凹槽千分尺校准规范.docx
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凹槽千分尺校准规范.docx
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(浙)
浙江省地方计量技术规范
JJF(浙)1186—2021
凹槽千分尺校准规范
CalibrationSpecificationforGearMicrometers
2021-11-11发布
2022-02-11实施
浙江省市场监督管理局发布
JJF(浙)1186-2021
凹槽千分尺校准规范
CalibrationSpecificationfor
GrooveMicrometer
UF(浙1186-2021
归口单位:
浙江省市场监督管理局
主要起草单位:
温州方圆计量校准有限公司
温州计量科学研究院
台州市计量技术研究院
台州市计量设备技术校准中心
浙江省计量科学研究院
参加起草单位:
浙江双环传动机械股份有限公司
温州市永嘉县计量检定所
本规范技术条文由起草单位负责解释
JJF(浙)1186-2021
主要起草人:
江涛(温州方圆计量校准有限公司)
孙晓霆(温州市计量科学研究院)
王超(台州市计量技术研究院)
邬振华(台州市计量设备技术校准中心)
陆益(浙江省计量科学研究院)
参加起草人:
叶美平(浙江双环传动机械股份有限公司)
柯建攀(温州市计量科学研究院)
陈晔(温州市永嘉县计量检定所)
JJF(浙)1186-2021
目录
引言 (Ⅱ)
1范围
(1)
2概述
(1)
3计量特性
(2)
3.1标尺标记宽度及宽度差
(2)
3.2测力和测力变化
(2)
3.3微分筒锥面的端面棱边至固定套管标尺标记面的距离
(2)
3.4微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记的相对位置
(2)
3.5测量面的表面粗糙度
(2)
3.6示值误差
(2)
4校准条件
(2)
4.1环境条件
(2)
4.2校准项目和校准设备
(2)
5校准方法 (3)
5.1标尺标记宽度及宽度差 (3)
5.2测力和测力变化 (3)
5.3微分筒锥面的端面棱边至固定套管标尺标记面的距离 (4)
5.4微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记的相对位置 (5)
5.5测量面的表面粗糙度 (5)
5.6示值误差 (6)
6校准结果表达 (8)
7复校时间间隔 (8)
附录A凹槽千分尺示值误差测量结果的不确定度评定 (9)
附录B校准证书内容及内页格式 (13)
I
JJF(浙)1186-2021
引言
JJF1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》、JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》、GB/T1217《公法线千分尺》共同构成
支撑本校准规范编写制订工作的基础性系列规范。
本技术规范首次发布。
II
JJF(浙)1186-2021
凹槽千分尺校准规范
1范围
本规范适用于分度值为0.01mm,测量上限至100mm的凹槽千分尺的校准。
2概述
凹槽千分尺是应用螺旋副原理,把测微螺杆的旋转角度转换成测微螺杆的轴向位移,主要用于测量凹槽内/外孔和管材内外凹槽深度和位置关系的一种计量器具。
它由活动测头、固定测头、活动测杆、固定套管、微分筒、外测量面、
内测量面、帽体组成。
其外形结构如图1、图2所示。
图1A型无测力装置凹槽千分尺
1—活动内测量面2—活动测头3—活动外测量面4—活动测杆5—固定外测量面6—固定测头7—固定内测量面8—固定套管9—微分筒10—帽体
1213
123458Z
4
5
250
+1.6-26.5mm₄
0.01mm
40-25mm
0
45
40
2520
15
10
10
11
14
8
9
图2B型双向测力装置凹槽千分尺
1—活动内测量面2—活动测头3—活动外测量面4—活动测杆5—固定外测量面6—固定测头7—固定内测量面8—活动挡圈9—调节螺母10—固定套管11—微分筒12—内尺寸测力装置
13—外尺寸测力装置14—快速移动装置
1
JJF(浙)1186-2021
3计量特性
3.1标尺标记宽度及宽度差
固定套管的毫米标尺标记和微分筒上的标尺标记宽度为(0.08~0.20)mm;
标尺标记宽度差应不大于0.03mm。
3.2测力和测力变化
凹槽千分尺的活动测头外测量面/内测量面与数显量仪测力仪的测力盘测
量面接触时的测力应为(5~10)N,测力变化不大于2N。
3.3微分筒锥面的端面棱边至固定套管标尺标记面的距离
微分筒锥面的端面棱边至固定套管标尺标记面的距离应不大于0.40mm。
3.4微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记的相对位置
当微分筒零标尺标记与固定套管纵标尺标记对准后,微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记右边缘应相切,若不相切,压线应不大于0.05mm,离线
应不大于0.10mm。
3.5测量面的表面粗糙度
外测量面/内测量面的表面粗糙度Ra应不大于1.6μm。
3.6示值误差
凹槽千分尺示值最大允许误差见表1。
表1示值最大允许误差
外尺寸测量范围/mm
内尺寸测量范围/mm
示值最大允许误差/mm
0~25
1.6~26.5
±0.01
25~50
26.5~51.5
50~75
51.5~76.5
75~100
76.5~101.5
注:
校准工作不判断合格与否,上述计量特性要求仅供参考。
4校准条件
4.1环境条件
4.1.1测量凹槽千分尺实验室内温度为(20±5)℃。
4.1.2测量前被测凹槽千分尺和量块在实验室内平衡温度的时间应不小于2h。
4.2校准项目和标准器及配套设备
凹槽千分尺的校准项目和标准器及配套设备见表2。
2
JJF(浙)1186-2021
表2校准项目和标准器及配套设备
序号
校准项目
标准器及配套设备
1
标尺标记宽度及宽度差
工具显微镜MPE:
±(1+L/100)μm
2
测力和测力变化
数显量仪测力仪MPE:
±2.0%
3
微分筒锥面的端面棱边至固定套管标尺标记面的距离
工具显微镜MPE:
±(1+L/100)μm塞尺MPE:
±(5~16)μm
4
微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记的相对位置
--
5
测量面的表面粗糙度
表面粗糙度比较样块MPE:
(+12~-17)%
6
示值误差
5等量块和内尺寸测量专用检具
5校准方法
首先检查外观,确定没有影响计量特性因素后再进行测量。
5.1标尺标记宽度及宽度差
用工具显微镜对微分筒和固定套管标尺标记进行测量。
微分筒和固定套管上的标尺标记宽度至少各均匀分布地抽检3条。
测量每条标尺标记的宽度值,作为标尺标记宽度测量结果。
标尺标记宽度差取测量结果中的最大值与最小值
之差确定。
5.2测力和测力变化
5.2.1调整数显量仪测力仪安装位置,确保数显量仪测力仪的测力盘测量面与凹槽千分尺活动测头的外测量面的平面位置/内测量面的平面位置的有效接触。
在测量上限、测量下限两极限位置上,分别在数显量仪测力仪上读取两个测力数值,取最大值作为测力值,两测力数值之差作为测力变化。
外尺寸(0~25)mm的凹槽千分尺,测量下限在10mm处。
5.2.2测量外尺寸测力时,先将测力盘紧固螺钉锁紧,把活动测杆上的外测量面旋转到离测力盘反面平面的位置,向上旋转活动测杆,使活动测杆的外测量面接触测力盘的反面平面的位置,旋转微分筒上的外尺寸测力装置,在数显量仪测力仪上读取测力值,见图3。
5.2.3测量内尺寸测力时,先将活动测杆上的内测量面旋转到离测力盘正面平面的位置,向下旋转活动测杆,使活动测杆上的内测量面的平面接触测力盘正面测量面上的钢珠,旋转微分筒上的内尺寸测力装置,在数显量仪测力仪上读取测力值,见图4。
3
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测力游转方向
悲一卡
图3测量外尺寸测力示意图
←
内尺寸测力装置
2ewe?
?
O
测杆向下旋转
测力盘
测力盘紧固螺钉
Y
图4测量内尺寸测力示意图
5.3微分筒锥面的端面棱边至固定套管标尺标记面的距离
用厚度为0.40mm塞尺置于固定套管标尺标记表面上以比较法进行测量,微
4
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分筒锥面的棱边上边缘不应高于塞尺的表面。
测量时应在微分筒转动一周内不
少于3个位置上进行,也可用工具显微镜测量,见图5。
图5微分筒锥面的端面棱边至固定套管标尺标记面的距离示意图
5.4微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记的相对位置
首先将凹槽千分尺测量下限调整正确后,转动微分筒使其零标尺标记与固定套管的纵标尺标记对准,观察微分筒锥面的端面是否与固定套管毫米标尺标记线右边缘相切。
若不相切,转动微分筒使其相切,在微分筒上读出其零标尺
标记对固定套管纵标尺标记的偏移量,该偏移量即为离线或压线的数值,见图
6。
(a)压线0.03mm(b)离线0.03mm
图6微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记的相对位置示意图
5.5测量面的表面粗糙度
用表面粗糙度比较样块进行比较测量。
在进行比较时,所用的表面粗糙度比较样块和被测尺的测量面两者加工方法应该相同,表面粗糙度比较样块的材料、形状、表面色泽等也应尽可能与被测尺的测量面一致。
以相应表面粗糙度
比较样块的标称值作为测量结果。
5
JJF(浙)1186-2021
5.6示值误差
5.6.1测量凹槽千分尺外尺寸示值误差时,首先将外尺寸的测量下限调至正确位置,对于外尺寸测量范围为(0~25)mm凹槽千分尺,将两外测量面直接接触调整零位;对其他测量范围的凹槽千分尺,用相应尺寸测量下限的5等量块调整零位。
凹槽千分尺外尺寸示值误差应在测量范围内均匀分布的5点上用5等量块进行测量,校准点的量块尺寸见表3规定。
每个点测量四个位置,量块以同一部位放入在距两外测量面边缘2mm范围内的相互垂直的四个位置上分别进行测量(见图7),4个读数中最大值与最小值之差不应超过表1规定值的绝对值,每个校准点四个位置读数值的最大值与各相应量块实际尺寸的差值作为该点示
值误差,取各校准点中绝对值最大值作为该凹槽千分尺外尺寸示值误差。
外测量点/内测量点示值误差按下式求得:
e=L₁-L₅
式中:
L₂-凹槽千分尺的读数值(20℃),mm;
L₅一量块的实际尺寸(20℃),mm。
图7外尺寸/内尺寸示值误差的四个测量位置示意图
5.6.2测量凹槽千分尺内尺寸示值误差时,用相应尺寸的5等量块和1.5mm量块与内尺寸测量专用检具组合进行测量(见图8),对于内尺寸测量范围为(1.6~26.5)mm凹槽千分尺,首先用1.6mm量块与内尺寸测量专用检具组合,将凹槽千分尺两内测量面与内尺寸测量专用检具内的两个10mm夹块接触来调整零位,并用相应尺寸的5等量块和1.5mm量块与内尺寸测量专用检具组合进行测量;
对其它测量范围的凹槽千分尺,用相应尺寸测量下限的5等量块和1.5mm量块
6
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10mm
10mm
调整零位。
凹槽千分尺内尺寸示值误差的测量方法和计算方法同外尺寸示值误差的测量方法和计算方法一致。
校准点的量块尺寸见表3规定。
每个点也测量4个位置,两内测量面以同一部位放入内尺寸测量专用检具的两个10mm夹块内,在距两内测量面边缘2mm范围内的相互垂直的四个位置上分别进行测量(见图7),4个读数中最大值与最小值之差不应超过表1规定值的绝对值,每个校准点四个位置读数值的最大值与各相应量块实际尺寸的差值作为该点示值误差,取各
校准点中绝对值最大值的作为该凹槽千分尺内尺寸示值误差。
10mm夹块
◆测力旋转方向
15
0-25mm
十
Rs
25
1.6-26.6mm
0.01mm
内尺寸测量位置
内尺寸测力装置
21.5mm+1.5mm
量块研合
内尺寸测量专用检具
21.5mm
图8量块与内尺寸测量专用检具组合测量内尺寸示值误差的示意图
表3外尺寸/内尺寸校准点的量块尺寸
外尺寸测量范围/mm
校准点/mm
0~25
5.1210.2415.3621.5025或2.55.17.710.3
12.91517.620.222.825
>25
A+5.12A+10.24A+15.36A+21.50A+25或A+2.5A+5.1A+7.7
A+10.3A+12.9A+15A+17.6A+20.2A+22.8A+25
内尺寸测量范围/mm
校准点/mm
1.6~26.5
1.5+5.121.5+10.241.5+15.361.5+21.501.5+25或
1.5+2.51.5+5.11.5+7.71.5+10.31.5+12.91.5+15
1.5+17.61.5+20.21.5+22.81.5+25
>26.5
A+1.5+5.12A+1.5+10.24A+1.5+15.36A+1.5+21.50A+1.5+25或A+1.5+2.5A+1.5+5.1A+1.5+7.7A+1.5+10.3A+1.5+12.9
A+1.5+15A+1.5+17.6A+1.5+20.2A+1.5+22.8A+1.5+25
注:
表中A为测量下限值。
7
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6校准结果表达
经校准的凹槽千分尺发给校准证书。
校准证书内容及内页格式见附录B。
7复校时间间隔
由于复校时间间隔的长短是由凹槽千分尺的使用情况、使用者、凹槽千分尺本身质量等诸因素所决定的,因此,送校单位可根据实际使用情况自主决定
复校时间间隔。
一般情况下,建议复校时间间隔为一年。
8
附录A
凹槽千分尺示值误差测量结果的不确定度评定
A.1测量方法
依据本规范,测量温度为(20±5)℃,分度值为0.01mm凹槽千分尺示值误差的测量是在规定条件下用5等量块进行的。
下面仅对外尺寸(0~25)mm、
(75~100)mm凹槽千分尺的测量范围上限点的示值误差,进行测量结果的测
量不确定度分析。
A.2测量模型
凹槽千分尺的示值误差e:
(A.1)
eLmLbLmmtmLbbtb
式中:
Lm——凹槽千分尺的示值(20℃条件下);
Lb——量块的长度值(20℃条件下);
m和b——分别是凹槽千分尺和量块的线胀系数;
tm和tb——分别是凹槽千分尺和量块偏离参考温度20℃的数值。
9
A.3方差和灵敏度系数
在公式(A.1)中:
为简化运算,舍去微小量,并转化相关项影响。
令:
LLmLbmbttmtb
mbttmtb
代入公式(A.1)后,经整理得:
eLmLbLtLt
灵敏系数ci:
c1e/Lm1c2e/Lb1
c3e/Ltc4e/tL
依据不确定度传播律公式,输出量e估计值的方差为:
22
uu
c
22
2
2
2
2
2
c
c
cu
u
u
u
2
2
3
3
1
44
(e)c1
(2)
u1
(2)u2
(2)(Lt)2u3
(2)(L)2u4
(2)
A.4不确定度来源分析
A.4.1测量重复性引入的不确定度u1;
A.4.2量块引入的不确定度u2;
(A.2)
(A.3)
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A.4.3凹槽千分尺与量块的线胀系数差引入的不确定度u3;
A.4.4凹槽千分尺和量块的温度差引入不确定度u4。
A.5标准不确定度一览表
L=25mm表A.1不确定度概算汇总表
标准不确
定度分量
u(xi)
不确定度来源
标准不确定度
(μm)
ci
ciu(xi)
(μm)
u1
测量重复性
0.50
1
0.50
u2
量块引入的不确定度
0.23
-1
0.23
u3
凹槽千分尺与量块的线胀系数差引入的不确定度
0.58×10-6℃-1
Lt
0.07
u4
凹槽千分尺和量块的温度差引入不确定度
0.173℃
L
0.05
uc=0.56μm
L=100mm表A.2不确定度概算汇总表
标准不确
定度分量
u(xi)
不确定度来源
标准不确定度
(μm)
ci
ciu(xi)(μm)
u1
测量重复性
0.50
1
0.50
u2
量块引入的不确定度
0.49
-1
0.49
u3
凹槽千分尺与量块的线胀系数差引入的不确定度
0.58×10-6℃-1
Lt
0.29
u4
凹槽千分尺和量块的温度差引入不确定度
0.173℃
L
0.20
uc=0.78μm
A.6标准不确定度计算
A.6.1凹槽千分尺测量重复性引入的不确定度分量u1
以25.00mm示值为例,凹槽千分尺用5等量块进行测量,重复测量10次,
由贝塞尔公式得实验标准差
u1=s=0.50μm
A.6.2由对零位量块引入的不确定度分量u21和校准点量块引入的不确定度分
量u22组成不确定度u2的评定。
A.6.2.1由对零位量块引入的不确定度为分量u21
5等量块的测量不确定度为:
(0.50μm+5×10-6Ln),k=2.7。
凹槽千分尺测量上限L=25mm时:
被测量凹槽千分尺下限为零,不用对零量块,则:
u21=0.00μm
10
JJF(浙)1186-2021
凹槽千分尺测量上限L=100mm时:
以75mm量块对零,不确定度为0.875μm。
u21=0.875μm/2.7=0.32μm
A.6.2.2校准点量块引入的不确定度为分量u22
5等量块的测量不确定度为(0.50μm+5×10-6Ln),k=2.7。
凹槽千分尺测量上限25mm时:
u22=(0.50+5×25×103×10-6)μm/2.7=0.23μm
凹槽千分尺测量上限100mm时:
u22=(0.50+5×100×103×10-6)μm/2.7=0.37μm
L=25mm时:
u2===0.23μm
L=100mm时:
u2===0.49μm
A.6.3凹槽千分尺与量块间线胀系数差引入的不确定度u3
凹槽千分尺与量块间线胀系数均为:
a=(11.5±1)×10-6℃-1;线胀系δa的
界限为±1×10-6℃-1,服从均匀分布,k=,则:
u3=1×10-6℃-1/=0.58×10-6℃-1
A.6.4凹槽千分尺和量块间的温度差引入的不确定度u4
凹槽千分尺和量块间的温度差存在,并以等概率落于估计区间(-0.2~
+0.2)℃范围内,k=,则:
u4=0.2℃/=0.173℃
A.7合成标准不确定度uc
校准测量范围至100mm的凹槽千分尺时,校准规范要求的温度允许偏差
Δt=±5℃;量块的线胀系数a=11.5×10-6℃-1。
凹槽千分尺L=25mm=0.025×106μm时:
11
uc
(2)=u1
(2)u2
(2)Lt2u3
(2)
La2
2
4
u
=(0.50)2+(0.23)2+(0.025×106μm×5℃
×0.58×10-6℃-1)2+(0.025×106μm
×11.5×10-6℃-1×0.173℃)2
=0.31μm
uc=0.56μm
凹槽千分尺L=100mm=0.10×106μm时:
12
uc
(2)=u1
(2)u2
(2)Lt2u3
(2)
La2
2
4
u
=(0.50)2+(0.49)2+(0.10×106μm×5℃
×0.58×10-6℃-1)2+(0.10×106μm
×11.5×10-6℃-1×0.173℃)2
=0.61μm
uc=0.78μm
A.8扩展不确定度U
取包含因子k=2
凹槽千分尺:
L=25mm时:
U=k×uc=2×0.56μm≈1.1μm
L=100mm时:
U=k×uc=2×0.78μm≈1.6μm
经分析,校准凹槽千分尺示值误差的扩展不确定度与其最大允许误差的绝
对值之比基本满足三分之一关系,可以开展校准。
附录B
校准证书内容及内页格式
B.1校准证书应至少包括以下信息:
a)标题,如“校准证书”;
b)实验室名称和地址;
c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);
d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页的标识;
e)客户的名称和地址;
f)被校对象的描述和明确标识;
g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性的应用有关时,应说明被校对象
的接收日期;
h)如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校抽样品的
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- 关 键 词:
- 凹槽 千分尺 校准 规范