容柵數(shù)顯標(biāo)尺校準(zhǔn)規(guī)范檢定規(guī)程

1容柵數(shù)顯標(biāo)尺校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于分辨力為0.005mm、0.01mm,測(cè)量范圍(0～2000)mm各種規(guī)格的容柵數(shù)顯標(biāo)尺的校準(zhǔn)。JJF1001—1998通用計(jì)量術(shù)語及定義JJF1059—1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示JJF1094—2002測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定GB/T22518—2008容柵數(shù)顯標(biāo)尺使用本規(guī)范時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。容柵數(shù)顯標(biāo)尺由容柵主尺和裝配有容柵數(shù)顯單元的游框組成，是用于測(cè)量線性位移的一種測(cè)量器具。其外形結(jié)構(gòu)示意圖見圖1和圖2。1—安裝板；2—支架；3—主尺；4—游框；5—功能鍵；6—顯示屏2圖2封閉式容柵數(shù)顯標(biāo)尺4計(jì)量特性4.1示值誤差最大允許誤差見表1。4.2示值變動(dòng)性示值變動(dòng)性要求見表1。漂移要求見表1。表1容柵數(shù)顯標(biāo)尺的計(jì)量特性計(jì)量特性分辨力最大允許誤差示值變動(dòng)性漂移注：校準(zhǔn)工作不判斷合格與否，上述計(jì)量特性僅供參考。5.1環(huán)境條件校準(zhǔn)時(shí)的室內(nèi)溫度與平衡溫度的時(shí)間應(yīng)符合表2規(guī)定，室內(nèi)相對(duì)濕度不大于70%。3室溫/℃5.2主要校準(zhǔn)設(shè)備主要校準(zhǔn)設(shè)備見表3。序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)設(shè)備名稱技術(shù)指標(biāo)1示值誤差專用測(cè)量裝置或量塊量塊：5等2示值變動(dòng)性3漂移注：L為測(cè)量行程。6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項(xiàng)目見表3。首先檢查外觀和各部分相互作用，游框的行程應(yīng)大于測(cè)量上限10mm,確定沒有影響校準(zhǔn)計(jì)量特性的因素后再進(jìn)行校準(zhǔn)。6.1示值誤差容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差采用專用測(cè)量裝置測(cè)量，測(cè)量上限不大于1000mm的非封閉式容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差也可以采用量塊測(cè)量。若對(duì)兩測(cè)量結(jié)果有爭(zhēng)議，采用專用測(cè)量裝置測(cè)量法的測(cè)量結(jié)果。6.1.1專用測(cè)量裝置測(cè)量法專用測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)原理示意見圖3。該測(cè)量裝置的標(biāo)準(zhǔn)器可以是激光干涉儀、光柵尺或線紋尺。測(cè)量時(shí)首先將容柵數(shù)顯標(biāo)尺安裝在專用測(cè)量裝置的夾具上，游框與拖板上的連接板固緊，調(diào)整容柵數(shù)顯標(biāo)尺的軸線與拖板移動(dòng)方向相平行并盡量靠近標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量軸線，以減少阿貝誤差的影響。4圖3專用測(cè)量裝置在起始測(cè)量位置將容柵數(shù)顯標(biāo)尺和專用測(cè)量裝置標(biāo)準(zhǔn)器示值置零，接著移動(dòng)拖板，使容柵數(shù)顯標(biāo)尺游框移動(dòng)，按規(guī)定的測(cè)量間隔進(jìn)行測(cè)量讀數(shù)。對(duì)于測(cè)量上限不大于300mm的容柵數(shù)顯標(biāo)尺，測(cè)量點(diǎn)不少于近似均勻分布的8個(gè)點(diǎn)；對(duì)于測(cè)量上限大于300mm小于等于1000mm的容柵數(shù)顯標(biāo)尺，測(cè)量點(diǎn)不少于近似均勻分布的10個(gè)點(diǎn)；對(duì)于測(cè)量上限大于1000mm的容柵數(shù)顯標(biāo)尺，測(cè)量點(diǎn)不少于近似均勻分布的20個(gè)點(diǎn)。還應(yīng)對(duì)量程范圍內(nèi)包含容柵數(shù)顯標(biāo)尺主柵一個(gè)節(jié)距近似均勻分布的5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。需要注意的是，在整個(gè)測(cè)量過程中，中途不得改變拖板的移動(dòng)方向，也不可以對(duì)容,的示值誤差e按式(1)計(jì)算：(1)l,——專用測(cè)量裝置的示值。取容柵數(shù)顯標(biāo)尺量程范圍內(nèi)各測(cè)量點(diǎn)示值誤差的最大值與最小值之差作為該容柵數(shù)6.1.2量塊測(cè)量法測(cè)量上限不大于1000mm的非封閉式容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差也可以采用5等量塊配合測(cè)量夾具進(jìn)行測(cè)量(見圖4或圖5),測(cè)量夾具的測(cè)砧固定在主尺上，測(cè)量板固定在游框安裝板上。以上兩種測(cè)量夾具的區(qū)別為測(cè)量板的球測(cè)頭位置不同，可任選其中一種。測(cè)量時(shí)，首先移動(dòng)游框使測(cè)量板的球測(cè)頭與測(cè)砧測(cè)量面接觸，顯示屏讀數(shù)“置零”。然后移動(dòng)游框，在球測(cè)頭和測(cè)砧測(cè)量面間放置相應(yīng)尺寸的量塊進(jìn)行接觸測(cè)量，從顯示屏讀出示值。每個(gè)測(cè)量點(diǎn)容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值與量塊實(shí)際尺寸之差即為該測(cè)量點(diǎn)的示值誤差，取量程范圍內(nèi)各測(cè)量點(diǎn)示值誤差的最大值與最小值之差作為該容柵數(shù)顯標(biāo)尺的示值誤差測(cè)量結(jié)果。測(cè)量點(diǎn)的選擇參照6.1.1的規(guī)定。注：測(cè)量夾具的測(cè)砧測(cè)量面平面度與表面粗糙度應(yīng)符合5等量塊的要求；測(cè)砧安裝時(shí)，測(cè)砧測(cè)量面與容柵數(shù)顯標(biāo)尺導(dǎo)向面的垂直度不大于10'。測(cè)量上限不大于400mm時(shí)，容柵數(shù)顯標(biāo)尺一般采用臥式測(cè)量，測(cè)量上限大于400mm小于等于1000mm時(shí)可以采用立式測(cè)量。5圖4量塊測(cè)量法(1)圖5量塊測(cè)量法(2)6.2示值變動(dòng)性容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值變動(dòng)性應(yīng)在其量程范圍內(nèi)的始、中、末三個(gè)位置附近進(jìn)行校準(zhǔn)，每個(gè)位置重復(fù)測(cè)量5次，5次測(cè)量值中的最大值與最小值之差為該校準(zhǔn)點(diǎn)的示值變動(dòng)性，取始、中、末三個(gè)位置示值變動(dòng)性中的最大值為容柵數(shù)顯標(biāo)尺的示值變動(dòng)性。6.3漂移將容柵數(shù)顯標(biāo)尺的游框置于工作行程的任意位置上，觀察容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值在1h經(jīng)校準(zhǔn)的容柵數(shù)顯標(biāo)尺，出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書應(yīng)給出校準(zhǔn)項(xiàng)目的測(cè)量結(jié)果及示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。8復(fù)校時(shí)間間隔容柵數(shù)顯標(biāo)尺的復(fù)校時(shí)間間隔，根據(jù)使用情況由用戶自行確定，建議不超過1年。9容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定之一(專用測(cè)量裝置測(cè)量法)A.1測(cè)量方法依據(jù)本校準(zhǔn)規(guī)范，用專用測(cè)量裝置(本實(shí)例采用激光干涉儀作為標(biāo)準(zhǔn)器)對(duì)分辨力為0.005mm、測(cè)量上限為300mm的容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差進(jìn)行測(cè)量，對(duì)示值誤差測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定。A.2數(shù)學(xué)模型各測(cè)量點(diǎn)示值誤差的數(shù)學(xué)模型為：式中：e——容柵數(shù)顯標(biāo)尺的示值誤差；l——容柵數(shù)顯標(biāo)尺的示值(20℃條件下);l?——激光干涉儀的示值(20℃條件下)。A.3方差和靈敏系數(shù)A.4各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度A.4.1容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值變動(dòng)性(△l)引入的不確定度u(△l)示值變動(dòng)性(△l)服從均勻分布，對(duì)校準(zhǔn)過程影響兩次，引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：A.4.2專用測(cè)量裝置引入的不確定度u(△l,)專用測(cè)量裝置的擴(kuò)展不確定度：測(cè)量上限L為300mm時(shí)，U=6μm,k=2,則：由于測(cè)量時(shí)激光干涉儀可以對(duì)溫度和線膨脹系數(shù)的影響進(jìn)行自動(dòng)修正，由此引入的不確定度可忽略不計(jì)。A.5各項(xiàng)不確定度分量一覽表將上述分析計(jì)算列入表A.1中。不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(x;)靈敏系數(shù)c;不確定度分量容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值變動(dòng)性△l1專用測(cè)量裝置的測(cè)量不確定度U7A.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u.和擴(kuò)展不確定度Uue=u(e)=√u2(△l)+u2(μmμmU=k·ue,取包含因子k=2,則：同理評(píng)定，分辨力為0.01mm、測(cè)量上限為2000mm的容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差測(cè)量不確定度U=0.026mm,包含因子k=2。8容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定之二(量塊測(cè)量法)B.1測(cè)量方法依據(jù)本校準(zhǔn)規(guī)范，用5等量塊對(duì)分辨力為0.005mm、測(cè)量上限為300mm的容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差進(jìn)行測(cè)量，對(duì)示值誤差測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定。B.2數(shù)學(xué)模型各測(cè)量點(diǎn)示值誤差的數(shù)學(xué)模型為式(1),考慮測(cè)量時(shí)測(cè)量不確定度因素的影響，式(1)變換為：式中：e——容柵數(shù)顯標(biāo)尺的示值誤差；l——容柵數(shù)顯標(biāo)尺的示值(20℃條件下);l?——5等量塊尺寸的實(shí)際值(20℃條件下);L——校準(zhǔn)點(diǎn)名義尺寸；g容柵數(shù)顯標(biāo)尺和量塊的平均線膨脹系數(shù)；δ——容柵數(shù)顯標(biāo)尺和量塊的溫度差；△t——容柵數(shù)顯標(biāo)尺和量塊平均溫度對(duì)20℃的差；B.3方差和靈敏系數(shù)靈敏系數(shù)：c?=3e/al=1;c?=de/al,=-1;cg=2e/dò,=L·a;B.4各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度B.4.1容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值變動(dòng)性(△l)引入的不確定度u(△l)示值變動(dòng)性(△l)服從均勻分布，對(duì)校準(zhǔn)過程影響兩次，引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：B.4.25等量塊引入的不確定度u(△l,)300mm5等量塊的測(cè)量不確定度U=2μm,k=2.58,近似認(rèn)為對(duì)校準(zhǔn)過程影響兩次，則：B.4.3容柵數(shù)顯標(biāo)尺和量塊的溫度差δ,引入的不確定度u(δ,)兩者在(20±5)℃條件下等溫不少于1h,估計(jì)兩者的溫度差δ,應(yīng)在±1.5℃范圍內(nèi)，服從均勻分布，得到：B.4.4容柵數(shù)顯標(biāo)尺和量塊線膨脹系數(shù)差(δ)引入的不確定度u(δ)容柵數(shù)顯標(biāo)尺和量塊的線膨脹系數(shù)為(11.5±1)×10-6℃-1,故兩者的膨脹系數(shù)差δ,為±2×10~6℃-1,服從三角形分布，得到：B.5各項(xiàng)不確定度分量一覽表將上述分析計(jì)算列入表B.1中。不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(x;)靈敏系數(shù)c;不確定度分量容柵數(shù)顯標(biāo)尺的示值變動(dòng)性△l1量塊的測(cè)量不確定容柵數(shù)顯標(biāo)尺和量塊的溫度差δ;容柵數(shù)顯標(biāo)尺和量塊的線膨脹系數(shù)差δ,B.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u。和擴(kuò)展不確定度U分辨力為0.005mm、測(cè)量上限為300mm時(shí)：ue=u(e)=√2.22+1.12+3.02+U=k·ue,取包含因子k=2,則：U=2×4.1μm=8.2μm≈0.009同理評(píng)定，分辨力為0.01mm、測(cè)量上限為1000mm的容柵數(shù)顯標(biāo)尺示值誤差測(cè)量不確定度U=0.018mm,包含因子k=2。附錄C校準(zhǔn)證書內(nèi)容a)標(biāo)題：校準(zhǔn)證書；b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn));d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁及總頁的標(biāo)識(shí)；e)送校單位的名稱和地址；f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；.g)進(jìn)行校準(zhǔn)日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果有效性的應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被校對(duì)象的接收h)