JJG 24-2016深度千分尺檢定規(guī)程

深度千分尺檢定規(guī)程 1范圍 2引用文件 3概述 4計量性能要求 4.1刻線寬度及寬度差 4.2微分筒錐面的端面棱邊與固定套管刻線面的距離 4.3微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置 4.4測量面的表面粗糙度 4.5底板測量面的平面度 4.6測力 4.7示值誤差 4.8零值誤差及變化量 4.9校對量具尺寸偏差及兩測量面平行度 4.10測量桿測量面與底板測量面的平行度 5通用技術(shù)要求 5.2各部分相互作用 6計量器具控制 6.1檢定條件 6.2檢定項目和主要檢定器具 6.3檢定方法 6.4檢定結(jié)果的處理 6.5檢定周期 附錄A深度千分尺示值誤差檢定結(jié)果的測量不確定度評定 附錄B檢定證書和檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁信息及格式 IⅡ本規(guī)程的修訂以JJF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》、JJF1002—2010《國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》為基礎(chǔ)性系與JJG24—2003《深度千分尺》相比，除編輯性修改外主要技術(shù)變化如下：——把原計量性能“可換測量桿的工作長度”改為“零值誤差及變化量”,并對技術(shù)指標(biāo)和檢定方法進(jìn)行了相應(yīng)修改；——計量性能要求與GB/T1218《深度千分尺》保持統(tǒng)一； 增加了數(shù)字指示裝置的結(jié)構(gòu)型式及相應(yīng)技術(shù)要求； 增加了深度千分尺對應(yīng)不同測量桿及測微頭量程為50mm的示值誤差檢定在示值誤差的檢定方法中增加“取各受檢點中絕對值最大的示值誤差為該尺的示值誤——增加了“測量桿測量面與底板測量面的平行度”的檢定；——依據(jù)JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》,分別按測量上限為25mm、150mm、300mm的深度千分尺為例進(jìn)行測量不確定度的評定。本規(guī)程的歷次版本發(fā)布情況：1深度千分尺檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于分度值為0.01mm,測量范圍上限不超過300mm的I型深度千分尺和Ⅱ型深度千分尺的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。2引用文件本規(guī)程引用下列文件：GB/T1218深度千分尺凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。3概述深度千分尺是利用螺旋副原理，對底板測量面與測量桿測量面之間距離進(jìn)行測量的器具，主要用于測量工件的孔或槽的深度以及臺階的高度。深度千分尺由微分筒、固定套管、測量桿、底板、測力裝置、鎖緊裝置等組成。I型深度千分尺利用刻線進(jìn)行讀數(shù)，其結(jié)構(gòu)型式見圖1;Ⅱ型深度千分尺也是利用刻線進(jìn)行讀數(shù)，同時配有數(shù)字指示裝置進(jìn)行輔助讀數(shù)，其結(jié)構(gòu)型式見圖2。深度千分尺的附件見圖3。1—測量桿；2—底板；3—鎖緊裝置；4—固定套管；5—微分筒；6—測力裝置21—測量桿；2—底板；3—鎖緊裝置；4—數(shù)字指示裝置；5—固定套管；6—微分簡；7—測力裝置1—測量桿；2—校對量具4計量性能要求4.1刻線寬度及寬度差固定套管縱刻線和微分筒上的刻線寬度為(0.08～0.20)mm;刻線寬度差應(yīng)不大于0.03mm。4.2微分筒錐面的端面棱邊與固定套管刻線面的距離微分筒錐面的端面棱邊與固定套管刻線面的距離應(yīng)不大于0.4mm。4.3微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置當(dāng)微分筒零刻線與固定套管縱刻線對準(zhǔn)后，微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的右邊緣應(yīng)相切。若不相切，壓線應(yīng)不大于0.05mm,離線應(yīng)不大于0.1mm。4.4測量面的表面粗糙度合金工具鋼、不銹鋼測量桿測量面表面粗糙度R。應(yīng)不大于0.1μm;鑲硬質(zhì)合金測量桿測量面表面粗糙度R。應(yīng)不大于0.4μm;校對用量具的測量面和底板的測量面的表面粗糙度R,應(yīng)不大于0.2μm。34.5底板測量面的平面度底板測量面的平面度應(yīng)不超過表1的規(guī)定。表1底板測量面的平面度平面度/mm注：距邊緣1mm范圍內(nèi)不計。4.6測力測力應(yīng)在(3～6)N范圍內(nèi)。4.7示值誤差示值最大允許誤差應(yīng)不超過表2的規(guī)定(20℃)。mm表2示值最大允許誤差mm測量范圍l測微頭量程為25測微頭量程為50士0.004士0.005土0.007士0.008士0.007士0.009士0.008士0.010士0.009士0.011士0.010示值誤差的測量條件為：在全量程范圍內(nèi)單向移動；以零位校對點為固定零點。4.8零值誤差及變化量測量桿的零值誤差應(yīng)不超過表3的規(guī)定。mm表3測量桿的零值誤差mm士0.002士0.003士0.00444.9校對量具尺寸偏差及兩測量面平行度校對量具工作尺寸偏差和兩測量面的平行度應(yīng)不超過表4的規(guī)定。標(biāo)稱尺寸/mm兩測量面平行度/μm士21士21士3土42土634.10測量桿測量面與底板測量面的平行度測量桿測量面為平面時，測量桿測量面與底板測量面的平行度應(yīng)不大于：4μm+10~5Lμm,L為測量桿的標(biāo)稱范圍上限。5通用技術(shù)要求5.1外觀5.1.1深度千分尺及校對量具工作面不應(yīng)有銹蝕、碰傷、劃痕及裂紋等缺陷，各非工作面鍍層應(yīng)均勻、無脫落現(xiàn)象，各刻線應(yīng)清晰、平直、均勻、無斷線及影響檢定結(jié)果的5.1.2深度千分尺上應(yīng)標(biāo)有制造廠名(或商標(biāo))、出廠編號、測量范圍。5.1.3校對用量具及測量桿上應(yīng)標(biāo)注標(biāo)稱尺寸。5.1.4使用中檢查和后續(xù)檢定時，深度千分尺允許有不影響使用準(zhǔn)確度的上述外觀缺陷。5.1.5深度千分尺底板測量面的長度應(yīng)大于等于50mm,且小于等于101.6mm。5.2各部分相互作用5.2.1各活動部件的作用應(yīng)靈活、平穩(wěn)、無卡滯現(xiàn)象。5.2.2零位的調(diào)整要順利和可靠，鎖緊裝置的作用應(yīng)切實有效。5.2.3測量桿的更換方便、緊固、可靠。在其根部不應(yīng)有手感的徑向擺動。5.2.4數(shù)字指示裝置當(dāng)移動帶計數(shù)器深度千分尺的測微螺桿時，其計數(shù)器應(yīng)按順序進(jìn)位，無錯亂顯示現(xiàn)象；在受檢點上微分筒讀數(shù)與數(shù)字指示讀數(shù)的差值不應(yīng)大于3μm;各位字碼的中心線應(yīng)處于同一條平行于測微螺桿軸線的直線上。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。56.1檢定條件檢定室溫度為(20±5)℃。檢定前受檢千分尺在檢定室內(nèi)平衡溫度的時間應(yīng)不少于2h。校對量具檢定溫度為(20±2)℃。6.2檢定項目和主要檢定器具檢定項目和主要檢定器具見表5。序號檢定項目主要檢定器具檢定類別首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1外觀十十十2各部分相互作用十十十3刻線寬度及寬度差工具顯微鏡十一—4微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離十一5微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置十十6測量面的表面粗糙度表面粗糙度比較樣塊十一—7底板測量面的平面度平晶：2級或刀口尺：MPE,:4μm十十8測力測力儀：2.5級+ 9示值誤差平板：0級量塊：5等十十 零值誤差及變化量量塊：5等+十 校對量具尺寸偏差及兩測量面平行度量塊：4等十十 測量桿測量面與底板測量面的平行度平板：0級量塊：5等十十—注：表中“十”表示應(yīng)檢定，“一”表示可不檢定。6.3檢定方法目力觀察。6.3.2各部分相互作用目力觀察和試驗。66.3.3刻線寬度及寬度差用工具顯微鏡對微分筒和固定套管的刻線進(jìn)行檢定，至少各抽檢均勻分布的3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€寬度差以最大值和最小值之6.3.4微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離用厚度為0.4mm的塞尺以比較法進(jìn)行檢定，檢定時應(yīng)在微分筒轉(zhuǎn)動一周內(nèi)不少于3個位置上進(jìn)行，見圖4。圖4微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離6.3.5微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置在平板上用最短的測量桿將深度千分尺零位調(diào)整后，觀察微分筒錐面的端面是否與固定套管毫米刻線右邊緣相切，若不相切，轉(zhuǎn)動微分筒使其相切，按微分筒讀出其零刻線對固定套管縱刻線的偏移量，該偏移量即為離線或壓線的數(shù)值。見圖5。(a)壓線0.02mm(b)離線0.03mm圖5微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置6.3.6測量面的表面粗糙度用表面粗糙度比較樣塊比較測量。在進(jìn)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(yīng)該相同，表面粗糙度樣塊的材料、形狀、表面色澤等也應(yīng)盡可能與被校測量面一致。以相應(yīng)表面粗糙度比較樣塊的標(biāo)稱值作為測量結(jié)果。6.3.7底板測量面的平面度深度千分尺底板測量面的平面度用刀口尺測量。按圖6所示方向進(jìn)行檢定。截面如JJG24—20167果有的中間高有的中間低，則工作面的平面度應(yīng)為二者的疊加；當(dāng)所有截面均為中間高或中間低時，取其中最大光隙量作為被測工作面的平面度。100mm的2級平晶以技術(shù)光波干涉法進(jìn)行檢定，見圖7。其平面度：n——干涉條紋的條數(shù)；圖6用刀口尺測量圖7用技術(shù)光波干涉法測量6.3.8測力用測力儀進(jìn)行檢定，分別在深度千分尺微分筒量程段的起點、中點、末點進(jìn)行。6.3.9示值誤差用量塊在平板上進(jìn)行檢定，測量示意見圖8所示。檢定時，量塊應(yīng)放置在距底板測量面邊緣(3～5)mm的位置。先對各測量桿調(diào)零。對于量程范圍為25mm的深度千分尺，受檢點應(yīng)至少均勻分布于測微頭示值范圍的5點上，如A+5.12mm(A為各測量桿對應(yīng)的測量下限)、A+10.24mm(或21.5mm、A+25mm;量程為50mm的受檢點為：A+5.12mm、A+10.24mm(或A+10.25mm)、A+15.36mm(或A+15.37mm)、A+21.5mm、A+25mm、A+27.5mm、A+30mm、A+40mm、A+45mm、A+50mm。每一受檢點應(yīng)用一組尺寸相同的兩塊量塊(實際尺寸差不超過1.2μm)進(jìn)行測量，深度千分尺的讀數(shù)值與量塊實際尺寸的差值為該點的示值誤差e;。L;——千分尺的讀數(shù)值(20℃),mm;L,——量塊的實際尺寸(20℃),mm。取各受檢點中絕對值最大的示值誤差為該尺的示值誤差。8后續(xù)檢定時可以只檢定最短測量桿對應(yīng)點的示值誤差。圖9受檢點位置6.3.10零值誤差及變化量在平板上用一組量塊(每測量點的兩塊量塊實際尺寸差不超過1.2μm)對成套測量桿進(jìn)行檢定，量塊應(yīng)放置在距底板測量面邊緣(3～5)mm的位置處。先用最短的測量桿將深度千分尺調(diào)整“零”位，然后依次更換測量桿，用量塊在相應(yīng)測量桿示值范圍下限位置進(jìn)行測量，讀取深度千分尺的指示值相對“零”位的差值，為該位置的零值誤差。取成套測量桿中各測量桿零值誤差間的最大差值為零值誤差的變6.3.11校對量具尺寸偏差及兩測量面平行度校對量具的尺寸偏差和兩測量面平行度在光學(xué)計上以4等量塊比較法進(jìn)行測量。受檢點見圖9所示，在光學(xué)計上讀出4個點的尺寸偏差，取4點中尺寸偏差最大點的值為尺寸偏差，其最大值與最小值之差即為兩測量面平行度。注：后續(xù)檢定和使用中檢查的校對用量具在保證測量面平行度合格時，可以按實際6.3.12測量桿測量面與底板測量面的平行度在平板上用量塊檢定，檢定應(yīng)成套進(jìn)行，在相應(yīng)測量桿示值范圍下限位置進(jìn)行測量，見圖10。檢定時，量塊應(yīng)放置在距底板測量面邊緣(3～5)mm的位置處。將深度千分尺底板測量面貼合在量塊上，然后在平板和測量桿測量面之間放入一鋼球，依次在測量桿測量面左、右、前、后四個位置進(jìn)行測量，測得四個讀數(shù)中最大值與最小值之差即為測量桿測量面與底板測量面的平行度。每一根測量桿更換后都應(yīng)測平行度。9圖10測量桿測量面與底板測量面平行度檢定示意圖6.4檢定結(jié)果的處理經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的深度千分尺發(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B。6.5檢定周期深度千分尺的檢定周期可根據(jù)使用的實際情況確定，一般不超過1年。JJG24—2016深度千分尺示值誤差檢定結(jié)果的測量不確定度評定A.1測量方法依據(jù)本規(guī)范，深度千分尺的示值誤差的檢定是在所要求的測量條件下，選用五等量塊進(jìn)行測量。測量方法采用直接測量法，測量溫度選擇為(20±5)℃。以分度值為0.01mm,測量上限為25mm、150mm、300mm的深度千分尺為例進(jìn)行分析。A.2測量模型深度千分尺的示值誤差e;:e;=L;-L,(A.1)考慮到溫度和線脹系數(shù)的影響，有：e;=L;-L,+L;·a;·△t;-L,·a·△ts(A.2)L;——深度千分尺的讀數(shù)值，mm;L,——量塊的實際值，mm;a;和α,分別為深度千分尺和量塊的線膨脹系數(shù)；△t;和△t,分別為深度千分尺和量塊偏離參考溫度20℃的數(shù)值，℃。A.3不確定度傳播公式在示值誤差e;的公式中，令L≈L;≈L.,則有：e;=L;-L,+L(a;·△t;-a;·△t;+a?·△t;—as·△t?)因為△t;和△t,來源于同一只溫度計而相關(guān)，數(shù)學(xué)處理過程非常復(fù)雜，因此我們采用下述方法將相關(guān)轉(zhuǎn)化為不相關(guān)，以簡化數(shù)學(xué)處理過程。同時令則靈敏系數(shù)c;為：δ。=α;-αs,δ?=△t;-△t,α=α;=as,△t=△t;=△t,c?=3e/aL;=1;c?=3e/3L,=-1;c?=3e/3δ。=L·△t;c?=3e/3δ.=L·a以u?,u?,u?,u?分別表示L,L,,δ。,δ.的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。由于L;,L,,δ。,δ.各分量互不相關(guān)，按不確定度傳播率，輸出量e的估計值方差則為：(A.3)JJG24—2016A.4輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定A.4.1測量重復(fù)性引入的測量不確定度u?在重復(fù)性條件下，用量塊對深度千分尺測量范圍上限25mm、150mm、300mm點進(jìn)行連續(xù)10次測量，測量值分別為：得到標(biāo)準(zhǔn)偏差sn=0.42μm,則u?=0.42μm;s?z=0.67μm,則ui?=0.67μm;s??=0.82μm,則ui?=0.82μm。A.4.2量塊引入的不確定度u?5等量塊的測量不確定度為(0.50μm+5×10-6L),k=2.7,lm為檢定用量塊長度，標(biāo)準(zhǔn)量塊為兩組，則校準(zhǔn)時量塊引入的不確定分量為：當(dāng)lm=25mm時，uzn=√2×0.625μm/2.7=0.33μmA.4.3深度千分尺與量塊線膨脹系數(shù)差引入的不確定度u?u?=1×10-6℃-1//3=0.58×10-6℃-1(L·△t)·u??=25×103μm×5℃×0.58×10-6℃-1=0.07μm(L·△t)·u??=150×103μm×5℃×0.58×10-6℃-1=0.44μm(L·△t)·u??=300×103μm×5℃×0.58×10-?℃-1=0.87μmA.4.4深度千分尺與量塊溫差引入的不確定度u?在校準(zhǔn)過程中用溫度傳感器分別對深度千分尺和量塊的表面溫度進(jìn)行測量，深度千分尺與量塊溫差在±0.3℃內(nèi)，則因溫度測量引入的不確定度分量為：u?=0.3℃/√3=0.17(L·a)·ua=25×103μm×11.5×10-6℃-1×0.17℃(L·a)·u?z=150×103μm×11.5×10-?℃-1×0.17(L·a)·u??=300×103μm×11.5×10-6℃-1×0.17JJG24—2016A.5標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表表A.1不確定度概算匯總表輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(x;)輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量來源符號