計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告光學(xué)儀器

1、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱檢定光學(xué)儀器標(biāo)準(zhǔn)器組建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)單位鎮(zhèn)江市計(jì)量所計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人包劍籌建起止日期1985年12月說 明1、申請(qǐng)建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)填寫計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核合格后由申請(qǐng)單位存檔。2、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人填寫。3、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告用計(jì)算機(jī)打印或墨水筆填寫，要求字跡工整清晰。目 錄一、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成（1）二、選用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備（2）三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)（3）四、環(huán)境條件（3）五、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖（4）六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量重復(fù)性考核（5）七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核（6）八、測(cè)量不確定度評(píng)定（7）九、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度驗(yàn)

2、證 （10）十、結(jié) 論（11）十一、附加說明 （11）一、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成按JJG56-2000工具顯微鏡檢定規(guī)程，JJG57-1999光學(xué)、數(shù)顯分度頭檢定規(guī)程、JJG108-1982投影儀檢定規(guī)程，本套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)主要用于萬能工具顯微鏡和大、小型工具顯微鏡的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢驗(yàn)以及用于檢定新制造、修理后和使用中的光學(xué)、數(shù)顯分度頭及測(cè)量用投影儀。以檢定儀器示值誤差為例，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理敘述如下：1. 檢定工具顯微鏡1.1 檢定萬能工具顯微鏡在主顯微鏡上安裝輪廓目鏡，移動(dòng)滑板使毫米刻度尺處于零位，將玻璃刻度尺放置在儀器工作臺(tái)中間位置上，調(diào)整玻璃刻度尺及工作臺(tái)，使玻璃刻度尺平行

3、于滑板移動(dòng)方向，并使其零線與輪廓目鏡視場(chǎng)中的雙線對(duì)準(zhǔn)，按儀器讀數(shù)裝置進(jìn)行讀數(shù)。然后依次每移動(dòng)25mm，使玻璃刻度尺的相應(yīng)影像與輪廓目鏡中的雙線對(duì)準(zhǔn)，并依次按讀數(shù)裝置讀數(shù)。每點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行4次對(duì)準(zhǔn)和讀數(shù)，取其平均值作為該點(diǎn)上的讀數(shù)。儀器的示值誤差應(yīng)在工作臺(tái)正、反行程上進(jìn)行檢定。1.2 檢定大、小工具顯微鏡在主顯微鏡上安裝輪廓目鏡，借助相應(yīng)尺寸的量塊或轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒使滑板處于對(duì)應(yīng)工作行程的中間位置上，將玻璃刻度尺放置在儀器工作臺(tái)中間位置上，調(diào)整玻璃刻度尺及工作臺(tái)，使玻璃刻度尺平行于滑板移動(dòng)方向，并使其零線與輪廓目鏡視場(chǎng)中的雙線對(duì)準(zhǔn)，記下儀器微分筒的起始讀數(shù)。然后依次每隔5mm檢定。每點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行4次對(duì)準(zhǔn)和讀數(shù)，

4、取其平均值作為該點(diǎn)上的讀數(shù)。當(dāng)正向行程檢定至微分筒終點(diǎn)后，再反向行程上進(jìn)行檢定至微分筒起點(diǎn)。微分筒示值誤差檢定后，還應(yīng)檢定儀器使用量塊時(shí)的示值誤差。2. 檢定光學(xué)、數(shù)顯分度頭以檢定分度值為10²的分度頭為例。將多面棱體借助心軸固定在分度頭上,儀器度盤位于0°位置，調(diào)整多面棱體使其0°工作面與自準(zhǔn)直儀照準(zhǔn)，在分度頭讀數(shù)裝置中讀數(shù)。然后轉(zhuǎn)動(dòng)分度頭使度盤分別為30°、60°330°位置，在讀數(shù)裝置中分別讀數(shù)。這一檢定應(yīng)在分度頭正、反方向上各檢一次，對(duì)棱體偏差修正之后，分別求得每個(gè)測(cè)回的誤差值，示值誤差以正、反方向上最大值與最小值之差來確定。

5、3. 檢定投影儀以檢定螺旋副機(jī)構(gòu)為例。將玻璃刻度尺放置在儀器工作臺(tái)中間位置上，調(diào)整玻璃刻度尺，使其平行于滑板移動(dòng)方向。在影屏中心安置雙刻線分劃板，并使其對(duì)準(zhǔn)玻璃刻度尺零線，記下微分筒的起始讀數(shù)。然后根據(jù)微分筒的受檢點(diǎn)依次轉(zhuǎn)動(dòng)并讀數(shù)。示值誤差以正、反方向上最大值與最小值之差來確定本套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)主要由二等玻璃刻度尺和三等多面棱體等組成。1二、選用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器名 稱型 號(hào)測(cè)量范圍不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差制造廠及出廠編號(hào)檢定證書號(hào)玻璃線紋尺(0200)mm二等 /802428蘇長06字第2002299號(hào)光學(xué)儀器檢具北京計(jì)量工廠 /70213蘇長04字第2002239號(hào)正

6、多面棱體24面三等中國計(jì)量院工廠/8413蘇長04字第2002674號(hào)主要配套設(shè)備數(shù)顯電感測(cè)微儀DGJ-6(0±0.1)mm±0.3mm中原量儀廠 /19 蘇長11字第2002107號(hào)量塊83塊組(0.5100)mm三等成都量具刃具廠/71121蘇長01字第2002215號(hào)量塊83塊組(0.5100)mm三等成都量具刃具廠/2694蘇長01字第2002249號(hào)平直度檢查儀5mm/m哈爾濱量具刃具廠/1-279102B4504扭簧比較儀0±0.05mm哈爾濱量具刃具廠/0086102B4512特殊平晶L-40mm北京計(jì)量工廠102A40242三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指

7、標(biāo)1.二等玻璃線紋尺 測(cè)量范圍：(0200)mm；最大允許誤差：±0.5mm.2.正多面棱體測(cè)量范圍：(0360)° ，24面；最大允許誤差：±0.5².四、環(huán)境條件項(xiàng) 目要 求實(shí) 際 情 況結(jié) 論溫 度(20±1)20合格溫度變化1/h0.3/h合格3五、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖上一級(jí)計(jì)量器具江蘇省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所一等標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角儀0200mm 360°=±(0.1+0.5l)mm =±0.2²直 接 測(cè) 量本單位計(jì)量器具鎮(zhèn)江市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所檢定光學(xué)儀器標(biāo)準(zhǔn)器組0200mm 360

8、°=±(0.2+1.5l)mm =±0.5²直 接 測(cè) 量下一級(jí)計(jì)量器具鎮(zhèn)江市各企事業(yè)單位工具顯微鏡 光學(xué)、數(shù)顯 光學(xué)、數(shù)顯 投影儀 讀數(shù)顯微鏡 分度臺(tái) 分度頭 200´100 360° 360° 200´200 010mm=±(1+10l)mm =±2² =±2² =±(4+20l)mm =±10mm4六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量重復(fù)性考核以檢定萬能工具顯微鏡縱向200mm受檢點(diǎn)為例。測(cè)量重復(fù)性是使儀器毫米線紋尺處于零位，同時(shí)調(diào)整好玻璃線紋尺，使玻璃線紋

9、尺的零線與輪廓目鏡視場(chǎng)中的雙線對(duì)準(zhǔn)，按儀器讀數(shù)裝置進(jìn)行讀數(shù)。然后移動(dòng)滑板至200mm處，使玻璃線紋尺的相應(yīng)影像與輪廓目鏡中的雙線對(duì)準(zhǔn)，并按讀數(shù)裝置讀數(shù)。重復(fù)對(duì)準(zhǔn)200mm刻線并讀數(shù)，進(jìn)行10次，得以下數(shù)據(jù)：200.0000mm; 200.0001mm; 200.0002mm; 200.0002mm; 200.0002mm;200.0002mm; 200.0001mm; 200.0001mm; 200.0002mm; 200.0003mm.得：n=10；平均值=200.00016mm.于是其重復(fù)性為： s=0.09mm該數(shù)值小于測(cè)量不確定度評(píng)定（4.1）中引入的單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.12mm計(jì)

10、量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性考核合格。5七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核 現(xiàn)將歷年(2000年2002年)江蘇省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所的二等玻璃線紋尺檢定證書中檢定數(shù)據(jù)作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核的有效數(shù)據(jù)(以200mm為例)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析： 檢定日期檢定證書號(hào)玻璃線紋尺200mm點(diǎn)實(shí)際尺寸（mm）2000年9月21日蘇長06字第2000337200mm -0.2mm2001年9月12日蘇長06字第2001209200mm -0.2mm2002年9月17日蘇長06字第2002299號(hào)200mm -0.5mm上表中，最大值與最小值之差為-0.3mm，0.50mm，符合JJG73-1994長度至200mm一、二等玻璃線紋尺檢定規(guī)

11、程中關(guān)于玻璃尺全長的年變化量的要求。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核合格。6八、測(cè)量不確定度評(píng)定1 概述1.1 測(cè)量方法：依據(jù)JJG56-2000工具顯微鏡檢定規(guī)程。1.2 環(huán)境條件：溫度（20±1）。1.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：二等玻璃線紋尺,測(cè)量范圍：(0200)mm；最大允許誤差：±0.5mm.1.4 被測(cè)對(duì)象：以檢定萬能工具顯微鏡示值誤差為例評(píng)定測(cè)量不確定度。1.5 測(cè)量過程：在主顯微鏡上安裝輪廓目鏡，移動(dòng)滑板使毫米線紋尺處于零位，將玻璃線紋尺放置在儀器工作臺(tái)中間位置上，調(diào)整玻璃線紋尺及工作臺(tái)，使玻璃線紋尺平行于滑板移動(dòng)方向，并使其零線與輪廓目鏡視場(chǎng)中的雙線對(duì)準(zhǔn)，按儀器讀數(shù)裝置進(jìn)行讀數(shù)。

12、然后依次每移動(dòng)25mm，使玻璃線紋尺的相應(yīng)影像與輪廓目鏡中的雙線對(duì)準(zhǔn)，并依次按讀數(shù)裝置讀數(shù)。每點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行4次對(duì)準(zhǔn)和讀數(shù)，取其平均值作為該點(diǎn)上的讀數(shù)。儀器的示值誤差應(yīng)在工作臺(tái)正、反行程上進(jìn)行檢定。各點(diǎn)示值誤差分別不大于（1+L/100）mm。下面分析萬能工具顯微鏡縱向示值誤差的測(cè)量不確定度。2 數(shù)學(xué)模型萬能工具顯微鏡各點(diǎn)示值誤差按式（1）計(jì)算：i = (ai - a0 )Li（mm） (1)式中：i每一受檢點(diǎn)的序號(hào)，i=1，2，3，； ai 、a0第i受檢點(diǎn)和起始點(diǎn)上儀器的讀數(shù)（mm）； Li檢定第i點(diǎn)時(shí)玻璃線紋尺所用的一段實(shí)際尺寸（mm）。考慮到測(cè)量中可能導(dǎo)致不確定度的其它來源，式（1）可寫成：

13、i = (ai - a0 )Li +a+b (2)式中：a檢定時(shí)溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度對(duì)檢定結(jié)果的影響； b檢定時(shí)玻璃線紋尺與儀器的溫度差對(duì)檢定結(jié)果的影響。3 方差和靈敏系數(shù)依，有 (3)式ai、a0、Li、a、b的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。又，式靈敏系數(shù)的絕對(duì)值均為1，故 (4)4 計(jì)算分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度 4.1 測(cè)量重復(fù)性估算的不確定度分量7八、測(cè)量不確定度評(píng)定不確定度來源相同，故以受檢點(diǎn)為200mm為例，測(cè)量重復(fù)性是使儀器毫米線紋尺處于零位，同時(shí)調(diào)整好玻璃線紋尺，使玻璃線紋尺的零線與輪廓目鏡視場(chǎng)中的雙線對(duì)準(zhǔn)，按儀器讀數(shù)裝置進(jìn)行讀數(shù)。然后移動(dòng)滑板至200mm處，使玻璃線紋尺的相應(yīng)影像與輪廓目鏡中的雙線對(duì)準(zhǔn)，并

14、按讀數(shù)裝置讀數(shù)。重復(fù)對(duì)準(zhǔn)200mm刻線并讀數(shù)，進(jìn)行10次，得以下數(shù)據(jù)：200.0000mm; 200.0001mm; 200.0004mm; 200.0002mm; 200.0002mm;200.0002mm; 200.0001mm; 200.0001mm; 200.0003mm; 200.0003mm.實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s=0.12mm，n=10。在實(shí)際檢定中每點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行四次對(duì)準(zhǔn)和讀數(shù)，取其平均值作為該點(diǎn)讀數(shù)，故有=0.06mm4.2 標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺的不確定度分量二等標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺檢定結(jié)果的測(cè)量不確定度為：(0.2+1.5L)mm，置信概率為99.97%。當(dāng)L=200mm時(shí)，該點(diǎn)不確定度為0.5mm，

15、置信概率99.97%按正態(tài)分布處理，對(duì)應(yīng)的包含因子kp=3，則=0.17mm4.3 溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度對(duì)檢定結(jié)果的影響引入的不確定度分量u4 按JJG56-2000工具顯微鏡檢定規(guī)程要求，當(dāng)檢定萬能工具顯微鏡時(shí)，檢定室內(nèi)的溫度為（20±1）。溫度的影響體現(xiàn)在儀器毫米線紋尺與標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺的線膨脹系數(shù)差的不確定度上，儀器毫米線紋尺與標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺的線膨脹系數(shù)均在(10.2±0.5)´10-6 -1范圍內(nèi)滿足矩形分布，則線膨脹系數(shù)差在±1.0´10-6 -1的區(qū)間內(nèi)滿足三角分布。按偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度1計(jì)算，得mm估計(jì)其相對(duì)不確定度為10%，得自由度4=50

16、。4.4 標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺與儀器的溫度差對(duì)檢定結(jié)果的影響引入的不確定度分量u5標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺和儀器平衡溫度時(shí)間充分后，溫度差以等概率落于估計(jì)區(qū)間（-0.3+0.3）內(nèi)任何處，即溫度差在估計(jì)區(qū)間（-0.3+0.3）內(nèi)為均勻分布，溫度差對(duì)檢定結(jié)果的影響量的誤差限b=200mm´(10.2´10-6) -1´0.3=0.61mm。所以，有8八、測(cè)量不確定度評(píng)定mm估計(jì)其相對(duì)不確定度為25%，得自由度5=8。5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 =0.062+0.062+0.172+0.092+0.362 =0.1738(mm)20.42mm6 有效自由度7 擴(kuò)展不確定度0.90mm8 報(bào)告萬能工具顯微鏡縱向示值誤差的擴(kuò)展不確定度：U95=0.90mm，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度mm，有效自由度，包含因子kp = t95(14) = 2.16，從而具有約為95%概率的置信區(qū)間。9九、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度驗(yàn)證以一臺(tái)穩(wěn)定的萬能工具顯微鏡，分別用我所及揚(yáng)州市計(jì)量所的檢定光學(xué)儀器標(biāo)準(zhǔn)器組進(jìn)行檢定，檢定數(shù)據(jù)如下：檢定單位200mm點(diǎn)示值誤差（mm）擴(kuò)展不確定度我所1.5U95=0.90mm揚(yáng)州市計(jì)量所1.3U95¢=0.91mm 可得：=0.2mm1.3mm計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度驗(yàn)