杠桿千分尺、杠桿卡規(guī)規(guī)程

1本規(guī)程適用于測量范圍(0～100)mm,指示表分度值為0.001mm,0.002mm各種規(guī)格的杠桿千分尺和測量范圍(0～200)mm,分度值為0.001mm,0.002mm,0.005mm各種規(guī)格的杠桿卡規(guī)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。(杠桿千分尺和2引用文獻本規(guī)程引用下列文獻：JJF1001—1998通用計量術語及定義JJF1059—1999測量不確定度評定與表示JJF1094—2002測量儀器特性評定GB/T8061-2004杠桿千分尺使用本規(guī)程時，應注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。杠桿尺是利用尺架內(nèi)杠桿和齒輪機構(gòu)的傳動，將活動測砧的直線位移變?yōu)橹羔樀慕俏灰频挠嬃科骶?。主要用于測量精密制件的外尺寸。杠桿千分尺和杠桿卡規(guī)外形示意圖分別見圖1、圖2、圖3。7—按鈕；8—隔熱裝置；9-指示表；10—調(diào)零裝置；11—公差帶指示器2圖2I型杠桿卡規(guī)示意圖4.1杠桿尺及校對用量桿的測量面表面粗糙度3測量范圍(mm)測力(N)測力變化(N)4.3指針與表盤的相對位置指針的指向與表盤刻線的方向一致，無目力可見的傾斜。指針末端上表面到表盤表面的距離不大于0.5mm,指針應蓋住表盤上短刻線長度的30%～80%,4.4刻線寬度、刻線寬度差及指針末端寬度4.4.1杠桿千分尺固定套管縱刻線和微分筒上的刻線寬度為0.08mm～0.20mm;刻線寬度差不大于0.03mm。4.4.2表盤刻線寬度、指針末端寬度為0.10mm～0.20mm,表盤刻線寬度差、指針末端寬度與表盤刻線寬度之差均不大于0.05mm。4.5杠桿千分尺微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離杠桿千分尺微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離a不大于0.4mm(見圖4)。4.6杠桿千分尺微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置當微分筒零刻線與固定套管縱刻線對準后，微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的右邊緣應相切，若不相切，壓線不大于0.05mm,離線不大于0.10mm。4.7杠桿千分尺測微螺桿的軸向竄動杠桿千分尺測微螺桿的軸向竄動量，首次檢定不大于指示表的1/2個分度；后續(xù)檢定不大于指示表的1個分度。4.8杠桿尺測量面的平面度杠桿尺測量面的平面度符合表2規(guī)定。4測量范圍杠桿卡規(guī)測量面的平面度(μm)的平面度(μm)I型工型I型注：距測量面邊緣0.5mm的范圍內(nèi)不計。4.9杠桿尺兩測量面的平行度鎖緊可調(diào)測量桿或測微螺桿時，杠桿尺兩測量面的平行度符合表3規(guī)定。杠桿千分尺測量范圍用平晶檢定用量塊檢定用平晶檢定用量塊檢定杠桿卡規(guī)測量范圍型式用平晶檢定用量塊檢定用平晶檢定用量塊檢定I型I型工型4.10杠桿尺指示表的示值誤差及示值變動性杠桿千分尺指示表的示值最大允許誤差和示值變動性符合表4規(guī)定。杠桿卡規(guī)指示表的示值最大允許誤差和示值變動性符合表5規(guī)定。5表4杠桿千分尺指示表的示值最大允許誤差和示值變動性示值最大允許誤差士10分度內(nèi)士(10～30)分度±30分度外士0.5士1.0士1.5士1.0士2.0表5杠桿卡規(guī)指示表的示值最大允許誤差和示值變動性型式示值最大允許誤差(μm)士10分度內(nèi)士(10～30)分度士30分度外I型士0.5士1.0士2.0士3.0士1.54.11鎖緊可調(diào)測桿時產(chǎn)生的杠桿尺指示表的示值變化在鎖緊測微螺桿的情況下，分度值為0.001mm杠桿千分尺指示表指針的轉(zhuǎn)動量不大于1/3個分度，分度值為0.002mm杠桿千分尺指示表指針的轉(zhuǎn)動量不大于1/4個分度。杠桿卡規(guī)不大于1分度。4.12杠桿千分尺示值誤差杠桿千分尺的示值最大允許誤差符合表6規(guī)定。表6杠桿千分尺的示值最大允許誤差測量范圍最大允許誤差(μm)首次檢定后續(xù)檢定、使用中檢查士44.13校對用量桿工作尺寸偏差和尺寸變動量校對用量桿工作尺寸偏差不超過±0.5μm,尺寸變動量不大于0.5μm。距測量面分度值為0.001mm的不大于0.3μm;分度值為0.002mm的不大于0.5μm;分度值為0.005mm的不大于1.0μm。65通用技術要求5.1外觀杠桿尺無銹蝕、碰傷、斑點、劃痕和鍍層脫落等缺陷。表盤及測微頭上的刻線和數(shù)字清晰、均勻，無斷線等現(xiàn)象。表蒙透明、無波紋、劃痕及其他影響讀數(shù)質(zhì)量的缺陷。杠桿尺上標有制造廠名(或商標)出廠編號、分度值、測量范圍。后續(xù)檢定和使用中檢查的杠桿尺允許有不影響使用準確度的外觀缺陷。5.2各部分相互作用5.2.1各活動部件的相互作用應靈活可靠。5.2.2微分筒和調(diào)整螺母的轉(zhuǎn)動及測微螺桿和可調(diào)測桿的移動平穩(wěn)，無卡滯現(xiàn)象，測微螺桿無手感覺到的徑向擺動。5.2.3指示表的指針移動平穩(wěn)、靈活、無跳動和卡滯現(xiàn)象。在自由狀態(tài)時，指針位于負值刻線的外側(cè)；當按動按鈕時，指針能夠移動到正值刻線的外側(cè)。5.2.4活動測砧的移動量應大于0.5mm。5.2.5鎖緊裝置的作用應有效、可靠。5.2.6調(diào)零裝置的調(diào)整范圍不少于±5分度。工作狀態(tài)下零位不允許有變動。5.2.7公差帶指示器調(diào)整方便，能調(diào)節(jié)到表盤任意刻線位置，在工作狀態(tài)下不得有6計量器具控制計量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。6.1檢定條件6.1.1環(huán)境條件檢定室溫度為(20±5)℃。檢定前受檢杠桿尺和檢定器具在檢定室內(nèi)平衡溫度的時間應不少于2h。6.1.2檢定設備主要檢定設備見表7。檢定項目首次檢定后續(xù)檢定1外觀十十十2各部分相互作用十十十3萬能工具顯微鏡十十十4刻線寬度、寬度差及指針末端寬度萬能工具顯微鏡十一一7序號檢定項目首次檢定后續(xù)檢定5的端面棱邊至固定套管刻線面的距離萬能工具顯微鏡十6面的端面與固定套管十十十7面表面粗糙度十8分度值不大于0.2N的測力十十9杠桿千分尺測微螺桿的軸向竄動分度值不大于0.2N的測力十十2級平晶十十 四等量塊十十四等量塊十十十十十四等量塊十十十校對用量桿工作尺寸偏差光學計、測長機及十十十十十注：表中“+”表示應檢定，“—”表示可以不檢定。6.2檢定項目檢定項目見表7。6.3檢定方法6.3.1外觀86.3.2各部分相互作用目力觀察和手動試驗。6.3.3指針與表盤相對位置對于指針末端上表面到表盤刻線面距離的測量，在工具顯微鏡上用5倍的物鏡進行觀察，分別記下指針上表面和表盤在目鏡視野內(nèi)得到清晰影像時，顯微鏡筒的微動升降讀數(shù)裝置(或附加百分表)的兩次讀數(shù)，兩數(shù)之差作為檢定結(jié)果。6.3.4刻線寬度、寬度差及指針末端寬度杠桿千分尺固定套管縱刻線寬度、微分筒刻線寬度和表盤刻線寬度用工具顯微鏡測量。分別在固定套管、微分筒、表盤上任取至少三條刻線，測量每條刻線的寬度值，作為刻線寬度測量結(jié)果?？叹€寬度中最大值與最小值之差為刻線寬度差。指針末端寬度也在工具顯微鏡上直接測得，指針末端寬度與表盤刻線寬度之差中取最大值為該寬度差。6.3.5杠桿千分尺微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離在工具顯微鏡上測量。也可用厚度為0.4mm的塞尺進行比較測量。在微分筒一圈內(nèi)每轉(zhuǎn)動90°測量一次。6.3.6杠桿千分尺微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置測量下限調(diào)整正確后，使微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的右邊緣相切時，讀取微分筒零刻線與固定套管縱向刻線的偏移量。見圖5。6.3.7杠桿尺測量面和校對用量桿測量面的表面粗糙度用表面粗糙度比較樣塊以比較法進行測量。在進行比較時，所用的表面粗糙度樣塊和被檢測量面的加工方法應該相同，表面粗糙度樣塊的材料、形狀、表面色澤等也應盡可能與被檢測量面一致。判斷的準則是根據(jù)被檢測量面加工痕跡的深淺來決定表面粗糙度是否符合要求，當被檢測量面的加工痕跡深淺不超過表面粗糙度樣塊工作面加工痕跡深度時，則測量面的表面粗糙度一般不超過表面粗糙度樣塊的標稱值。6.3.8杠桿尺測力及測力變化將活動測砧軸線置于鉛直方向并使測砧與測力計的球面測頭接觸，在指針處于表盤兩極限位置上時，在測力計上分別讀取兩個數(shù)值作為測力的測量結(jié)果，兩數(shù)之差為測力6.3.9杠桿千分尺測微螺桿的軸向竄動調(diào)節(jié)測微螺桿，使測量面(測量下限為25mm以上的借助一延長桿見圖6)與測砧測量面接觸，并將指示表的指針調(diào)至零位附近，在測微螺桿的尾端沿軸線方向施加910N的壓力，指針的變動量即為測量結(jié)果。6.3.10杠桿尺測量面的平面度兩測量面的平面度用2級平面平晶以光波干涉法進行測量。調(diào)整平晶與被檢測量面間夾角，使出現(xiàn)的干涉條紋數(shù)為最少，用式(1)求得平面度：式中：△——平面度，μm;n——干涉帶條數(shù)。6.3.11杠桿尺兩測量面的平行度兩測量面平行度可以用平行平晶或量塊進行測量。用平行平晶測量時，依次將四塊厚度差為1/4螺距的平行平晶放入兩測量面間，移動測桿，使兩測量面與平行平晶接觸，輕輕轉(zhuǎn)動平晶，使兩工作面出現(xiàn)的干涉條紋數(shù)減至最少。鎖緊測桿，記下兩測量面上出現(xiàn)的干涉帶條數(shù)之和，以四塊平行平晶中出現(xiàn)干涉帶條數(shù)最多的數(shù)值作為測量結(jié)果。測量杠桿卡規(guī)時可用一塊平行平晶，以同樣方法測得兩測量面的平行度。用量塊測量時，采用其尺寸差為1/4螺距(約0.12mm)的四塊量塊進行。每個量塊以其同一部位放人圖7所示4個位置上分別在指示表上讀數(shù)，并求出最大與最小讀數(shù)的差值。同樣方法得到其余三塊量塊的測量結(jié)果，取四個差值中的最大值作為兩測量面的平行度。檢定杠桿卡規(guī)時，可用一塊量塊以同樣方法，測得兩測量面間平行度。兩種測量方法的結(jié)果發(fā)生爭議時，采用平行平晶的測量結(jié)果作為最終結(jié)果。6.3.12杠桿尺指示表示值誤差及示值變動性分度值為0.001mm,0.002mm,0.005mm的杠桿尺分別用三等量塊、四等量塊、五等量塊進行測量。在距表盤零位±10個分度內(nèi)，每隔2個分度測一點，在±10個分度外每10個分度測一點。所用量塊系列尺寸見表8(參照使用),如果指示表規(guī)定的指示范圍與表8所列不同，可以按照要求另外選定量塊尺寸。測量指示表示值誤差時，在兩測量面間夾持適當量塊對準零位，依次替換量塊并讀取指示表上各測量點的讀數(shù)值。對每一測量點，按動按鈕3次，取3次讀數(shù)的算術平均值作為該點讀數(shù)值，把該讀數(shù)值代入公式(2),求得該點示值誤差。Y;——指示表的讀數(shù)值；L;——檢定示值的量塊實際尺寸；L?——對零位用的量塊實際尺寸。例如：對分度值為0.002mm,規(guī)定的示值范圍為±0.06mm的指示表進行測量。當測量指示表正示值時，按表8所列量塊尺寸，用0.992mm量塊對準零位，依次用0.996mm,1mm,1.004mm,1.008mm,1.01mm的量塊替換測量；再用1.01mm量塊對準零位，依次用(1.05,1.07)mm量塊替換。測量指示表負示值時，先用1.01mm量塊對準零位，然后依次用1.006mm,1.002mm,0.998mm,0.994mm,0.992mm的量塊替換測量；再用1.07mm量塊對準零位，依次用1.03mm,1.01mm量塊替換測量。將各點讀數(shù)值代入公式(2),求得各測量點示值誤差。測量指示表示值變動性時，轉(zhuǎn)動測桿，調(diào)整好指針，使其分別處于零位和正負示值極限位置，鎖緊測桿，調(diào)好指針位置。連續(xù)撥動按鈕5次，取其中最大示值與最小示值之差作為該位置的測量結(jié)果。三個位置上所得測量結(jié)果中的最大值為示值變動性。測量下限為25mm以上的杠桿尺時，可借助圖6所示延長桿或量塊組合。檢定分度值0.001mm,規(guī)定的指示范圍士0.03mm,指示表示值誤差選用量塊尺寸(mm)受檢點(μm)02468(+)分度1(一)分度1檢定分度值0.002mm,規(guī)定的指示范圍±0.06mm,指示表示值誤差選用量塊尺寸(mm)受檢點(μm)048(+)分度1(一)分度檢定分度值0.005mm,規(guī)定的指示范圍±0.15mm,指示表示值誤差選用量塊尺寸(mm)受檢點(μm)01(一)分度16.3.13鎖緊可調(diào)測桿時產(chǎn)生的指示表示值變化在測量范圍上限、下限和中部附近選取測量點，在兩測量面間夾持適當量塊，使指針對準任意刻線，鎖緊測桿，讀取指針偏離值，其最大值作為測量結(jié)果。6.3.14杠桿千分尺示值誤差杠桿千分尺示值誤差在均勻分布于測量范圍內(nèi)的五個測量點上用四等量塊進行測量。五個測量點分別為A+5.12mm,A+10.24mm,A+15.36mm,A+21.5mm,25mm,其中A為測量下限。首先調(diào)整好測量下限，然后轉(zhuǎn)動微分筒，使示值分別處于各測量點，鎖緊測桿后，將相應尺寸的量塊放入兩測量面間，在指示表上讀出各點的讀數(shù)值。每一點要撥動按扭三次讀數(shù)，計算算術平均值作為該點的示值誤差，按公式(3)計算各受檢點的示值誤差，取各受檢點中絕對值最大的示值誤差為該尺的示值誤差。對于測量下限大于25mm的杠桿千分尺，可借助圖6所示延長桿參照測量范圍為(0～25)mm杠桿千分尺的方法進行。6.3.15校對用量桿工作尺寸偏差和尺寸變動量在光學計或測長機上用三等量塊以比較法測量。在量桿中心點進行三次讀數(shù)，取算術平均值作為量桿工作尺寸偏差。在儀器上分別讀取工作面上五個點(見圖8)的讀數(shù)，其最大值與最小值之差為尺6.3.16杠桿尺指示表的方位誤差將杠桿尺表盤的指針調(diào)至零位附近，鎖緊測桿。依次使表盤處于水平位置，測量軸線處于水平位置；表盤處于垂直，測量軸線處于水平位置；表盤和測量軸線處于垂直位置。三種狀態(tài)下讀取指示表的示值變化量，取最大變化量作為指示表方位誤差。經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的杠桿千分尺、杠桿卡規(guī)，發(fā)給檢定證書；不符合本規(guī)程要求的發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項目。格式見附錄C。杠桿尺的檢定周期不超過1年。杠桿千分尺示值誤差測量結(jié)果不確定度評定A.1測量任務和目標不確定度A.1.1測量任務用本規(guī)程確認的技術要求、測量原理、測量條件、測量方法和測量程序，測量杠桿千分尺示值誤差。下面以分度值為0.001mm,測量范圍為(0～25)mm、(75~100)mm的杠桿千分尺為例進行示值誤差測量結(jié)果不確定度評定。A.1.2目標不確定度Ur根據(jù)JJF1094—2002《測量儀器特性評定》中5.3.1.4的規(guī)定，評定杠桿千分尺示值誤差的擴展不確定度U(k=2)與其示值最大允許誤差的絕對值MPEV之比，應小于由式(A.1)可以得到與規(guī)程技術要求相對應的目標不確定度Ur(見表A.1)。杠桿千分尺測量范圍(mm)示值最大允許誤差MPE(μm)目標不確定度Ur(μm)A.2測量原理和方法A.2.1測量原理接觸式直接測量。A.2.2測量方法測量時，首先將杠桿千分尺的測量下限調(diào)至正確位置。對于(0～25)mm的杠桿千分尺，用兩測量面直接接觸調(diào)整零位；對其他測量范圍的用校對量桿或4等量塊調(diào)整零位。杠桿千分尺示值誤差在均勻分布于測量范圍內(nèi)的五個受檢點上用四等量塊進行測量。A.3不確定度來源列表和討論見表A.2。符號不確定度分量名稱l示值變動性引入的不確定度示值變動性對測量的影響2中心長度的測量不確定度符號不確定度分量名稱3線膨脹系數(shù)差引入的不確定度對溫度的敏感度存在差別4溫度對杠桿千分尺和量塊的影響存有差別5平面度對測量的影響6平行度對測量的影響A.4標準不確定度分量的說明和計算A.4.1usz——示值變動性引人的不確定度在重復性條件下，對示值進行5次測量，計算結(jié)果中最大值與最小值之差R取規(guī)程中規(guī)定的示值變動性的值，系數(shù)C可由極差系數(shù)表查出，引入的不確定度分量：A.4.2uir——量塊引入的不確定度根據(jù)JJG146—2003《量塊》規(guī)定，四等量塊中心長度的測量不確定度：Ug=0.20μm+2×10-?ln,估計為正態(tài)分布，對應99%置信區(qū)間的包含因子測量范圍為(0～25)mm時：檢定用25mm的量塊，引入的不確定度分量為uLR?,則uLR=U/k=0.25μm/測量范圍為(75～100)mm時：對零用75mm的量塊，引入的不確定度分量為uLRi,則uLRi=U/k=0.35μm/檢定用100mm的量塊，引入的不確定度分量為uLR?,則uLR?=U/k=0.40μm/測量范圍為(75～100)mm時：zμmA.4.3uxc——線膨脹系數(shù)差引入的不確定度假定線膨脹系數(shù)差在±1×10~6℃-1范圍內(nèi)服從矩形分布，b=0.6,依據(jù)規(guī)程取測量范圍為(0～25)mm時：μmμmuxc=axc×b=0.13μm×0.6=0.0測量范圍為(75～100)mm時：uxc=axc×b=0.50μm×0.6=0.A.4.4uwp——杠桿千分尺與量塊的溫度差引入的不確定度杠桿千分尺與量塊有一定的溫差存在，由實驗室溫度梯度變化的實驗數(shù)據(jù)得到此項誤差以等概率落于區(qū)間[-0.3,+0.3]℃內(nèi)，假定服從矩形分布，b=0.6則：測量范圍為(0～25)mm時：awp=25×103μm×11.5×10-6℃-1×0.3℃=uwp=awp×b=0.086μm×0.測量范圍為(75～100)mm時：awo=100×103μm×11.5×10-6℃-1×0.3℃=μmuwb=awo×b=0.34μm×0.6=0μmA.4.5upm——杠桿尺兩測量面的平面度引入的不確定度由不確定度評定中誤差限的半?yún)^(qū)間評定方法和峰一峰數(shù)據(jù)處理原則，取平面度誤差限的1/4,假定為矩形分布，分布因子b=0.6,于是有由平面度引入的不確定度的分upM=apm×b=0.075μm×0.6=0.0A.4.6upx——杠桿尺兩測量面的平行度引入的不確定度取平行度誤差限的1/4,假定為矩形分布，分布因子b=0.6,于是有由平行度引入的不測量范圍為(0～25)mm時：upx=apx×b=0.6μm×1/4×0.6=0.測量范圍為(75～100)mm時：ugx=apx×b=1.0μm×1/4×0.6=0.A.5合成標準不確定度uc由于各不確定度分量之間不具有值得考慮的相關性合成標準不確定度u.為： u(e)=√ua+uìa+uàc+uin+測量范圍為(0～25)mm時：μmu.(e)=√0.1292+0.102+0.0782+0.0522+0.0452+0.09μmμm取包含因子k=2,則擴展不確定度：測量范圍為(75～100)mm時：μmu.(e)=√0.1292+0.212+0.302+0.202+0.0452+0.152μmμm取包含因子k=2,則擴展不確定度U:=0.46μm×2=0.92μmA.6不確定度概算匯總不確定度概算匯總見表A.3。分量名稱評定類型分布類型次數(shù)系數(shù)分布因子量uxz(μm)usz示值變動性引入的不確定度A5B0uxc線膨脹系數(shù)差引人的不確定度B0溫度差引入的不確定度B0B0B0合成標準不確定度u。擴展不確定度U(k=2)分量名稱評定類型分布類型次數(shù)系數(shù)分布因子不確定度分usz示值變動性引入的不確定度A50B0不確定度B0溫度差引入的不確定度B0upm平面度引入的不確定度B0upx平行度引入的不確定度B0擴展不確定度U(k=2)A.7不確定度概算討論測量不確定度概算表明：測量范圍為(0～25)mm時：U=0.42μm<Ur(1.00μm)測量范圍為(75～100)mm時：U=0.92μm<Ur(1.33μm)符合測量不確定度合格判據(jù)U≤Ur,本測量方法可行。附錄B杠桿卡規(guī)指示表示值誤差測量結(jié)果不確定度評定用本規(guī)程確認的技術要求、測量原理、測量條件、測量方法和測量程序，測量杠桿卡規(guī)指示表示值誤差。以分度值為0.001mm測量范圍為(0～200)mm的I型指示表為例，對30分度外指示表示值誤差測量結(jié)果不確定度進行評定。表示值誤差的擴展不確定度U(k=2)與其示值最大允許誤差的絕對值MPEV之比，應由上式可以得到與規(guī)程技術要求相對應的目標不確定度Ur(見表B.1)。示值最大允許誤差MPE(μm)目定度Ur(μm)<-30或>+30B.2.2測量方法測量指示表示值誤差時，在兩測量面間夾持適當量塊對準零位，依次替換量塊并讀取指示表上各測量點的讀數(shù)值。對每一測量點，按動按鈕3次，取3次讀數(shù)的算術平均B.3不確定度來源列表和討論見表B.2。符號不確定度分量名稱1示值變動性引入的不確定度示值變動性對測量的影響2中心長度的測量不確定度3平面度對測量的影響4平行度對測量的影響B(tài).4標準不確定度分量的說明和計算B.4.1usz——示值變動性引入的不確定度在重復性條件下，對示值進行5次測量，計算結(jié)果中最大值