數(shù)顯測高儀校準規(guī)范

1本規(guī)范適用于分辨力為0.1μm、0.2μm、0.5μm的數(shù)顯測高儀的校準。本規(guī)范引用下列文獻：JJF1001—1998通用計量術(shù)語及定義JJF1094—2002測量儀器特性評定JJF1130—2005幾何量測量設(shè)備校準中的不確定度評定指南GB/T22094-2008電子數(shù)顯測高儀使用本規(guī)范時，應(yīng)注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。數(shù)顯測高儀是基于精密機械、現(xiàn)代傳感技術(shù)和電子技術(shù)的立式單坐標數(shù)字化幾何量測量儀器，用來測量平行平面之間距離、孔和軸直徑、中心距以及相關(guān)形位誤差等。其外形結(jié)構(gòu)見圖1。1—立柱；2—控制與顯示器；3—測量滑座；4-測頭；5—底座24.計量特性4.1測量力數(shù)顯測高儀的測量力范圍和測量力變化不超過表1的要求。分辨力(μm)測量力范圍(N)測量力變化(N)1數(shù)顯測高儀的正面垂直度和側(cè)面垂直度不超過表2的要求。分辨力(μm)量程(mm)側(cè)面垂直度(μm)810050數(shù)顯測高儀的未值變動性不超過表3的要求。分辨力(μm)示值最大允許誤差124.4示值誤差數(shù)顯測高儀的示值誤差不超過表3的要求。5校準條件5.1環(huán)境條件校準室的溫度、溫度變化及被校數(shù)顯測高儀和測量標準器在校準室內(nèi)的等溫時間見表4。測量時不應(yīng)有影響校準結(jié)果的振動。3表4校準條件溫度(℃)溫度變化(℃/h)校準室內(nèi)的等溫時間(h)在校準之前，應(yīng)對被校數(shù)顯測高儀開機預(yù)熱，預(yù)熱時間不少于15min。5.2測量標準器及其他設(shè)備測量標準器及其他設(shè)備見表5序號校準項目1測量力2三角形直角尺，00級34示值誤差3等、4等量塊首先檢查外觀和各部分相互作用，確定沒有影響校準計量特性的因素后再進行校準。6.1測量力用電子測力計測量數(shù)顯測高儀的測量力，每個位置重復(fù)測量了次，取5次測得值的應(yīng)在量程范圍內(nèi)上、下兩個位置進行測量。6.2垂直度測高儀，在整個量程內(nèi)選取平均分布的5個測量點。測量時應(yīng)將測頭鎖緊在測量滑座上。6.2.1正面垂直度將被校數(shù)顯測高儀和直角尺置于平板上，使直角尺的測量面正對數(shù)顯測高儀的正面。對不帶專用垂直度測頭的數(shù)顯測高儀，將測微表裝在測量滑座上，使其測頭與直角尺測量面接觸，移動測量滑座，每個測量點讀取一次測微表的示值，根據(jù)直角尺相應(yīng)點的垂直度誤差數(shù)據(jù)對示值進行修正后，取最大值與最小值之差為正面垂直度。4對帶有專用垂直度測頭的數(shù)顯測高儀，按其使用說明直接測個測量點記錄一次垂直度測頭的示值，根據(jù)直角尺相應(yīng)點的垂直度誤差數(shù)據(jù)對示值進行修正后，取最大值與最小值之差為正面垂直度。將被校數(shù)顯測高儀和直角尺置于平板上，使直角尺的測量面正對數(shù)顯測高儀的對不帶專用垂直度測頭的數(shù)顯測高儀，將測微表裝在測量滑座上，使其測頭與直角尺測量面接觸，移動測量滑座，每個測量點讀取一次測微表的示對帶有專用垂直度測頭的數(shù)顯測高儀，按其使用說明，直接測量直角尺的測量面，每個測量點記錄一次垂直度測頭的示值，取最大值與最6.3示值變動性在測量狀態(tài)下(數(shù)顯測高儀底座和量塊都不移動),用數(shù)顯測高儀對量塊重復(fù)測量10次，取最大值與最小值之差為該點的測得值；應(yīng)在儀器測量范圍的上、中、下位置分別進行測量，取3個位置測得值的最大值作為示值變動性。6.4示值誤差用數(shù)顯測高儀測頭接觸平板并清零，再依次放入0.992,0.996,1,1.004,1.008,50,100,100×N(N=2,3,…)等量塊，測量量塊上表面中心點高度，每個量塊測量3次，取平均值為測得值，測得值減去量塊的實際尺寸為該點的示值誤差。數(shù)顯測高儀的復(fù)校時間間隔，根據(jù)實際使用情況由送校單位自主決定，建議為1年。5數(shù)顯測高儀示值誤差測量結(jié)果不確定度評定測量任務(wù)是對分辨力為0.1μm、量程為1000mm的數(shù)顯測高儀的示值誤差進行校被校數(shù)顯測高儀的示值最大允許誤差為±(2μm+10-機械接觸方式，與3等量塊實際尺寸進行比較。A.2.2測量方法直接測量，數(shù)顯測高儀的測得值減去3等量塊實際尺寸為該點的示值誤差。A.3不確定度來源列表和討論符號低分辨力符號高分辨力不確定度分量名稱量塊中心長度測量不確定度由量塊檢定證書可得量塊中心長度的測量觸點位置偏離量塊中心由于量塊的長度變動量，當測量位置不在因自重而使量塊中心長度變短，U形分布數(shù)顯測高儀的數(shù)字分辨力在同一檢定點測量3次的過程中時間很短，量塊與數(shù)顯測高儀線膨脹系數(shù)差6A.4測量不確定度分量的說明及計算評定以1000mm量塊測量數(shù)顯測高儀的示值誤差為例進行評定。A.4.1量塊中心長度測量不確定度引入的不確定度分量usi由量塊檢定證書得到，3等量塊的測量不確定度為：包含因子為kgg=2.8,則引入的不確定度分量為：A.4.2觸點位置偏離量塊中心引入的不確定度分量use量塊工作面有效寬度為7.4mm,3等1000mm量塊的長度變動量最大為0.60μm,測量時，有經(jīng)驗的操作人員可使觸點落在距量塊中心點為1mm的圓內(nèi)，服從矩形分布，故：A.4.3量塊豎立放置的變形引入的不確定度分量uss大尺寸量塊應(yīng)水平放置使用，當豎立放置使用時，由于自重，中心長度會變短，假定服從U形分布。經(jīng)有限元分析軟件計算，對1000mm量塊尺寸變化量為A.4.4由被校數(shù)顯測高儀重復(fù)性/數(shù)字分辨力引入的不確定度分量uga)數(shù)顯測高儀的重復(fù)性引入的不確定度分量uRi在進行重復(fù)性實驗時，10次測量值見表A.2,可由貝塞爾公式算得標準偏差為：序號123456789校準示值誤差時，要進行3次測量取平均值作為測量結(jié)果，故：b)數(shù)顯測高儀的數(shù)字分辨力引入的不確定度分量ugz被檢數(shù)顯測高儀的數(shù)字分辨力為0.1μm,故：因此，取ug=uri=0.09μm。7在24h等溫后，量塊與數(shù)顯測高儀溫度差不超過0.1℃,服從矩形分布，線膨脹系數(shù)為11.5×10-6℃-1,對于1000mm的量塊，故uri=11.5×10-6℃-1×1000mm×0.1℃量塊與數(shù)顯測高儀的線膨脹系數(shù)標稱值相同，假定實際相差1×10-6℃-1,服從U形分布，當在規(guī)范規(guī)定的極限條件(20±0.5)℃時，對1000mm的量塊有：urz=1×10-6℃-1×1000mm×0.5℃×0.7=0.0003A.5合成標準不確定度u.和擴展不確定度U當各不確定度分量之間不存在相關(guān)性時，合成標準不確定度為：代入A.4中的數(shù)值后，可得：ue=√0.392+0.102+0.132+0.092+0.692+0.352μm=0.89取包含因子k=2,則擴展不確定度為：μmμmA.6測量不確定度分量匯總表μm測量不確定度匯總表見表A.3。表A.3分量名稱評定類型分布類型系數(shù)分布因子不確定(μm)—000ug——數(shù)顯測高儀的重復(fù)性/分辨力一00urz——量塊與數(shù)顯測高儀線膨脹系數(shù)差0合成標準不確定度u.