ISO TR 16015-2003 Geometrical product specifications (GPS) - Systematic errors and contributions to measurement uncertainty of length measurement due to thermal.pdf

1、 Numro de rfrence ISO/TR 16015:2003(F) ISO 2003RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 16015 Premire dition 2003-03-15Spcification gomtrique des produits (GPS) Erreurs systmatiques et contributions lincertitude de mesure de la longueur dues aux influences thermiques Geometrical product specifications (GPS) Systema

2、tic errors and contributions to measurement uncertainty of length measurement due to thermal influences ISO/TR 16015:2003(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim

3、ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices et que celles-ci y soient installes. Lors du tlchargement de ce fichier, les parties concernes acceptent de fait la responsabilit de ne pas enfreindre les co

4、nditions de licence dAdobe. Le Secrtariat central de lISO dcline toute responsabilit en la matire. Adobe est une marque dpose dAdobe Systems Incorporated. Les dtails relatifs aux produits logiciels utiliss pour la cration du prsent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du fichie

5、r; les paramtres de cration PDF ont t optimiss pour limpression. Toutes les mesures ont t prises pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-des

6、sous. ISO 2003 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci

7、-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2007 Publi en Suisse ii ISO 2003 Tous droits rservsISO/TR 16015:2003(F) I

8、SO 2003 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 1 3 Termes et dfinitions 2 3.1 Termes concernant le coefficient de dilatation thermique. 2 3.2 Termes concernant la dilatation thermique .3 3.3 Consquences dimensionnelles de l

9、a variation de temprature 4 3.4 Instruments et modes opratoires de mesure et mtrologie. 6 3.5 Grandeurs dimensionnelles relatives aux effets thermiques 7 4 Symboles et abrviations 8 5 Mode opratoire 10 5.1 Gnralits 10 5.2 valuation des incertitudes des tempratures de la pice et de ltalon de travail

10、11 5.3 valuation des incertitudes des coefficients de dilatation thermique 11 5.4 valuation de lincertitude de la longueur due une variation de la temprature ambiante . 12 5.5 valuation de la composante de lincertitude type due dautres effets thermiques 12 Annexe A (informative) Recommandations conc

11、ernant lenvironnement en temprature pour la mesure de la longueur 15 Annexe B (informative) Incertitude de la mesure de la longueur due aux effets thermiques Exemple . 37 Annexe C (informative) Relation avec la matrice GPS . 41 Bibliographie 43 ISO/TR 16015:2003(F) iv ISO 2003 Tous droits rservsAvan

12、t-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de fai

13、re partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrot

14、echnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres

15、 pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Exceptionnellement, lorsquun comit technique a runi des donnes de nature diffrente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (cela pouvant comprendre

16、 des informations sur ltat de la technique, par exemple), il peut dcider, la majorit simple de ses membres, de publier un Rapport technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas ncessairement tre rviss avant que les donnes fournies ne soient plus juges valabl

17、es ou utiles. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO/

18、TR 16015 a t labor par le comit technique ISO/TC 213, Spcifications et vrification dimensionnelles et gomtriques des produits. ISO/TR 16015:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs v Introduction Le prsent Rapport technique est un document de spcification gomtrique des produits (GPS) et doit tre considr

19、comme un document GPS global (voir lISO/TR 14638). Il influence les maillons 4, 5 et 6 des chanes de normes. Pour de plus amples informations concernant la relation du prsent Rapport technique avec les autres normes et la matrice GPS, voir lAnnexe C. Lincertitude de mesure de la temprature et de mes

20、ure dune temprature autre que la temprature normale de rfrence est lorigine dune incertitude des rsultats de mesure de la longueur. De plus, les mesures autres que la mesure de la temprature normale de rfrence entranent galement une erreur systmatique du rsultat de mesure. Le prsent Rapport techniqu

21、e traite du principe selon lequel la plupart des matriaux se dilatent ou se contractent avec la variation de leurs tempratures. Si la temprature de mesure est la temprature normale de rfrence, la dilatation thermique nominale est nulle, mais lincertitude de mesure de la temprature entrane une incert

22、itude du rsultat de la mesure. Des mesures de la longueur effectues des tempratures autres que la temprature normale de rfrence provoquent une dilatation thermique diffrentielle. Lajustage de linstrument de mesure, par comparaison par exemple avec un talon de travail, et lutilisation dudit instrumen

23、t pour mesurer la pice peuvent tre tous deux lorigine de cette dilatation. Une correction peut tre faite pour la dilatation thermique diffrentielle si les tempratures et la rponse aux variations thermiques de la pice, de ltalon de travail et de linstrument de mesure sont connues. Les tempratures ou

24、la rponse ne pouvant tre connues avec exactitude, il existe de ce fait une incertitude tant au niveau de la correction que du rsultat de mesure. Le prsent Rapport technique montre comment calculer lerreur systmatique correspondante et valuer la contribution thermique lincertitude de mesure. La compo

25、sante de lincertitude type qui rsulte des effets thermiques doit tre combine de manire habituelle (voir GUM) afin dvaluer lincertitude type compose dune mesure. Si ncessaire, une rgle de dcision approprie (par exemple une fraction acceptable de la tolrance relative la pice ou celle reprsente dans lI

26、SO 14253-1) peut tre applique de manire pouvoir dterminer la consquence de lincertitude dimensionnelle dorigine thermique sur les dcisions portant sur la conformit de la pice. LISO/TR 16015 est dveloppe pour venir lappui de lISO 1. Bien quil soit admis que le prsent Rapport technique, dvelopp pour v

27、enir lappui de lISO 1, devra tre rendu conforme lISO/TS 17450-2, le prsent document constituait la seule version ralisable possible au moment de sa publication. RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 16015:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs 1 Spcification gomtrique des produits (GPS) Erreurs systmatiques et cont

28、ributions lincertitude de mesure de la longueur dues aux influences thermiques 1 Domaine dapplication Le prsent Rapport technique dfinit les procdures de dtermination des erreurs, des corrections appropries et dvaluation des causes de lincertitude de mesure dues aux influences thermiques sur lexcuti

29、on de mesures de longueur, pour la spcification gomtrique des produits (GPS), lorsque la temprature moyenne est la temprature normale de rfrence, la temprature moyenne nest pas la temprature normale de rfrence et lorsque la moyenne est considre dans le temps et dans lespace, la temprature varie avec

30、 le temps. Trois cas sont considrs: a) la temprature moyenne est la temprature normale de rfrence; b) la temprature moyenne nest pas la temprature normale de rfrence et lutilisateur effectue des corrections; c) la temprature moyenne nest pas la temprature normale de rfrence et lutilisateur neffectue

31、 aucune correction. Le prsent Rapport technique fournit les dtails techniques ncessaires lanalyse de linfluence thermique, lorsque des analyses plus pousses, telles que celles conformes lISO/TS 14253-2, montrent que les effets thermiques constituent des causes significatives de lincertitude de mesur

32、e, de lerreur systmatique ou des deux la fois. Bien que les gradients de temprature ne soient pas traits de manire dtaille, le prsent document fournit quelques informations y affrentes (voir Annexe A). 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du p

33、rsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence (y compris les ventuels amendements) sapplique. ISO 1, Spcification gomtrique des produits (GPS) Temprature normale de rfrence pour la spcification gomtrique d

34、es produits et vrification Guide pour lexpression de lincertitude de mesure (GUM), BIPM, CEI, FICC, ISO, OIML, UICPA, UIPPA, 1995 Vocabulaire international des termes fondamentaux et gnraux de mtrologie (VIM), BIPM, CEI, FICC, ISO, OIML, UICPA, UIPPA, deuxime dition, 1993 ISO/TR 16015:2003(F) 2 ISO

35、2003 Tous droits rservs3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans le GUM et le VIM, ainsi que les suivants, sappliquent. 3.1 Termes concernant le coefficient de dilatation thermique 3.1.1 coefficient de dilatation thermique rapport de la variation

36、 fractionnelle de longueur sur la variation de temprature NOTE 1 En rgle gnrale, ce coefficient est une fonction de la temprature. Pour les besoins du prsent Rapport technique, une valeur moyenne du coefficient sur une plage de temprature est toutefois utilise conformment 20 20 (20, ) (2 0 ) T LL T

37、LT = (1) o la plage de temprature avoisine 20 C conformment lISO 1. NOTE 2 Des indices compltent le symbole pour dsigner le coefficient de dilatation thermique de la pice (cest-dire w ) et de ltalon de travail (cest-dire s ). NOTE 3 Le coefficient de dilatation thermique peut dcrire le comportement

38、dun corps non homogne tel quun talon de travail ou une pice composite, qui est un ensemble de diffrents matriaux. Le prsent document ntablit pas de distinction entre les coefficients de dilatation pour les talons de travail ou les pices homognes et composites. 3.1.2 coefficient de dilatation thermiq

39、ue mesur mcoefficient de dilatation thermique dun objet individuel spcifique dtermin de manire exprimentale NOTE 1 Ce coefficient peut tre obtenu partir du service dtalonnage dun laboratoire de mesurage agr ou partir dexpriences correctement ralises. NOTE 2 Des indices compltent le symbole mpour dsi

40、gner le coefficient mesur de dilatation thermique de la pice (cest-dire mw ) et de ltalon de travail (cest-dire ms ). 3.1.3 coefficient nominal de dilatation thermique n valeur approche du coefficient de dilatation thermique dans une plage de temprature comprise entre 20 C et T NOTE Des indices comp

41、ltent le symbole npour dsigner le coefficient nominal de dilatation thermique de la pice (cest-dire nw ) et de ltalon de travail (cest-dire ns ). Des valeurs estimes de nwet de nspeuvent tre obtenues partir dexpriences effectues sur des objets similaires ou partir des donnes publies. 3.1.4 incertitu

42、de du coefficient de dilatation thermique u() paramtre qui caractrise la dispersion des valeurs pouvant tre raisonnablement attribue au coefficient de dilatation thermique NOTE 1 Des indices sont ajouts au symbole u() pour dsigner lincertitude du coefficient de dilatation thermique de la pice cest-d

43、ire u( w ) et de ltalon de travail cest-dire u( s ). Ces valeurs, telles que celles de proprement dit, doivent tre soit des estimations, bases sur une loi de probabilit suppose, soit les rsultats des expriences effectues pour mesurer . NOTE 2 Lincertitude pour nest habituellement plus importante que

44、 celle pour m . ISO/TR 16015:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs 3 3.2 Termes concernant la dilatation thermique 3.2.1 dilatation thermique Evariation de longueur dun corps, tel quune pice ou un talon de travail, en rponse une variation de temprature 3.2.2 dilatation thermique base sur les coefficie

45、nts de dilatation thermique nominal ou mesur nEou mEestimation de la dilatation thermique dun objet entre une temprature de 20 C et sa temprature moyenne au moment de la mesure NOTE 1 Lestimation est base sur les coefficients de dilatation thermique nominal ou mesur: nE= n L(T 20 C) = n L mE= m L(T

46、20 C) = m L E= nEor mE(2) NOTE 2 Des indices compltent le symbole nEou mE pour dsigner la dilatation thermique sur la base des coefficients de dilatation thermique nominal/mesur de la pice (cest-dire nEwou mEw ) et de ltalon de travail (cest-dire nEsou mEs ). 3.2.3 longueur corrige L clongueur mesur

47、e ajuste pour la dilatation thermique calcule sur la base de la dilatation thermique mesure ou nominale NOTE La longueur corrige peut tre calcule selon la formule cmm E LL = ou cmn E LL = (3) 3.2.4 dilatation thermique diffrentielle diffrence entre les variations de longueurs de la pice et de ltalon de travail en rponse aux variations de temprature comprises entre 20 C et leurs tempratures au moment des mesu