數(shù)顯測(cè)高儀校準(zhǔn)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(cè)高儀的校準(zhǔn)。本規(guī)范引用下列文獻(xiàn)：JJF1001—1998通用計(jì)量術(shù)語及定義JJF1094—2002測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定JJF1130—2005幾何量測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)中的不確定度評(píng)定指南GB/T22094-2008電子數(shù)顯測(cè)高儀使用本規(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。數(shù)顯測(cè)高儀是基于精密機(jī)械、現(xiàn)代傳感技術(shù)和電子技術(shù)的立式單坐標(biāo)數(shù)字化幾何量測(cè)量?jī)x器，用來測(cè)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(cè)量滑座；4-測(cè)頭；5—底座24.計(jì)量特性4.1測(cè)量力數(shù)顯測(cè)高儀的測(cè)量力范圍和測(cè)量力變化不超過表1的要求。分辨力(μm)測(cè)量力范圍(N)測(cè)量力變化(N)1數(shù)顯測(cè)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(cè)高儀的未值變動(dòng)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(cè)高儀的示值誤差不超過表3的要求。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件校準(zhǔn)室的溫度、溫度變化及被校數(shù)顯測(cè)高儀和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器在校準(zhǔn)室內(nèi)的等溫時(shí)間見表4。測(cè)量時(shí)不應(yīng)有影響校準(zhǔn)結(jié)果的振動(dòng)。3表4校準(zhǔn)條件溫度(℃)溫度變化(℃/h)校準(zhǔn)室內(nèi)的等溫時(shí)間(h)在校準(zhǔn)之前，應(yīng)對(duì)被校數(shù)顯測(cè)高儀開機(jī)預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間不少于15min。5.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器及其他設(shè)備測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器及其他設(shè)備見表5序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目1測(cè)量力2三角形直角尺，00級(jí)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(zhǔn)計(jì)量特性的因素后再進(jìn)行校準(zhǔn)。6.1測(cè)量力用電子測(cè)力計(jì)測(cè)量數(shù)顯測(cè)高儀的測(cè)量力，每個(gè)位置重復(fù)測(cè)量了次，取5次測(cè)得值的應(yīng)在量程范圍內(nèi)上、下兩個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量。6.2垂直度測(cè)高儀，在整個(gè)量程內(nèi)選取平均分布的5個(gè)測(cè)量點(diǎn)。測(cè)量時(shí)應(yīng)將測(cè)頭鎖緊在測(cè)量滑座上。6.2.1正面垂直度將被校數(shù)顯測(cè)高儀和直角尺置于平板上，使直角尺的測(cè)量面正對(duì)數(shù)顯測(cè)高儀的正面。對(duì)不帶專用垂直度測(cè)頭的數(shù)顯測(cè)高儀，將測(cè)微表裝在測(cè)量滑座上，使其測(cè)頭與直角尺測(cè)量面接觸，移動(dòng)測(cè)量滑座，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)讀取一次測(cè)微表的示值，根據(jù)直角尺相應(yīng)點(diǎn)的垂直度誤差數(shù)據(jù)對(duì)示值進(jìn)行修正后，取最大值與最小值之差為正面垂直度。4對(duì)帶有專用垂直度測(cè)頭的數(shù)顯測(cè)高儀，按其使用說明直接測(cè)個(gè)測(cè)量點(diǎn)記錄一次垂直度測(cè)頭的示值，根據(jù)直角尺相應(yīng)點(diǎn)的垂直度誤差數(shù)據(jù)對(duì)示值進(jìn)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(cè)高儀和直角尺置于平板上，使直角尺的測(cè)量面正對(duì)數(shù)顯測(cè)高儀的對(duì)不帶專用垂直度測(cè)頭的數(shù)顯測(cè)高儀，將測(cè)微表裝在測(cè)量滑座上，使其測(cè)頭與直角尺測(cè)量面接觸，移動(dòng)測(cè)量滑座，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)讀取一次測(cè)微表的示對(duì)帶有專用垂直度測(cè)頭的數(shù)顯測(cè)高儀，按其使用說明，直接測(cè)量直角尺的測(cè)量面，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)記錄一次垂直度測(cè)頭的示值，取最大值與最6.3示值變動(dòng)性在測(cè)量狀態(tài)下(數(shù)顯測(cè)高儀底座和量塊都不移動(dòng)),用數(shù)顯測(cè)高儀對(duì)量塊重復(fù)測(cè)量10次，取最大值與最小值之差為該點(diǎn)的測(cè)得值；應(yīng)在儀器測(cè)量范圍的上、中、下位置分別進(jìn)行測(cè)量，取3個(gè)位置測(cè)得值的最大值作為示值變動(dòng)性。6.4示值誤差用數(shù)顯測(cè)高儀測(cè)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(cè)量量塊上表面中心點(diǎn)高度，每個(gè)量塊測(cè)量3次，取平均值為測(cè)得值，測(cè)得值減去量塊的實(shí)際尺寸為該點(diǎn)的示值誤差。數(shù)顯測(cè)高儀的復(fù)校時(shí)間間隔，根據(jù)實(shí)際使用情況由送校單位自主決定，建議為1年。5數(shù)顯測(cè)高儀示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定測(cè)量任務(wù)是對(duì)分辨力為0.1μm、量程為1000mm的數(shù)顯測(cè)高儀的示值誤差進(jìn)行校被校數(shù)顯測(cè)高儀的示值最大允許誤差為±(2μm+10-機(jī)械接觸方式，與3等量塊實(shí)際尺寸進(jìn)行比較。A.2.2測(cè)量方法直接測(cè)量，數(shù)顯測(cè)高儀的測(cè)得值減去3等量塊實(shí)際尺寸為該點(diǎn)的示值誤差。A.3不確定度來源列表和討論符號(hào)低分辨力符號(hào)高分辨力不確定度分量名稱量塊中心長(zhǎng)度測(cè)量不確定度由量塊檢定證書可得量塊中心長(zhǎng)度的測(cè)量觸點(diǎn)位置偏離量塊中心由于量塊的長(zhǎng)度變動(dòng)量，當(dāng)測(cè)量位置不在因自重而使量塊中心長(zhǎng)度變短，U形分布數(shù)顯測(cè)高儀的數(shù)字分辨力在同一檢定點(diǎn)測(cè)量3次的過程中時(shí)間很短，量塊與數(shù)顯測(cè)高儀線膨脹系數(shù)差6A.4測(cè)量不確定度分量的說明及計(jì)算評(píng)定以1000mm量塊測(cè)量數(shù)顯測(cè)高儀的示值誤差為例進(jìn)行評(píng)定。A.4.1量塊中心長(zhǎng)度測(cè)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(cè)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(diǎn)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(zhǎng)度變動(dòng)量最大為0.60μm,測(cè)量時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的操作人員可使觸點(diǎn)落在距量塊中心點(diǎn)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(dāng)豎立放置使用時(shí)，由于自重，中心長(zhǎng)度會(huì)變短，假定服從U形分布。經(jīng)有限元分析軟件計(jì)算，對(duì)1000mm量塊尺寸變化量為A.4.4由被校數(shù)顯測(cè)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(cè)高儀的重復(fù)性引入的不確定度分量uRi在進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，10次測(cè)量值見表A.2,可由貝塞爾公式算得標(biāo)準(zhǔn)偏差為：序號(hào)123456789校準(zhǔn)示值誤差時(shí)，要進(jìn)行3次測(cè)量取平均值作為測(cè)量結(jié)果，故：b)數(shù)顯測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)于1000mm的量塊，故uri=11.5×10-6℃-1×1000mm×0.1℃量塊與數(shù)顯測(cè)高儀的線膨脹系數(shù)標(biāo)稱值相同，假定實(shí)際相差1×10-6℃-1,服從U形分布，當(dāng)在規(guī)范規(guī)定的極限條件(20±0.5)℃時(shí)，對(duì)1000mm的量塊有：urz=1×10-6℃-1×1000mm×0.5℃×0.7=0.0003A.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u.和擴(kuò)展不確定度U當(dāng)各不確定度分量之間不存在相關(guān)性時(shí)，合成標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)展不確定度為：μmμmA.6測(cè)量不確定度分量匯總表μm測(cè)量不確定度匯總表見表A.3。表A.3分量名稱評(píng)定類型分布類型系數(shù)分布因子不確定(μm)—000ug——數(shù)顯測(cè)高儀的重復(fù)性/分辨力一00urz——量塊與數(shù)顯測(cè)高儀線膨脹系數(shù)差0合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u.