过多种方式实现。然而.所有的方式都需要与UM保持一致.得到合成标准不确定度。扩展不确定度通过包含因了与合成标准不确定相关联，包含因了的人小取决于置信区问的天小。包含因子的默认值一2，意味者者不确定度服从高斯分布，其置信区问天药为5%。本部分标准内容旨在为确定坐标测量机的不确定度提供公认的技术指南：1范围
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
GB/T24635.1—2020
GB/T24635的本部分是GB/T24635系列的综述，规定厂坐标测量机（CMM)的计量特性、特定任务的不确定度米源，给出了G3/T16857系列标准和（G13/T24635系列标准之间的关系（参见附录A）本部分适用于使用坐标测量机时评估特定任务的测量不确定度。2规范性引用文件
下列文件对丁本支件的应用是必不可少的。凡是注甘期的引用文件，仅注甘期的版本适用丁不文件。凡是不注Ⅱ期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件GB/T16857.1产品几何量技术规范（GPS）坐标测量机的验收检测和复检检测第1部分：问(GB/T 16857.12002.ervIS0 10360-1:2000)GB/T18779.1产品几何量技术规范（GPS）T件与测量设备的测量检验第1部分：按规范检验合格或不合格的判定规则（GB/T18779.12002.eqvIS0)14253-1:1998）GB/T【8779.2一2004产品几何量技术规范（GPS）工件与测量设备的测量检验第2部分：测量设备校准和产品检验中GPS测量的不确定度评定指南（IS0/TS14253-2：1999.IDT）GB/T21631产品几何技术规范（GPS）（GPS测量设备通用概念和要求（（G13/T216342009，ISO 14978:2006,IDT)
JJF1001通用计量术语及定义
JJF1059.1，测量不确定度评定与表示3术语和定义
GB/T16857.1,GB/T18779.1.GB/T18779.2,GB/T24634,JJF1059.1,JIF1001界宗的以及下术语和定义适用于本文件。
特定任务的测量不确定度task-specificmeasurementuncertainty依据JJF1059.1评定得到的特定测量结果的扩展不确定度（包含因子k一2)。注1：特定任务的测量不确定度包含了与测量过程细节相关的所有不确定度来源，包括坐标测量机、探测系统、采样策略、1件位置和方向、夹！污梁物以及环境温度。注2：一股而，特征的不同参数有不同的不确定度，例如：一个圆的圆心·其X坐标和丫标的不确定度可能不同。
注3；改变影响量.例如改变工件在坐标测虽机测虽区域内的位置，都有可能引起特定任务测量不确定度的变化，1
GB/T 24635.1—2020
samplingstralegy
采样策略
测量几何特征的探测点的数量和空间分布。4计量特性
4.1概述
坐标测量机计量特性的确定，是为了控制坐标测量机的误差，或使用坐标测量机进行测量时评估来白坐标测量机的不确定度影响因素。各计量特性对测量不确定度的影响取决于测量过程。掌握坐标测量机的计量特性及其值的大小是设计测量程序的基础，也是选择坐标测量机的依据。4.2贸易中
所有计量特性及其最大允许误差（MPE)或最大允许极限（MPL)的数估适用于特定（MM的规定操作条件，例如：探测系统的标定、行进速度等。通常坐标测量机的操作条件可以在制造商的操作手册或说明书上找到，标准不做规定。除非特定标准或者制造商做了限制，否则所有计量特性及其MPE或MPL适用丁坐标测量机测量空问的所有方间验收测试中计量特性的MPE，MPL估或公式由制造商或供应商提供。制造商可能会为计量特性及其MPE或MPL.估提供额外的信息，4.3机构内部的使用
用户应通过不确定度报光来识别和了解主要的计量特性，示例见GB/T18779.2：不确定度的评定程序需要成用专业经验知识：校准程序也可以基于不确定度报告和专业经验知识来进行选择：内部校准和复检检测中计量特性的MPE或MPI的估或公式由用提供，4.4计量特性的识别，定义和选择4.4.1计量特性的选择
坐标测量机计量特性的选择和定义有多种方法。成优先选择和定义有技术要求（MPE和MPL)的计量特性·并考虑以下因素：
坐标测量机的一般预期用途；
其他计量特性的独立性；
一一用于控制坐标测量机相关的不确定度影响因素；一与坐标测量机固有的物埋原理相关的因素：一与维护保养和误差识别相关的因素；与坐标测量机中特定的部件和功能相关的因素：测量原理：
影响比较大的相关计量特性。
根据使用需要和预期用途定义选择和定义计量特性，比直接采用本标准提到的这此计量特性对坐标测量机用户更有益，
4.4.2GB/T16857计量特性
选择坐标测量机计量特性时，可考急GB/T16857各部分定义的计量特性及HMPE或MPL值。2
4.4.3坐标测量机的几何运动误差和残余误差GB/T 24635.1—2020
与坐标测量机部件运动相关的几何误差，例如直线度误差、垂直度误差、摇摆、俯仰和偏摆，可通过测量狄得：通常来用软件补偿这些儿何运动误差：然而，还会存在不能完全补偿的残余误差，坐标测量机计量特性的选择应考虑这些误差，4.4.4机构的特定需求
机构可能有特定的或独特的测量需求，应根据需要选择特定的计量特性来满是这些需求4.4.5其他计量特性
附录B给出了坐标测量机可能的计量特性4.5计量特性的校准
应选择坐标测量机预期使用相关的计量特性，通过校准或复检检测进行验证。应给出计量特性校准值的测量不确定度，并在适当的情况下，应证明计量特征的校准值与MPE朴匹配，注：在测量仪器的正带使用中，仪控制有限数量的MPE和有限的资源，血常出可以证明测量仪器满足设定的性能要求(MPI和MPE)
5特定任务的不确定度
5.1概述
现代坐标测量系统，特别是涉及多轴坐标测量机时.往往受到诺多不确定度来源的影响。因此.完整地评估不确定度来源以及确认其对特定测量结果的影响是非常困难的，针对本部分的日的，将坐标测量机和整个测量过程相关的不确定度划分为一类。在附录B中列出了潜在不确定度来源。5.2测量设备因素
测量设备因素包含所有会导致坐标测量机对空间测量点测量的误差。这有可能是由于机械结构的儿何误差，包括山坐标测量机本身固有制造误差，以及那些山运动、工作载荷、振动和温度环境条件等影响所造成的误差：也可能是由探测系统误差以及其他传感器系统（温度传感器、压力传感器等）误差所造成，刃外，制造商提供的用于数据处理的数学公式和执行相关特征拟合算法的误差也包括在此类别中。这些因素的控制是制造商的责任，通常制造商会设置限制条件逆行控制，例如限制温度范用，坐标测量机成在限制条件下工作。在坐标测量机的验收检测或复检检测中应充分考虑这部分误差来源的影响。
5.3测量规划因素
测量规划因素取决于用如何利用坐标测量机进行测量，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咯。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，例如探针偏置量会放大坐标测量机的几何误差，5.4外在因素
外在因素对丁坐标测量机制造商和用户而音，通常是不可控的。但是它们会影响到特定任务的测量不确定度：外在因素包括下件的几何特征不理想（例如表而粗糙度、形状误差、刚度不足以及热变形）、不洁净、装夹不理想以及操作名之间的差异，3
GB/T24635.1—2020
6确定特定任务测量不确定度分量的技术6.1总则
为了评定特定任务的测量不确定度，应刘测量设备、测量规划和外在不确定度来源迹行评估，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护展因了得到扩展不确定度。不确定度报告包括不确定度米源列表，合成计算，以及扩展不确定度表达式。
6.2灵敏度分析
该技术在JJF【059.「中进行了描述。G[3/T18779.2是对该技术的简化和达代应用。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！有不同数量的来源。将列出的每个不确定度来源量化为“个标准偏差.称为该不确定度来源的标准不确定度b)
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，
l）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）为了获得不确定度米源及其相五作用，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米源。通过在已校准工件「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Ⅱ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·特别是部分外部因索：在这种情况下，该方法与其他方法起使用，构成完整的测量不确定度报告。该方法史适合在些简单的几何特征上成用，特别是已经具有经过校准的相似标准器，并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种虚拟替代技术。就像灵敏度分析·样，仿真方法将每，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了米描述不确定度之问相关系·而仿真技术能通过引人测量模型捕提到不确定来源之问的复杂关系。这类似丁替代技术，计算机仿直的优势体现在不同测量场景的重复性仿直，其中每个测量场景都涉及一组特是的测量误差（区别于不确定度）：相较于尝试计觉灵敏度系数，采用特定测量误差并结合数学模型，通常能史完整地描述不确定度米源之间的相互关系，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）。进行伤真时，鉴于测量误差还未知，需进行人量的伤真循环以确定不确定度来源。收集整理仿直测量结果（每个仿直循环得到一个结果）开量化为标准偏差：通过标准偏差进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清楚，们其相五作用义非常复杂时，伤真技术就很实用。伤真研究的结果只对数学描述的测量过程有效。仿直技术通常用于对具有复杂相五关系的一组不确定度来源近行建模，从而将具简化为测量不确定度报告中的一个不确定度来源，参见JF1059.2。
附录A
（资料性附录）
GB/T24635.1—2020
GB/T16857和GB/T24635中坐标测量机计量特性之间的关系根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「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
GB/T16857系列标准
计量特性
GB/T16857中的MPE/MPL
机械几何误差
由GB/T16857
决定部分
探测系统误差
附加的假设
和已知
特定规范或要求或机构特定要求坐标测量机测量不确定度
GB/T24635系列标准
外部不确定度
影响因素：
操作者
被测变量
见GB/T18779.2
参见附录B
测盘重复性和复现性测试
期间核查
坐标测量机计量特性和测量不确定度之间的关系图A.14Www.bzxZ.net
GB/T 24635.1—2020
B.1概述
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本附录目的是提供指导，为用户在使用坐标测量机行测量时了解潜在的测量不确定度来源（见图B.1）。GB/T18779.2—2004第7章中的概念适用丁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成用。物理常册
测量过程
特性的定义
测量对象
测量人员
B.2测量环境
测世设备的
参考元件
测最设备
测量设置
软件和计算
测量不确定度影响因素
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，可能会引人额外的误差：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（例如操作者的休温）：
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。GB/T 24635.1—2020
如表B.1中所示，CB/T16857系列标准中定义的计量特性川反映与测量设备参考元件相关的测量不确定度，G13/T16857后续的改版或变更可能影响表13,1中的内容。表B.1GB/T16857系列标准与参考元件的关系标准
GB/T 16857.2
GB/T 16857.3
GB/T 16837.4
GB/T 16857.5
MPE/MPI
FR. FT. FA
P+rh+ Perb+ Pi: 或
Prr,Psn.P.u
其他不确定度影响因素可能包括：校准的不确定度：
上次校推之后的变化（稳定性）。B.4测量设备
不确定度影响因素
坐标测量机及测头标尺、包括材料、热膨胀系数、分辨率、线性误差、插值和后
旋转「作台的标尺（如果配备）扫描测头的标尺（如果配备）
方向测头系统的标尺（如果配备）由丁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川反映与测量设备相关的测量不确定度GB/T16857后续的改版或变史可能影响表B.2巾的内容表B.2测量设备与GB/T16857系列之间关系标准
GT3/T18857.2
GB/T 16857.2
GB/T 18837.2
GB/T 168$7.2
GB/T 16857.2
MPE/MPI
残余刚体几何误差
静态非刚体误差
动态机械几何误案
不确定度影响因素
在极限温度范围内的温度影响
参考球的Ⅱ径和形状
GB/T 24635.1—2020
G3/T 16857.2
GB/T 16857.2
GB/T 16837.2
G13/T 16837.2
GB/T 16857.3
GE/T16857.4
GB/T 16857.5
GB/T 16857.5
GB/T 18857.5
GB/T 16857.5
MPE/MPL
FR. FI. FA
PrT.,Pst.PtT
Petm,Pste.Pitm
Pein,Pery-Plr
表B.2（续）
测针尺小的标定
系统重复性
系统滑后
对工件载荷敏感度
旋转轴误差
连续接触扫措误差
不确宠度影响因素
在探测系统极限范用内的单探计探测误差（不包括尺寸误益包括重复性和系统误差）
探测系统
探测系统
探测系统
测量设置（不包括工件的定位和夹持）B.5
万向系统误
回定多测针误差
国宠多探头误差
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：
超山探测系统标定极限（见GB/T16857.5)的单探印和多探探测误差：一清洁程序，
B.6软件和计算
人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儿点：
可用算法的实现；
一觉法的止确性：
数据滤波：
兄常值处理：
B.7测量人员
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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