用平晶检定千分尺平面度的分析及其扩展不确定度的计算
摘要本文通过分析用平晶检定千分尺平面度的方法、原理和通过干涉带的形状判断千分尺的平面度，并分析了用平晶在检定千分尺平面度过程中的影响因素，从而评定了其平面度的测量不确定度。
关键词千分尺平晶平面度不确定度一、用平面平晶检定千分尺的平面度1、检定方法：根据《JJG212008千分尺检定规程》，千分尺测量面的平面度采用二级平晶以技术光波干涉法检定，将平面平晶的测量面与千分尺测量面研合，调整平晶使测量面上的干涉环或干涉带的数目尽可能少。2、基本原理：用平面平晶在检定千分尺平面度时，把平晶放在千分尺表面上，使平晶下表面与千分尺表面间形成一个劈尖的形空气层，干涉带的形成，是由发自同一光源的两组或几组白光光束进入平面平晶，一组光束从平晶下表面发射回来，通过平晶到达人眼，另一束光射向千分尺测量面，然后从千分尺测量面反射回来，当从千分尺表面反射的光比从平晶下表面反射的光多传播的路程Δ等于波长λ的整数倍时，相遇后互相加强，形成亮条纹的中心。当λ等于半波长λ2的奇数倍时，相遇后互相抵消，形成暗条纹的中心。在Δ接近半波长奇数倍时，是程度不同的互相抵消，相干结果出现光强不断由极大值逐渐变化为极小值，又从极小值变化为极大值，明暗条纹相间分布。由于空气层各处厚度有变化，干涉带发生于厚度相等的地方，同一厚度对应同一条纹，这种现象叫做等厚干涉，相邻明暗条纹间对应的空气层厚度变化为λ2。在日常检定中常用自然光（白光）做光源，自然光由七种单色光组成，波长各不相同，所以取平均值06mm作为白光的波长，则相邻明暗条纹间对应的空气层厚度变化为03mm。3、干涉带的形状：在千分尺测量面上形成的干涉带形状通常有直线形、弧形和圆形三种，如图所示。（1）直线形干涉带（如图1δ0）一般表示测量面非常平。（2）弧形干涉带（如图2δ12×03015mm）测量面凹凸情况可以这样判断，测量面中间凸的，干涉带的弯曲方向背向平晶与千分尺的接触点，测量面中间凹的，干涉带的弯曲方向朝向平晶与千分尺的接触点。测量面平面度δab×12λ（比值ab是靠目力估计的，a为干涉带弯曲度，b为干涉带宽度，λ为光波波长，白光λ06mm）（3）圆形干涉带（如图3δ3×0309mm）测量面凹凸情况可以这样判断，轻压平晶中央，如果干涉带向中心跑，说明测量面中间凹，干涉带向四周跑，说明中间凸的。平面度根据圈数决定，因为每圈干涉带都是测量r