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镀层测厚仪主要用于测量金属材料表面镀层的厚度，一般采用无损检测方法。 但是，由于测量对象、测量方法、测量环境、设备等因素会引入很多测量误差，为保证测量结果的准确性和可靠性，有必要对不确定度进行分析。

今天，我们主要分析一下磁性测厚仪。

测试目的：

涂层测厚仪测量结果的不确定度分析

测试依据

GB/T 4956-2003《磁性基体上非磁性覆盖层厚度的磁法测量》； JJF 1059-1999 《测量不确定度的评定与表示》

考试科目

1000mm×100mm×5mm漆膜金属样品； 100mm×100mm×5mm基体金属试样

测试仪器

FMP40涂层测厚仪漆膜测厚仪，124μm±1.5μm校准膜（计量检定合格）

实验方法

启动仪器后，先调整仪器和探头对100mm×100mm×5mm贱金属试样进行归零校准，然后用相应的校准箔对仪器进行校准，最后将1000mm×100mm×5mm漆膜金属分取样到10个参考面，在不同的参考面重复测量10次，记录测量结果。

数学模型

Y=X+△X

Y——涂层厚度，μm

X——单次测量的涂层厚度测量值，μm

△X——测量系统引入的允许误差，μm

测量不确定度通常用测量过程的数学模型和不确定度的传播规律来评价。 根据数学模型和实验条件，本实验考虑的不确定性来源和评价方法如表1所示。

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标准不确定分量的评估

可重复测量引入的标准不确定度 U1

在相同的实验条件下，按照GB/T 4956-2003标准的要求，使用FMP40涂层测厚仪对漆膜金属试样的10个参考面进行10次测量。 测量值的平均值和标准差如表 2 所示。

仪器测量示值的最大允许误差引入的标准不确定度U2

仪器最小分辨率引入的标准不确定度U3

本实验所用涂层测厚仪的最小分辨率为0.1 μm，可得到标准不确定度U3=0.29×0.1=0.029 μm。

仪器无箔校准引入的标准不确定度U4

试样测量前，仪器进行无箔标定，将仪器的探头垂直放置在贱金属试样（无镀层）上，连续测量10次。 测量结果如表 3 所示。

仪器校准箔校准引入的标准不确定度 U5

测量漆膜金属样品时，选择厚度与其涂层相似的校准箔。 校准箔标记值为124 μm±1.5 μm，服从均匀分布（矩形分布），半宽为1.5 μm。 肯定。

2个

综合标准不确定度评估

3个

扩大的不确定性评估

取置信概率p=95%，包含因子k=2，扩展不确定性U95可表示为：

U95=kUc=2×1.47=2.94μm

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测量结果的不确定度报告

在此评定条件下，相对扩展不确定度U95=2.94μm，包含因子k=2，则测量结果表示为：X=（137.49±2.94）μm，k=2。

结语

从以上不确定度分析结果可以看出，在测量金属材料表面镀层厚度时，可以根据实际样品采取措施，尽可能排除一些影响因素漆膜测厚仪，如镀层厚度母材、材料边缘效应、材料表面附着物、探头方向等。有些影响因素可以通过人为措施避免，如强磁场环境、温湿度条件等。有些影响因素不容忽视，如如仪器测量示值的误差、仪器测量的最小分辨率、仪器使用的校准片等，在进行不确定度分析和评价时需要考虑这些因素，以提供更加客观和准确的测试结果。

选自：《理化检测-物理卷》Vol.52 2016.7