凹槽千分尺校准规范.pdf
(浙)浙浙 江江 省省 地地 方方 计计 量量 技技 术术 规规 范范JJF（浙）11862021凹槽千分尺校准规范凹槽千分尺校准规范Calibration Specification for Gear Micrometers2021-11-11 发布2022-02-11 实施浙浙 江江 省省 市市 场场 监监 督督 管管 理理 局局发 布JJF(浙)1186-2021凹槽千分尺校准规范Calibration SpecificationforGrooveMicrometer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)1186-2021JJF(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)1186-2021I目录引言（）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)JJF(浙)1186-2021II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。JJF(浙)1186-20211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JJF(浙)1186-202123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（0.080.20）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(510)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 1.6m。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/mm0251.626.50.01255026.551.5507551.576.57510076.5101.5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（205）。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。JJF(浙)1186-20213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）m2测力和测力变化数显量仪测力仪 MPE：2.03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）m塞尺 MPE：（516）m4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：（1217）%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（025）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。JJF(浙)1186-20214图 3 外尺寸测量测力示意图图 3 测量外尺寸测力示意图图 4 内尺寸测量测力示意图图 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JJF(浙)1186-20215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。JJF(浙)1186-202165.6 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（025）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=Li-Ls式中：Li凹槽千分尺的读数值（20）,mm；Ls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（1.626.5）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JJF(浙)1186-20217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。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/mm0255.1210.2415.3621.5025 或 2.55.17.710.312.91517.620.222.82525A+5.12 A+10.24 A+15.36 A+21.50 A+25 或 A+2.5A+5.1 A+7.7A+10.3A+12.9A+15A+17.6A+20.2 A+22.8A+25内尺寸测量范围/mm校准点/mm1.626.51.5+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+151.5+17.61.5+20.21.5+22.81.5+2526.5A+1.5+5.12 A+1.5+10.24 A+1.5+15.36 A+1.5+21.50A+1.5+25或 A+1.5+2.5 A+1.5+5.1 A+1.5+7.7A+1.5+10.3 A+1.5+12.9A+1.5+15 A+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。JJF(浙)1186-202186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。JJF(浙)1186-20219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（205），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（025）mm、（75100）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：bbbmmmbmtLtLLLe（A.1）式中：mL凹槽千分尺的示值（20条件下）；bL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；mt和bt分别是凹槽千分尺和量块偏离参考温度 20的数值。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:bmLLLbmbmtttbmbmttt代入公式(A.1)后，经整理得:tLtLLLebm（A.2）灵敏系数ic:1/1mLec1/2bLectLec/3Ltec/4依据不确定度传播律公式,输出量e估计值的方差为:242423232222212122)(ucucucuceuuc(A.3)2422322221)()(uLutLuuA.4 不确定度来源分析A.4.1 测量重复性引入的不确定度1u；A.4.2 量块引入的不确定度2u；JJF(浙)1186-202110A.4.3 凹槽千分尺与量块的线胀系数差引入的不确定度3u；A.4.4 凹槽千分尺和量块的温度差引入不确定度4u。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)(ixu不确定度来源标准不确定度（m）ci)(iixuc（m）1u测量重复性0.5010.502u量块引入的不确定度0.23-10.233u凹槽千分尺与量块的线胀系数差引入的不确定度0.5810-6-1tL 0.074u凹槽千分尺和量块的温度差引入不确定度0.173L0.05cu=0.56mL=100mm表 A.2不确定度概算汇总表标准不确定度分量)(ixu不确定度来源标准不确定度（m）ci)(iixuc（m）1u测量重复性0.5010.502u量块引入的不确定度0.49-10.493u凹槽千分尺与量块的线胀系数差引入的不确定度0.5810-6-1tL 0.294u凹槽千分尺和量块的温度差引入不确定度0.173L0.20cu=0.78mA.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1u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1u=s=0.50mA.6.2由对零位量块引入的不确定度分量21u和校准点量块引入的不确定度分量22u组成不确定度2u的评定。A.6.2.1 由对零位量块引入的不确定度为分量21u5 等量块的测量不确定度为：（0.50m+510-6Ln），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：21u0.00mJJF(浙)1186-202111凹槽千分尺测量上限L=100mm 时:以 75mm 量块对零，不确定度为 0.875m。21u0.875m/2.7=0.32mA.6.2.2 校准点量块引入的不确定度为分量22u5 等量块的测量不确定度为（0.50m+510-6Ln），k=2.7。凹槽千分尺测量上限 25mm 时:22u（0.50+52510310-6）m/2.7=0.23m凹槽千分尺测量上限 100mm 时:22u（0.50+510010310-6）m/2.7=0.37mL=25mm 时：2u=222221uu=2223.000.0=0.23mL=100mm 时：2u=222221uu=2237.032.0=0.49mA.6.3 凹槽千分尺与量块间线胀系数差引入的不确定度3u凹槽千分尺与量块间线胀系数均为：a=(11.51)10-6-1；线胀系a的界限为110-6-1,服从均匀分布,k=3,则：3u=110-6-1/3=0.5810-6-1A.6.4 凹槽千分尺和量块间的温度差引入的不确定度4u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=3,则：4u=0.2/3=0.173A.7 合成标准不确定度cu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t=5；量块的线胀系数a=11.510-6-1。凹槽千分尺L=25mm=0.025106m 时：2cu=2422322221uaLutLuu=(0.50)2+(0.23)2+(0.025106m50.5810-6-1)2+(0.025106m11.510-6-10.173)2=0.31mcu=0.56mJJF(浙)1186-202112凹槽千分尺L=100mm=0.10106m 时：2cu=2422322221uaLutLuu=(0.50)2+(0.49)2+(0.10106m50.5810-6-1)2+(0.10106m11.510-6-10.173)2=0.61mcu=0.78mA.8扩展不确定度U取包含因子k=2凹槽千分尺：L=25mm 时：U=kcu=20.56m1.1mL=100mm 时：U=kcu=20.78m1.6m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。JJF(浙)1186-202113附录 B校准证书内容及内页格式B1 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，应对被校抽样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期；o）校准结果仅对被校对象有效的声明。P）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。B2 校准证书内页格式校准证书内页格式见表 B.1JJF(浙)1186-202114表 B.1校准证书内页格式温度：相对湿度：序号校准项目校准结果1刻线宽度及宽度差2测力和测力变化3微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离4微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置5测量面的表面粗糙度6校准点mm外尺寸示值误差校准点误差1234最大值与最小值之差量块中心长度偏差A+5.12A+10.24A+15.36A+21.50A+25.00校准点内尺寸示值误差校准点误差1234最大值与最小值之差量块中心长度偏差A+1.5+5.12A+1.5+10.24A+1.5+15.36A+1.5+21.50A+1.5+25.00
