2024年10月25日发(作者：嬴秋月)
China Science & Technology Overview
工艺设计改造及检测检修
超声波测厚仪示值误差校准结果不确定度评定
（青海省计量检定测试院，青海西宁 810017）
摘 要：本文介绍了超声波测厚仪示值误差校准结果不确定度评定分析方法，为从事该项计量检定人员提供了可靠的依据。
关键词：超声波测厚仪；示值误差；不确定度
中图分类号：TH821.1 文献标识码：B 文章编号：1671-2064(2023)06-0079-03
于前访
1. 范围
校准结果的不确定度评定。
2. 引用文件
适用于分辨率为0.01mm超声测厚仪厚度示值误差
JJF1126—2004超声波测厚仪校准规范；
准，在仪器的测量范围内逐一用被测超声测厚仪探头与标
准厚度块相耦合，其所显示的数值即为测得的厚度，连续
测量3次，取平均值作为仪器的示值，仪器平均测量值
H
与标准厚度块的实际值之差即为示值误差
δ
H
。
（5）测量方法：将被测量仪器按其规定的程序进行校
3. 概述
JJF1059.1—2012测量不确定度评定与表示。
≤65%。
（1）测量依据：JJF1126—2004超声波测厚仪校准规范。
示值误差可以参照本不确定度评定方法。
（2）测量环境条件：温度: （20±5）℃ 、相对湿度
4. 数学模型
（3）测量标准：标准厚度块，名义值（3.3～200.0）mm，
以直接使用本不确定度评定结果。0.1级超声测厚仪厚度
（6）评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，可
扩展不确定度，
U
=(0.002～0.005)mm，
k
=2
。
度块名义值。
次数点
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
mm，最大允许误差为±(0.01mm～
H
/200)，
H
标准厚
3.35.57.71015
（4）被测对象：超声测厚仪，测量范围（0～200）
δ
H
—超声波测厚仪示值误差，mm；式中：
H
0
—标准厚度块实测厚度值，mm。
255
δ
H
=
H
−
H
0
H
—仪器的平均测量值，mm；
表1 10次重复性测量数据 （单位：mm）
9.9914.99
14.98
14.99
15.00
15.00
14.99
14.98
14.98
14.99
14.98
20.01
20.00
20.02
20.01
20.00
20.03
20.01
20.02
20.03
20.02
20
25.00
25.01
25.02
25.03
25.02
25.00
25.01
25.01
25.02
25.02
3.29
3.28
3.30
3.29
3.29
3.30
3.29
3.29
3.28
3.30
5.50
5.49
5.49
5.50
5.49
5.48
5.50
5.49
5.48
5.49
7.70
7.69
7.69
7.70
7.70
7.71
7.69
7.69
7.71
7.70
10.00
10.00
9.99
9.99
10.01
10.00
9.99
9.99
50.01
50.01
50.02
50.00
50.03
50.02
50.01
50.02
50.02
50.03
75.00
75.01
75.02
75.00
75.02
75.03
75.02
75.01
75.02
75.01
99.95
99.96
99.94
99.95
99.94
99.95
99.96
99.94
99.95
99.95
150.03
150.02
150.04
150.05
150.04
150.03
150.03
150.03
150.04
150.05
200.02
200.03
200.03
200.04
200.02
200.01
200.01
200.04
200.03
200.02
0.011
不确定度分量
u(H)
单次标准偏差
平均值
0.0043 0.0043 0.0046 0.0048 0.0046 0.0062 0.0056 0.0055 0.0056 0.0043
0.0074 0.0074 0.0079 0.0082 0.0079
3.2915.4917.698
10.01
9.99714.98820.015
0.011 0.0097 0.0095 0.0097 0.0074
25.01450.01775.01499.949150.036
0.0056
0.0097
200.025
0.0062
收稿日期：2022-09-26
作者简介：于前访（1971—），男，河南襄城人，本科，高级工程师，研究方向：电磁、医疗、温度、化学。
2023年3月下 第06期 总第402期
79
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
工艺设计改造及检测检修
5. 输入量标准不确定度分量的评定
5.1 输入量
H
标准不确定度分量
u(H)
的评定
China Science & Technology Overview
声波测厚仪重复测量的分散性引入，采用A类方法进行评
为最终测量结果，则输入量
H
标准不确定度分量
u(H)
按
定。选一台稳定的超声波测厚仪，在（3.3～200.0）mm各
s
(
δ
H
)
进行计算，计算结果如表1所示。
公式
u(H)
=
测量点处分别连续测量10次得到测量列，数据如表1所示。
3
5.2 输入量
H
0
标准不确定度分量
u
(
H
0
)的评定
1
10
在表1中，其平均值按公式
H
=
∑
H
i
进行计算，
10
i
=
1
输入量
H
0
标准不确定度分量
u
(
H
0
)来源于标准厚度块
U
u
(
H
0
)
3.3
0.002
0.001
5.5
0.002
0.001
7.7
输入量
H
标准不确定度分量
u(H)
主要来源于被检超
进行计算，计
10
−
1
算结果如表1所示，由于在实际测量中以3次的平均值作
单次标准偏差按公式
s
(
δ
H
)
=
i
=
1
∑
(
H
−
H
)
10
2
表2 标准厚度块的标准不确定度分量
u
(
H
0
)（
k
=2,单位：mm）
1015202550
0.002
0.001
0.002
0.001
0.002
0.001
0.002
0.001
0.002
0.001
75100
0.005
0.0025
C
i
150
0.005
0.0025
200
0.005
0.0025
0.002
0.001
0.002
0.001
标准不确定度分量
u
(
x
i
)不确定度来源
表3 不确定度分量汇总
3.3 mm
测量点标准不确定度
0.0043 mm
0.0043 mm5.5 mm
7.7 mm
10 mm
15 mm
20 mm
25 mm
50 mm
75 mm
0.0046 mm
0.0048 mm
0.0044 mm
0.0062 mm
0.0056 mm
0.0055 mm
0.0043 mm
0.0056 mm
0.0043 mm
0.0046 mm
0.0048 mm
0.0044 mm
1
0.0062 mm
0.0056 mm
0.0055 mm
0.0043 mm
0.0056 mm
0.0043 mm
|
C
i
|
u
(
x
i
)
u(H)
测量重复性
200 mm
3.3 mm
5.5 mm
10 mm
150 mm
100 mm
0.0062 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.0056 mm
0.0062 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.0056 mm
7.7 mm
15 mm
u
(
H
0
)
标准厚度块定值不确定度
200 mm
150 mm
100 mm
75 mm
50 mm
25 mm
20 mm
0.0025 mm
0.0025 mm
0.0025 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
-1
0.0025 mm
0.0025 mm
0.0025 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
80
2023年3月下 第06期 总第402期
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China Science & Technology Overview
工艺设计改造及检测检修
表4 合成标准不确定度及扩展不确定度
u
c
(
δ
H
)/mm
0.00441
0.00441
0.00490
0.00471
0.00628
0.00559
0.00569
0.00497
0.00613
0.00669
0.00569
0.00471
k
=2
0.009
0.010
0.010
0.013
0.012
0.012
0.012
0.010
0.013
0.014
0.012
不确定度，可根据上级校准证书给出的定值不确定度来评
定。采用B类方法进行评定。由标准厚度块校准证书给出
U
的每块标准厚度块的扩展不确定度按公式：
u(H
0
)=
进
k
行计算，计算结果如表2所示。
6. 合成标准不确定度的评定
灵敏系数：
mm
5.5
7.7
15
20
50
25
10
3.3
0.009
δ
H
=
H
−
H
0
6.1 测量模型：
c
1
=
∂
δ
H
=
1
δ
H
∂
δ
c
2
=
H
=−
1
δ
H
0
6.2 各不确定度分量汇总及计算（见表3）
可以得到合成标准不确定度，如表4所示。
7. 扩展不确定度的评定
按公式
u
c
(
δ
H
)
＝
c
1
⋅
u(H)
+
[
c
2
⋅
u(H
0
)
]
进行计算，
2
2
6.3 合成标准不确定度的计算
[]
100
150
200
75
行计算，各测量点示值误差的扩展不确定度，如表4所示。
8. 测量不确定度的报告与表示
示值误差测量结果的扩展不确定度，如表4所示。
超声测厚仪在3.3mm～200mm范围内测量结果的
取包含因子
k
=2,扩展不确定度按公式
U=ku
c
(
δ
H
)
进
[1] 国家质量监督检验检疫总局.超声波测厚仪校准规范(JJF1126-
2004)[S].2004-09-21.
[2] 国家质量监督检验检疫总局.测量不确定度评定与表示(JJF
1059.1-2012)[M].北京:中国质检出版社,2012.
参考文献
Evaluation of Uncertainty of Calibration Result of Indicating Value Error of Ultrasonic
Thickness Measuring Instrument
Abstract:This paper introduces the method of evaluating and analyzing the uncertainty of calibration results of
Key words:ultrasonic thickness gauge;indication error;uncertainty
(Qinghai Institute of Metrology and Verification, Xining Qinghai 810017)
YU Qianfang
indicating value error of ultrasonic thickness measuring instrument, which provides a reliable basis for the measurement
verification personnel.
2023年3月下 第06期 总第402期
81
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2024年10月25日发(作者：嬴秋月)
China Science & Technology Overview
工艺设计改造及检测检修
超声波测厚仪示值误差校准结果不确定度评定
（青海省计量检定测试院，青海西宁 810017）
摘 要：本文介绍了超声波测厚仪示值误差校准结果不确定度评定分析方法，为从事该项计量检定人员提供了可靠的依据。
关键词：超声波测厚仪；示值误差；不确定度
中图分类号：TH821.1 文献标识码：B 文章编号：1671-2064(2023)06-0079-03
于前访
1. 范围
校准结果的不确定度评定。
2. 引用文件
适用于分辨率为0.01mm超声测厚仪厚度示值误差
JJF1126—2004超声波测厚仪校准规范；
准，在仪器的测量范围内逐一用被测超声测厚仪探头与标
准厚度块相耦合，其所显示的数值即为测得的厚度，连续
测量3次，取平均值作为仪器的示值，仪器平均测量值
H
与标准厚度块的实际值之差即为示值误差
δ
H
。
（5）测量方法：将被测量仪器按其规定的程序进行校
3. 概述
JJF1059.1—2012测量不确定度评定与表示。
≤65%。
（1）测量依据：JJF1126—2004超声波测厚仪校准规范。
示值误差可以参照本不确定度评定方法。
（2）测量环境条件：温度: （20±5）℃ 、相对湿度
4. 数学模型
（3）测量标准：标准厚度块，名义值（3.3～200.0）mm，
以直接使用本不确定度评定结果。0.1级超声测厚仪厚度
（6）评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，可
扩展不确定度，
U
=(0.002～0.005)mm，
k
=2
。
度块名义值。
次数点
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
mm，最大允许误差为±(0.01mm～
H
/200)，
H
标准厚
3.35.57.71015
（4）被测对象：超声测厚仪，测量范围（0～200）
δ
H
—超声波测厚仪示值误差，mm；式中：
H
0
—标准厚度块实测厚度值，mm。
255
δ
H
=
H
−
H
0
H
—仪器的平均测量值，mm；
表1 10次重复性测量数据 （单位：mm）
9.9914.99
14.98
14.99
15.00
15.00
14.99
14.98
14.98
14.99
14.98
20.01
20.00
20.02
20.01
20.00
20.03
20.01
20.02
20.03
20.02
20
25.00
25.01
25.02
25.03
25.02
25.00
25.01
25.01
25.02
25.02
3.29
3.28
3.30
3.29
3.29
3.30
3.29
3.29
3.28
3.30
5.50
5.49
5.49
5.50
5.49
5.48
5.50
5.49
5.48
5.49
7.70
7.69
7.69
7.70
7.70
7.71
7.69
7.69
7.71
7.70
10.00
10.00
9.99
9.99
10.01
10.00
9.99
9.99
50.01
50.01
50.02
50.00
50.03
50.02
50.01
50.02
50.02
50.03
75.00
75.01
75.02
75.00
75.02
75.03
75.02
75.01
75.02
75.01
99.95
99.96
99.94
99.95
99.94
99.95
99.96
99.94
99.95
99.95
150.03
150.02
150.04
150.05
150.04
150.03
150.03
150.03
150.04
150.05
200.02
200.03
200.03
200.04
200.02
200.01
200.01
200.04
200.03
200.02
0.011
不确定度分量
u(H)
单次标准偏差
平均值
0.0043 0.0043 0.0046 0.0048 0.0046 0.0062 0.0056 0.0055 0.0056 0.0043
0.0074 0.0074 0.0079 0.0082 0.0079
3.2915.4917.698
10.01
9.99714.98820.015
0.011 0.0097 0.0095 0.0097 0.0074
25.01450.01775.01499.949150.036
0.0056
0.0097
200.025
0.0062
收稿日期：2022-09-26
作者简介：于前访（1971—），男，河南襄城人，本科，高级工程师，研究方向：电磁、医疗、温度、化学。
2023年3月下 第06期 总第402期
79
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工艺设计改造及检测检修
5. 输入量标准不确定度分量的评定
5.1 输入量
H
标准不确定度分量
u(H)
的评定
China Science & Technology Overview
声波测厚仪重复测量的分散性引入，采用A类方法进行评
为最终测量结果，则输入量
H
标准不确定度分量
u(H)
按
定。选一台稳定的超声波测厚仪，在（3.3～200.0）mm各
s
(
δ
H
)
进行计算，计算结果如表1所示。
公式
u(H)
=
测量点处分别连续测量10次得到测量列，数据如表1所示。
3
5.2 输入量
H
0
标准不确定度分量
u
(
H
0
)的评定
1
10
在表1中，其平均值按公式
H
=
∑
H
i
进行计算，
10
i
=
1
输入量
H
0
标准不确定度分量
u
(
H
0
)来源于标准厚度块
U
u
(
H
0
)
3.3
0.002
0.001
5.5
0.002
0.001
7.7
输入量
H
标准不确定度分量
u(H)
主要来源于被检超
进行计算，计
10
−
1
算结果如表1所示，由于在实际测量中以3次的平均值作
单次标准偏差按公式
s
(
δ
H
)
=
i
=
1
∑
(
H
−
H
)
10
2
表2 标准厚度块的标准不确定度分量
u
(
H
0
)（
k
=2,单位：mm）
1015202550
0.002
0.001
0.002
0.001
0.002
0.001
0.002
0.001
0.002
0.001
75100
0.005
0.0025
C
i
150
0.005
0.0025
200
0.005
0.0025
0.002
0.001
0.002
0.001
标准不确定度分量
u
(
x
i
)不确定度来源
表3 不确定度分量汇总
3.3 mm
测量点标准不确定度
0.0043 mm
0.0043 mm5.5 mm
7.7 mm
10 mm
15 mm
20 mm
25 mm
50 mm
75 mm
0.0046 mm
0.0048 mm
0.0044 mm
0.0062 mm
0.0056 mm
0.0055 mm
0.0043 mm
0.0056 mm
0.0043 mm
0.0046 mm
0.0048 mm
0.0044 mm
1
0.0062 mm
0.0056 mm
0.0055 mm
0.0043 mm
0.0056 mm
0.0043 mm
|
C
i
|
u
(
x
i
)
u(H)
测量重复性
200 mm
3.3 mm
5.5 mm
10 mm
150 mm
100 mm
0.0062 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.0056 mm
0.0062 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.0056 mm
7.7 mm
15 mm
u
(
H
0
)
标准厚度块定值不确定度
200 mm
150 mm
100 mm
75 mm
50 mm
25 mm
20 mm
0.0025 mm
0.0025 mm
0.0025 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
-1
0.0025 mm
0.0025 mm
0.0025 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
0.001 mm
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2023年3月下 第06期 总第402期
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工艺设计改造及检测检修
表4 合成标准不确定度及扩展不确定度
u
c
(
δ
H
)/mm
0.00441
0.00441
0.00490
0.00471
0.00628
0.00559
0.00569
0.00497
0.00613
0.00669
0.00569
0.00471
k
=2
0.009
0.010
0.010
0.013
0.012
0.012
0.012
0.010
0.013
0.014
0.012
不确定度，可根据上级校准证书给出的定值不确定度来评
定。采用B类方法进行评定。由标准厚度块校准证书给出
U
的每块标准厚度块的扩展不确定度按公式：
u(H
0
)=
进
k
行计算，计算结果如表2所示。
6. 合成标准不确定度的评定
灵敏系数：
mm
5.5
7.7
15
20
50
25
10
3.3
0.009
δ
H
=
H
−
H
0
6.1 测量模型：
c
1
=
∂
δ
H
=
1
δ
H
∂
δ
c
2
=
H
=−
1
δ
H
0
6.2 各不确定度分量汇总及计算（见表3）
可以得到合成标准不确定度，如表4所示。
7. 扩展不确定度的评定
按公式
u
c
(
δ
H
)
＝
c
1
⋅
u(H)
+
[
c
2
⋅
u(H
0
)
]
进行计算，
2
2
6.3 合成标准不确定度的计算
[]
100
150
200
75
行计算，各测量点示值误差的扩展不确定度，如表4所示。
8. 测量不确定度的报告与表示
示值误差测量结果的扩展不确定度，如表4所示。
超声测厚仪在3.3mm～200mm范围内测量结果的
取包含因子
k
=2,扩展不确定度按公式
U=ku
c
(
δ
H
)
进
[1] 国家质量监督检验检疫总局.超声波测厚仪校准规范(JJF1126-
2004)[S].2004-09-21.
[2] 国家质量监督检验检疫总局.测量不确定度评定与表示(JJF
1059.1-2012)[M].北京:中国质检出版社,2012.
参考文献
Evaluation of Uncertainty of Calibration Result of Indicating Value Error of Ultrasonic
Thickness Measuring Instrument
Abstract:This paper introduces the method of evaluating and analyzing the uncertainty of calibration results of
Key words:ultrasonic thickness gauge;indication error;uncertainty
(Qinghai Institute of Metrology and Verification, Xining Qinghai 810017)
YU Qianfang
indicating value error of ultrasonic thickness measuring instrument, which provides a reliable basis for the measurement
verification personnel.
2023年3月下 第06期 总第402期
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