JJG740-2005研磨面平尺检定规程.pdf

UU场中华人民共和国国家计量检定规程J J G 7 4 0 -2 0 0 5研 磨 面 平 尺Mi l l i n g S t r a i g h t E d g e s2 0 0 5 一0 3 一 0 3 发布2 0 0 5一0 9一0 3实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发布J J G 7 4 0 - 2 0 0 5研磨面平尺检定规程J J G 7 4 0 - 2 0 0 5V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f Mi l l i n g S t r a i g h t E d g e s 代 替 J J G 7 4 0 - 1 9 9 1 40、 . 0. 0 . o. o . 0- 一 一 。 - 一-一 0 o . 0 . o. 本规程经国家质 量监督检验检疫总局于 2 0 0 5年 3月 3日批准 ，并 自2 0 0 5 年9 月 3日 起施行。归 口 单 位 :全国几何量工程参量计量技术委员会起 草 单 位 :北京市计量科学研究所本规程委托全国几何量工程参量计量技术委员会负责解释J J G 7 4 0 - 2 0 0 5本规程起草人 : 马桂茹( 北京市计量科学研究所) 吴迅( 北京市计量科学研究所) 刘振福( 北京市计量科学研究所)J J G 7 4 0 - 2 0 0 5目录1 范围 ， ( 1 )2 引用文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .( 1 )3 概述 4 ( 1 )4 计 量 性能 要 求 ( 1 )4 . 1 工作面的表面粗糙度 ( 1 )4 . 2 工 作 面 的 平面 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 )5 通用技术要求 ， ( 2 )5 . 1 外观 ( 2 )5 . 2 表面质量 ( 2 )6 计量器具控制 ( 2 )6 . 1 检定条件 ( 2 )6 . 2 检定项目 ( 2 )6 . 3 检定方法 ( 2)6 . 4 检 定结果的 处理 ( 4 )6 . 5 检定周期 ( 4)附录 A 等倾干涉法测量平面度及计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .( 5)附录 B 常用段 ( n = 3 一 6 )分段法计算式 ( 1 )的简化公式 ， ( 8)附录 C 分段测量研磨面平尺工作面平面度的数据处理示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 9)附录 ll 研磨面平尺工作面平面度测量结果不确定度评定 ( 1 3 )附录 E 检定证书和检定结果通知书内页格式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一 ， ( 2 1 )J J G 7 4 0 - 2 0 0 5研磨面平尺检定规程范围本规程适用于研磨面平尺首次检定、后续检定和使用中检验。2 引用文献本规程引用下列文献:J J G 2 8 -2 0 0 0 平晶J J G 6 6 1 -2 0 0 4 平面等倾干涉仪J J F 1 0 0 1 -1 9 9 8 通用计量术语及定义J J F 1 0 5 9 -1 9 9 9 测量不确定度评定与表示J J F 1 0 9 4 -2 0 0 2 测量仪器特性评定I S O 1 4 2 5 3 . 2 : 1 9 9 9 测量设备校准和产品检验中G P S 测 量不确定度评定指南使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 概 述研磨面平尺是一种精密的平面标准器具，其结构形状如图 1 中 ( a ) , ( b )所示。研磨面平尺主要用于检定刀口形直尺工作棱边的直线度。 口( a ) 皿图 1 研磨面平尺结构示意图4 计t性能要求4 . 1 工作面的表面粗糙度 研磨面平尺工作面的表面粗糙度 ， 应符合表 1 的规定。 表1 研磨面平尺工作面的表面粗糙度研磨面平尺长度/ m m 五 . 值/ 1! m毛 3 3 03 3 0,0 . 0 2 5X0 . 0 5d .1 G 7 4 0 - 2 0 0 54 . 2 工作面的平面度 研磨面平尺工作面的平面度，应符合表 2的规定。 表2 研磨面平尺工作面的平面度研磨面 平尺长度L / m m2 0 0 _ L3 0 03 0 0 _ L 5 0 05 0 0 _ L工作 面平 面度纵向全长/ p m续0 . 1 5(0 . 4(0. 5局部/ ( 1, m / m m )X0. 2 5 / 2 4 0X0. 4 / 4 0 0横向/ p m_0. 1 5注: 研 磨面 平尺 有 效 工 作 长 度从 ， 二 L 一 2 a . 2 a 研磨面平尺两端点减去的长度，一般取 a = 5 m m o5 通用技术要求5 . 1 外观 研磨面平尺非工作面上应标有制造厂名 ( 或厂标) 、产品编号、尺寸规格及退互 二 标志 。5 . 2 表面质量 研磨面平尺工作面不得有锈迹、裂纹、划痕、碰伤及影响测量准确度的其他缺陷。 研磨面平尺应无磁。 后续检定和使用中检验允许有不影响测量的上述缺陷。 计，器具控制 计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。6 . 1 检定条件6 . 1 . 1 环境条件6 . 1 . 1 . 1 检定室温度应为 ( 2 0 士 5 ) 1 C ;温度变化不得超过0 . 1 C / h 和 1 C / 2 4 h .6 . 1 . 1 . 2 检定室内的温度与仪器保温箱内的温度之差应不大于0 . 2 90o6 . 1 . 1 . 3 研磨面平尺在检定室内平衡温度的时间应不少于 1 0 h 。长平晶与研磨面平尺放置在仪器内的时间，对小于等于 3 3 0 m m研磨面平尺和 2 1 0 m m长平晶应不少于 l h ;对大于3 3 0 m m研磨面平尺和3 1 0 m m长平晶应不少于 1 . 5 h .6 . 1 . 2 检定设备 检定设备见表 3 06 . 2 检定项目 检定项目见表 3 06 . 3 检定方法6 . 3 . 1 外观及表面质量 目力观察与手动试验。6 . 3 . 2 工作面的表面粗糙度J J G 7 4 0 - 2 0 0 5 用表面粗糙度比较样块比较法测量。有争议时用表面粗糙度测量仪测量。6 . 3 . 3 工作面的平面度 以长平晶作为标准，在平面等倾干涉仪 ( 装置)中对研磨面平尺平面度进行测量。 当被测研磨面平尺的有效长度小于或等于长平晶的长度时，采用等倾千涉法 ( 见附录 A )整段测量。 当被测研磨面平尺的有效长度超过长平晶长度 ( 如 3 0 0 m m或 5 0 0 m m研磨面平尺和2 1 0 m m长平晶)时，采用等倾干涉法分段测量。 表 3 检 定项 目和主要检定设 备J -T-剂 碱 p to H1 3h 1 tfi t 主要检定设备首次检定后续检定 使用中检验带11.AR9aRtc AR ftkf61X ( T)f l ! 11 1l. 一 注 :表 中 “十”表示应检项 目;“一”表 示可不检项 目。 分段测量的步骤: 等倾干涉法分段测量时，每段测量长度为 1 8 0 m m，在 1 8 0 m m长度上测7 个点， 计算各测点对 0 与 1 8 0 m m两点连线的偏差。然后仪器工作台退回一半即9 0 m m ，加接长管，光斑中心对准 9 0 m m处十字线，移动长平晶 ( 此时被测研磨面平尺不许做任何移动) ，并使长平晶的零 十字刻线处于光斑中心上;且移动工作台时长平晶上所有十字线都能通过光斑中心，取下接长管，让十字线与干涉环中心重合，移动工作台保证所有十字线都能通过千涉环 中心。经过适当等温后 ，进行测量 ( 9 0 一2 7 0 ) m m间各测点对 9 0 m m与2 7 0 m m两点连线的偏差。 对于研磨面平尺长度不足 9 0 m m的部分，可以将长平晶只移位 3 0 m m或 6 0 m m 。例如，测量 3 3 0 m m的研磨面平尺可分为三段测至 2 7 0 m in ， 然后再将长平晶移动 3 0 m m即测量 1 2 0 m m至 3 0 0 m m间各测点对 1 2 0 m m与 3 0 0 m m两点连线的偏差。 根据 9 0 m m处对 。 与 1 8 0 m m两点连线的偏差 a , , 1 8 0 m m处对9 0 m m与 2 7 0 m m两点连线的偏差 a 2 , ，a ; _ , ， 按式 ( 1 )求出9 0 m m , 1 8 0 m m , 2 7 0 m m ,各点对。 与3 0 0 m m两端点连线的偏差关。 f = 2 三 ( 。 一 ， ) a , + ( n - 2 ) a , + . . + a _ ,一 厂 “- 1 ) a , + ( i - 2 ) a , + 二 。, I ( 1 )式中:n 段数; i -测点序号。 常用段 ( ， : 二 3 一6 )的分段法计算式 ( 1 )的简化公式见附录 S o 按.瓜， f l 8 0 ，一之值将其余各点补插进去。对 1 2 0 m m , 1 5 0 m m等位置有重复偏差J J G 7 4 0 - 2 0 0 5五 、 ， f e w 的 ( 重复偏差之差应不大于1 / 6 平面度要求， 否则应重测) ， 取其平均值为 测量值。 并根据长平晶各点平面 度偏差和自 重变形量 ( 见J J G 2 8 -2 0 0 0 平晶检定规程附录 F )对研磨面平尺各对应点进行修正后，按符合最小条件准则处理后得到测量结果。 分段测量研磨面平尺工作面平面度的数据处理示例见附录 C o 研磨面平尺横向平面度用平面平晶等厚干涉法进行测量。 也可用带有 笋 3 1 0 m m标准平晶的等厚干涉仪测量。当有争议时以等倾干涉法测量结果为准 。6 . 4 检定结果的处理 经检定符合本规程要求的研磨面平尺发给检定证书。不符合本规程要求的，发给检定结果通知书，并注明不合格项 目。6 . 5 检定周期 研磨面平尺的检定周期根据使用情况确定，一般不超过 1 年。 J J G 7 4 0 - 2 0 0 5附 录 A等 倾干 涉法 测量 平面度 及计 算 等倾干 涉法测量原理如图A . 1 所示。 将两块尺寸差小于0 . l tL m的量块，分别研合在长平晶工作面上两端。也可用专用的三球支承 架 ( 钢球直径为3 . 1 8 m m三个钢球的直径差应小于0 . l y m )代替量块。 使用球支承架时，支承架的 3 个支承点应尽量与工作台支承点相重合。 图A. 1 等倾干涉仪 ( 装置)测量原理示意图 1 一观察孔;2 一玻璃分化板;3 一半反射镜;4 -透镜;5 一光阑;6 一光源:7 一长平晶;8 一支承量块;9 -被测研磨面平尺;1 o-一 支承;I 1 一可称动工作台 被测研磨面平尺工作面向上，放在仪器工作台的两个可调距离支承点上，两支承点a w T R m 1iff ft f * R 普 : 处( 1,-IR M R * R ikc f ) 。 此 、将 长 、。研 、其上的量块 ( 或球形支承架)放在被测研磨面平尺工作面上。 被测研磨面平尺工作面与长平晶工作面，由量块支承 ( 或球形支承架支承)形成一个平行空气层。它位于平面等倾干涉仪 ( 装置)光路中的聚焦点附近，并与光轴垂直，此时在平面等倾干涉仪 ( 装置)目镜里可观察到一组等倾干涉环。这时工作台从一端移至另一端时，两端干涉环级数的变化应不超过一环。再将测微 目镜取下，装上接长管，重新套上测微 目镜，调整 目镜 ( 即调整接长管的工作长度) ，使 目镜视场内能同时见到照明光斑的像与长平晶上的十字线。调整长平晶上各点的十字刻线与工作台运动方向平行，且光斑中心与十字刻线重合。将零十字刻线调到光斑中心上，并调整位移手轮上的刻度至零位或需要 的位置上 ，然后取下接长管，装上测微 目镜，再次检查干涉环的变 5J J G 7 4 0 - 2 0 0 5化，直至两端的干涉环变化小于一环为止。将仪器保温箱门关上，按要求平衡温度。 用等倾干涉法测量研磨面平尺平面度，实质上是测量研磨面平尺工作面与长平晶工作面间空气 层厚度的 变化。设各点空气层厚度为 H o , H , H 2 , ，H n ， 则某一点 i 对两端点 ( 0 点和 n点)连线的偏差 F : oF 一 卜 L;1。 L;Ln H a + Ln H n 一 H i( A. 1 )式中:F : -i 点对。 点与 n 点连线的 偏差; H o , H、H - 0 点、i 点及n 点的空气层厚度; L : -i 点到。 点的距离， m m ; L a -n 点到。 点的 距离，。 。 设。 点的空气层厚度H 。 二 K 。 十 K o , K o 为。 点空气层厚度中干涉仪级数， A K o 为其干涉级数的小数部分， 其他各点的空气层厚度 H , = A K ; + K o , A K为i 点空气层厚度减去K o 而剩下的干涉级数。若用干涉级数表示对两端点连线偏差，则F = 朴 一 L 1 A K L O K ,K= (A K 。 一 K ， 一 会 ( A K 。 一 、 )( A. 2 ) 工作台移动时，当移向空气层厚度变小处 ，在视场中可以看到干涉环会一环一环向中心收缩以致消失，每消失一个干涉环，表明长平晶与被测研磨面平尺表面空气层厚度(亦 即 长 平 晶 与 被 测 研 磨 面 平 尺 工 作 面 距 离 刁 、 了 合 ; 当 干 涉 环 扩 张 时 ， 每 扩 张 一 个 干 涉环 ， 则 表 明 其 厚 度 增 大 了 粤 ) o 2 一 卜、 曰 、2 为了使得到的结果 “ + ”表示 凸， “ 一 ”表示凹，规定每收缩消失一个干涉环时，表示干涉级数 “ 增大”一级 ( 用 “ +1 ”表示) ;每扩大产生一个新干涉环时，表示干涉环级数 “ 减少”一级 ( 用 “ 一 1 ”表示) 。 通常，干涉环收缩或扩张不到一个环的小数部分 K i ，可用下式计算:“ 干 涉 环 扩 张 时 ， “ = 一 (D i)2 (gym )D o+ 6 JT Wk V 时 ， A K , = 卜1D n 12 J 合(ti m )( A. 3 )( A. 4 )式中:D , -i 点所测干涉环直径，m m ; D o 仪器 标准干涉环直径， m m ; 几 光波波长， Km. 标准干涉环直径 D 。 是根据空气层厚度确定的仪器常数，提供，也可以通过实测由式 ( A. 5 )确定: D o = N L 万 二 研式中:D ; , ， 与 D ; 相邻两干涉环直径。 6由仪器 出厂及周期 检定 时( A. 5 ) J J G 7 4 0 -2 0 0 5 为保证D 。 的准确， 应取多次测量的平均值。测量次数不得少于1 0 次， 每次测量时应改变干涉环直径。 当测量一组干涉环直径时，标准干涉环直径可由式 ( A . 6 )求得 :D o1 2 习( 一 ) D Zx 一 6 ( i 一 1 ) 习D RK ( K一1 ) ( K+1 )( m m)( A. 6 )式中:K 自中心起的干涉环环数 ; D x 自中 心起第 i 环的直径。当 K=4时Do3 ( D ; 一 D zi ) + ( D ; 一 D Z ) 1 0( m m)( A. 7 )当 K=5时D2 ( 。 ; 一 刀 : ) + ( 刀 卜 刀 : ) 1 0( A. 8 ) 测量时，将被测研磨面平尺工作面分为7 个测点逐点检定，移动工作台观察并记取每段干涉环的 变化量 K i ，检定每段不到一个环的小数部分并计算出G K ; 再按式 ( A . 9 )进行计算，求得被测研磨面平尺工作面各测点对两端点连线的偏差 F:F = I K ( 、 。 一 、 ) 卜合 。 、 。 ( 、 。 一 、 。 ) 合( A. 9 )式中: K i 从。 点到 i 点干涉环变化的整数部分; K . 从 。 到 n 点干涉环变化的整数部分; A K , - 0 点干涉级数小数部分; O K , 从 。点到 i 点干涉环变化的小数部分; A & 从。 点到n 点干涉环变化的小数部分。 再根据长平晶各点平面度偏差和自重变形量 ( 见 J J G 2 8 -2 0 0 1) 平 晶检定规程附录F )对被测研磨面平尺各对应点的偏差进行修正。当对两端点连线偏差符号相同时，取其最大偏差做为研磨面平尺工作面的平面度;若出现符号相反时，按符合最小条件准则处理得到被测研磨面平尺工作面的平面度。J J G 7 4 0 - 2 0 0 5附录 B常用段 ( n二 3 一 6 )分段法计算式 ( 1 )的简化公式n 二 3:五 4 a , +2 a 2一3f 22 a , +4 a 2 3几 二 4A 6 a , +4 a 2 +2 a 3=4f 24 a , +8 a 2 +4 a 3 4儿2 a , +4 a 2 +6 a 3 4n二5:、 _ 8 a , + 6 a 2 + 4 a 3 + 2 a 45f 2几f 4 6 a , +1 2 a 2 +8 a 3 +4 a ,一5 4 a , + 8 a 2 +1 2 a 3 + 6 a 4一5 2 a , +4 a 2 +6 a 3 +8 a 4一5n=6:五 1 0 a , +8 a , +6 a ,+ 4 a , +2 a ,一6几儿人 8 a , + 1 6 a , + 1 2 a , +8 a , + 4 a 5一6 6 a , +1 2 a 2 +1 8 a 3 +1 2 a 4 +6 a ,一6 4 a , +8 a 2 +1 2 a 3 +1 6 a 4 +8 a ,一6.f s 2 a , +4 a 2 +6 a 3 +8 a 4 +l O a s一68 J J G 7 4 0 -2 0 0 5附录 C分段测t研磨面平尺工作面平面度的数据处理示例 对于3 0 0 m m研磨面平尺，可用2 1 0 m m长平晶在等倾干涉仪中分段测量。测量时分0至 1 8 0 m m, 9 0 m m至 2 7 0 m m , 1 2 0 m m至3 0 0 m m三段进行，每次测量 1 8 0 m m段中的7 个测点 ， 共得 2 1 个读数，并按下述方法进行数据处理，参见表 C . t oC . 1 计算 0 至 1 8 0 m m间各点对。与 1 8 0 m m两点连线的偏差 按式 ( A . 9 )且考虑长平晶平面度偏差 ，计算该 1 8 0 m m长度上各测点对 0与 1 8 0 m m两点连线的偏差。C . 2 计算 ( 9 0 至2 7 0 ) m m间各点对9 0与2 7 0 m m两点连线的偏差 按式 ( A . 9 )且考虑长平晶平面度偏 差，计算该 1 8 0 m m长度上各测点对 9 0与2 7 0 m m两点连线的偏差。C . 3 计算 ( 1 2 0 至 3 0 0 ) m m间各点对 1 2 0 与 3 0 0 m m两点连线的偏差 按式 ( A . 9 )且考虑长平晶平面度偏差，计算该 1 8 0 m m长度上各测点对 1 2 0与3 0 0 m m两点连线的偏差。C . 4 计算 ( 0 至 2 7 0 ) m m间各点对 0 与 2 7 0 m m两点连线的偏差 根据表C . 1 , 9 0 m m处对。 与 1 8 0 m m两点连线的偏差 a , =一 0 . 0 7 6 p m , 1 8 0 m m处对9 0 与2 7 0 m m两点连线的偏差 a 2 =一 0 . 2 0 5 1 c m ， 按式 ( 1 )或附录B 中简化公式计算， 求得 9 0 m m及 1 8 0 m m处对。与2 7 0 m m两点连线的偏差 f .f 9 0 二五w二4 a , +2 a 2 32 a , +4 a 2 34 x( 一 0 . 0 7 6 ) + 2 、( 一 0 . 2 0 5 ) 32 x( 一 0 . 0 7 6 ) + 4 x( 一 0 . 2 0 5 )=一 0 . 2 3 8 ( l e m )=一 0 . 3 2 4 ( 1 c m ) 再根据几及五 ， 的 值将其余各点补插进去， 从而求得被测研磨面平尺0 至2 7 0 m m间各点对 。 与 2 7 0 m m两点连线的偏差。 对于五 2 0 及无 5 。 各有两个测得值， 分别计算相应测得值之差，当其不超过3 0 0 m m 研磨面平尺平面度要求 ( 0 . 4 1 e m )的1 / 6 时 ( 超过时 应重测) ， 取其平均值作为测得值。即关2 0 二f ,5 .=( 一 0 . 3 1 4 )+ ( 一 0 . 3 1 0 )2=一 0 . 3 1 2 ( ji m )( 0 . 3 4 5 )+ ( 一 0 . 3 2 5 )2=一 0 . 3 3 5 ( N m )C . 5 计算 。 至 3 0 0 m m间各点对 。 与 3 0 0 m m两点连线的偏差 在 1 2 0 m m至 3 0 0 m m测量段 内，以 1 2 0 m m与 2 7 0 m m两点连线为基准，并延长至3 0 0 m m，得到 3 0 0 m m这点对此连线的偏差。这点偏差与在 0 至 2 7 0 m m测量段内测量结果中连接 1 2 0 与 2 7 0 二 两点并延长至3 0 0 m m得到的偏差叠加起来 ，得到 3 0 0 m m这点偏差，即可求得 0 至 3 0 0 m m间各点对 0 与 3 0 0 m m两点连线的偏差。按符合最小条件准则处理得到测量结果 ( 参见表 C . 2 ) oJJG 7 叨一2 佣5 表 C. 1Do二3 . 9 2 mm检测 位置 ( mm )一干 涉 环 直 径 lm 。一一 干涉带级数 天C ， 二凡 一K。乙二 C乙 ndid 2d=d l 一注 ，06 . 6 2 2 . 5 3一一 4. 00一0. 0 90O3 O6 . 4 12. 5 73. 8 4 一 一 十0. 0 4I + 0 . 1 3一0， 0 1606 . 3 82 . 6 83. 7 0+0. 1 1+0， 2 0一0， 0 龙9O6 . 3 92. 6 03. 7 9+0 06+0 1 5一0 . 0 3 51 206 . 5 22 5 04. 0 2一0. 0 5十0. 04一0 0 51 5 06 . 5 92 . 4 34. 1 6一0. 1 3一0， 04一0. 061 8 06 6 1一一0 1 6一0 0 7一0. 07906 6 62 . 5 64. 1 0一0， 09001 206. 7 0 一24 5ll)4 . 3 4一一0. 2 3一0. 1 401 5 05 8 03 . 442. 3 6一0. 2 6一0. 1 7 一 一 一0 0 11 8 05 8 02 . 4 72. 3 3一0. 3 5一0. 2 6一0 ， 0 12 1 06 . 7 72 . 4 84. 2 9一0 20一0， 1 1一0 . 0 12 4 06. 7 42 . 5 44 . 20一0 . 1 5一0 . 0 6一0 . 022 7 06. 7 02 5 74 . 1 3一0 . 1 一0 . 0 2一0 . 021 2 06 6 92 . 5 24 . 1 7一0 . 1 3001 5 06 . 3 02 . 4 23 . 8 8 -一 0 . 0 2l +0 . 1 1一0 . 0 11 8 06 . 1 02 . 1 23 . 9 8一0 . 0 3+0 . 1 0一0 0 32 1 06 3 22 . 1 5 一0一0 ， 042 4 06 . 4 22. 204. 2 2一 0 . 1 6一0 . 0 3一0 . 0 52 7 06 . 4 52. 2 3 4. 2 2一 一 0 . 1 6一0 . 0 3一0. 0 7 3 oo6 . 5 02 204. 3 2一 0 . 2 1一0 . 0 8一 0 . 0 8l 0J J G 7 4 0 - 2 0 0 5a二0. 5 9 0 k m 乙。 = LC . 一 百 二 C _ L F ; 二 . x 冬 艺( l e m )长平 晶平面度偏差 21 , 1 p . 被 测研磨 面平 尺局 部偏 差F, 二F 一A一 会 、。被测研磨面平尺两点连线偏差 I t e m; 二 F ， + L h 0000一 一00+0. 1 4+0. 0 4 1+0. 0 7 0 一一0 . 0 2 9 一0 . 0 5 4一0. 0 8 3+0. 2 2+0. 0 6 5+0. 1 1 9一0 . 0 5 4 一 0 . 1 0 8I一0. 1 6 2+0. 1 8 5+0 . 0 5 5+0 . 1 3 1一 0 . 0 7 6一0. 1 6 2一0. 2 3 8+0 , 0 9+ 0. 02 7+0 . 1 2 5一0 . 0 9 8I - 0 .2 1 6一0 . 3 1 4 I_+0 . 0 2十0.0 0 6+0 . 0 8 1一0 . 0 7 5! 一0. 2 7 0.345: 一0000一0. 3 2 4 一 1一0000一0. 2 3 8 一0 . 1 4一0 . 0 4 1+0 . 0 7 0一0. 1 1 1一0. 1 9 9_ 0 .3 10一一0 . 1 6一0 . 0 4 7+0 . 1 1 9一0. 1 6 6 一0. 1 5 9 J一0 . 3 2 5一0 . 2 5一 0 . 0 7 4+0 . 1 3 1一0. 2 0 5一0. 1 1 9一 0 . 3 2 4一0 . 1 0一 0 . 0 3 0+0 . 1 2 5一0. 1 5 5一0. 0 7 9一0 . 2 3 4一0 . 0 4一 0 . 0 1 2+0 . 1 8 1一0. 0 9 3一0. 0 4 0一 0 . 1 3 30000000000一0. 3 1 2 一+0. 1 2 + 0 . 0 3 5+0. 0 7 0一0 . 0 3 5一0 . 2 5 0+0. 1 3+0. 0 3 8+0_ 1 1 9一0 . 0 8 1一0 . 1 8 7+0. 0 4+0. 0 1 2+0. 1 3 1一0 . 1 1 9一0 . 1 2 5】一+0. 0 2+0. 0 0 6+0. 1 2 5一0 . 1 1 9一0 . 0 6 2+0. 0 4+0. 0 1 2+0. 1 8 1一 。 . 0 6 9 一0000+ 0 . 0 6 21 lJ J G 7 4 0 -2 0 0 5欲660!0660.0，!0“气gcnO 令 ; 二 令 lO口口巴O I叼李一O Ir JOCr刀O lO.、mO I心卜亡门O I今V口r尸O 1，-OJ吧护O l途O心 二碉撰攫Or，.门C 加O !O、NOO l寻OO lO(hOO !r r卜向OO lrOOOO lNOO IO;甘寸.，叫O I蓄 Nr 二 嗜 誊蟹E x NOt甲1以 二OC 匀 吞r刀心尸叫0 万口(r尸r 刁0 诊七尸Or尸0 I户刀O巴户刀O I办一rV0 IO七 尸，.0 rO们寸，叫0十 二 1 P $ 攫 丫0 履琴F$ H 昌M 目9里蓄 荔NNMO护.叫r 、卜刁O l导O 刀O I屺护O户 刀O I叱护 刀”叫O 1O了 1寸尸.叫O十圈 mr N E rx :N 首 I L (V :4Ccn 那钾圈琴O，.，NOO I叹 ， 、甘)OO I心Cr毛OO !落OO IOr尹O巴OO+咽撰樱CJ寸，叫OO+CO广 JOO十9O+刀 nv 100+C 六吕0+pr以O0+洲 嗜 N EN0 言 IT rl艇 绷忍0 冲钾叹遐0叼勺r 尸0C二 .月 一oc0C ) Ia0a一，目0 !a吕心 I0 ，酬 旧心 t二 ， 洲司 口0 呈rlN O 州 玛忍NN尸州尸O C七尸C 刀O !叹 、口(尸叫O l尸】N， -O I广刀8O !ON旧OO十 ，崛 隆 心J ; ， 洲2口i l l昌el匕O蕊 N勺 致 绷Or尸O 巴OO Ir刀心，.叫O I口(rrC 刀O I户习尸.创O IMO甘f Jr尸O I寸护户刀O IC门t们目O IO毫 咧吕理 +乏OO导家NOO邑ONqNON SM1 2J J G 7 4 0 -2 0 0 5附录 D研磨面平尺工作面平面度测量结果不确定度评定D. 1 概述 通过对常用规格的研磨面平尺工作面平面度测量结果不确定度的评定 ， 确认本规程提出的测量原理、测量方法、测量程序和测量条件的合格性。D . 2 任务和目 标不确定度D . 2 . 1 测量任务 测量2 0 0 m m和 3 3 0 m m研磨面平尺工作面的平面度。D2 2 目 标不确定度 根据 J J F 1 0 9 4 -2 0 0 2 测量仪器特性评价中 5 . 3 . 1 . 4的规定 ，评定研磨面平尺工作面平面度的不确定度 仇 、 与其最大允许误差的 绝对值M P E V 之比，应小于或等于1 : 3 ,我们按保守估计取 k = 3 ，即U , 、 奋 M P E V( D. 1 )则相应目 标不确定度 U , = U ， 见表D . l a 表D. 1 目标不确定度 U ， 一览表研磨面平尺规格 L / m m平面度最大允许误差M P E , 华m目 标不确定度 U T / lc m2 0 00. 1 50. 0 53 3 00. 4 00. 1 3D . 3 原理 、方法、程序和条件D . 3 . 1 测量原理 非接触式技术光波干涉法，与一已知平面 ( 参考平面)比较法测量。D . 3 . 2 测量方法 采用等倾干涉法。在等倾干涉仪中用 2 1 0 m m长平晶与 2 0 0 m m的研磨面平尺整段比较测量或与3 3 0 m m的研磨面平尺分段 比较测量，得到的测量值修正长平晶工作面平面度后，按最小条件计算得到研磨面平尺工作面的平面度。D . 3 . 3 初始测量程序 用平面等倾干涉仪 ( 装置)测量研磨面平尺平面度 ; -2 1 0 m m长平晶做标准器; 等倾干涉仪做比较仪使用。 两个 l m m量块研合在长平晶两端做支撑用 ; 研磨面平尺放置在检定室内的温度平衡时间不少于 1 0 h ; 长平晶与研磨面平尺放置在仪器内的温度平衡时间: 对于2 0 0 m m研磨面平尺和2 1 0 m m长平晶不少于 1 h ; 对于3 3 0 m m研磨面平尺和2 1 0 m m长平晶不少于 1 . 5 h o 1 3J J G 7 4 0 -2 0 0 5D . 3 . 4 初始测量条件 平面等倾干涉仪 ( 装置)经检定应符合 J J G 6 6 1 -2 0 0 4 平面等倾干涉仪国家计量检定规程的要求 ; -2 1 0 m m长平晶的规格经检定符合J J G 2 8 -2 0 0 0 平晶国家计量检定规程的要求; -2 1 0 m m长平晶工作面的平面度经检定符合 J J G 2 8 -2 0 0 0 平晶国家计量检定规程的要求，且具有修正自重变形影响后平面度数据的检定证书; 经检定两块 l m m 量块的尺寸差小于0 . 1 r t m ; 检定室温度 :( 2 0 1 5 ) 0 C ,温度变化不得超过0 . 1 C/ h和 1 C / 2 4 h ; 检定室内的温度与仪器保温箱内的温度之差小于0 . 2 C ; 测温仪的分辨力: 0 . 0 1 9 0 ; 长平晶的制造材料是K , 光学玻璃， 研磨面平尺是钢制的; 操作人员是经过培训的，并且十分熟悉平面等倾干涉仪 ( 装置)的使用。D . 4 测量装置图示 测量装置图示见图A . 1 oD . 5 不确定度来源及其说明 不确定度来源及其说明见表 D . 2 o 表D. 2 研磨面平尺工作面平面度测f不确定度分f概况和评注序号符号不确定度分量名称说明Iud 份测量点定位误差由等倾干涉仪纵、横向定位系统的误差引起。对测量结果影响较小，可忽略2u b .标准干涉环直径 平面等倾干涉仪检定规程规定，等倾干涉仪的标准干涉环直径的 测量不确定度 U , 0 . 0 1 m m3“ 列视 l 微 目镜误差 平面等倾干涉仪检定规程规定，在全量程范围内，测微目镜的示值最大允许误差为t 0 . 0 1 O m m4u ，干涉环小数级数 测量重复性检定合格的等倾干涉仪的干涉环小数级数测量重复性0 . 0 2 5 个干涉级数5肠. 挠度 变形主要考虑研磨面平尺、标准长平晶因自重引起的挠度变形6“ 怂温度 变化主要考虑温度变化对长平晶与研磨面平尺的影响7u r a分段测量分段后每个测点两次测量读数带来的影响8“ 即长平晶工作面平面度主要考虑标准平面度的测量不确定度的影响D . 6D . 6首次评估 首次评估不确定度分量 的说明及计算 J J G 7 4 0 -2 口 1 0 5 ( 1 ) u , . 测量点定位误差B 类评定 测量点定位误差主要是等倾干涉仪纵、横向定位系统的误差引起，由测量点纵向定位误差和横向定位误差组成。由于标准干涉环直径和被测干涉环直径是比较测量，测量目标是研磨面平尺工作面的平面度，且其数值很小。因此对检定合格的等倾干涉仪而言，测量点定位误差对测得值的影响很小，可以忽略不计。 a s ， 二0 ( 2 ) u b , 标准干涉环直径B类评定 根据 J J G 6 6 1 -2 0 0 4 平面等倾干涉仪检定规程规定，在 1 0 个不同千涉级数的情况下 进行 1 0 次标准干涉环直径 D 。 的测量，其平均值D 。 的不确定度 ( 3 s )不超过O . O l m m，即影响量的极限值 a * = O . O l m m 。其对被测量影响的极限值 a计算如下: 根据干涉环小数级数的计算公式: 长= ( D ; l D o ) z d 0 长2 D d D o =一 D a得d A K ; =I 一 2 A K ; / D o I x d D o取d D o = a ， 正、负号表示干涉环收 缩方向与极限值大 小无关， 取其绝对值。 d A K ; = 2 在 次 一 / D o a a=d AK ; a l 2 = ( 2 , / 石 K 一 / D . ) a A / 2有则 实际测 量时， 取 K ; .: : 1 , D 。 二 3 . 8 7 m m , A = 0 . 5 8 9 3 z m ( 1 钠光波长以下同不再说明) ，a = 0 . O 1 O m m ，则 a = ( 2 x 汤 3 . 8 7 ) x 0 . 0 1 0 x ( 0 . 5 8 9 3 / 2 ) - 0 . 0 0 1 5 ( r e m ) 保守估计为矩形分布，取分布因 子 b = 0 . 6 ， 标准干涉环直径的不确定度分量 U h . u 、 二 a b = 0 . 0 0 1 5 x 0 . 6 二 0 . 0 0 0 9 ( PL m ) ( 3 )“ ， 测微目 镜的 误差B 类评定 测 微目 镜 误差 引 人 的 不 确 定度 分 量“ m; ， 主要由 测微目 镜示 值 误差 的 不 确定 度 分 量“ 。 . 和其回 程误差的不确定度分量 U . h 两部分构成。 测微目镜的回程误差在考虑千涉环小数级数测量重复性时，已将其影响计算进去，为避免重复 计算， 故在此不予 考虑，a . h = 0 . 测微目 镜示值误差的不确定度分量 U m 。 的 评定B 类评定 根据 J J G 6 6 1 -2 0 0 4 平面等倾干涉仪检定规程，平面等倾干涉仪测微 目镜示值最大允许误差在全量程范围内为 士0 . 0 1 0 m m，极限值 a = 0 . 0 1 0 m m对被测量影响的极限值 a按下式计算: 根据干涉环小数级数的计算公式: O K ; = ( D ; I D ) 2.I .I G 7 4 0 - 2 0 0 5旦 A K ,d 刀= 2 D , D石有d A K= ( 2 ,邝 K , I D , ) d D令d D= a有d A K= ( 2 ., 厄K ; I D o ) a 则。二 d , K ; A / 2 = ( 2 , 厄K ; I D o ) a “ l / 2 取 K二 1 ， D o = 3 . 8 7 m m , A = 0 . 5 8 9 3 t m , a “ = 0 . 0 1 0 m m ， 则 a = ( 2 x 和3 . 8 7 ) x 0 . 0 1 0 x ( 0 . 5 8 9 3 / 2 ) 0 . 0 0 1 5 I x m 估计为正态分布， 取分布因子 b = 0 . 5 ， 则测微目 镜示值误差的不确定度分量 a m , u m=a b = 0 . 0 0 1 5 y m x 0 . 5 = 0 . 0 0 0 7 6 K m 测微目 镜误差的不确定度分 量 U ,. j a m i =u -= 0 . 0 0 0 7 6 1t m ( 4 ) u , 干 涉 环 小 数级 数 测 量 重 复 性B 类评 定 根据 J J G 6 6 1 -2 0 0 4 平面等倾干涉仪国家计量检定规程规定，1 0 次重复测量得到干涉环小数级测量的重复性，其值 ( 3 s )应小于 0 . 0 2 5 个干涉级数，即 a 二 0 . 0 2 5 个干涉级数。在实际测量中，取 3 次读数的平均值作为测得值，则其对被测量影响的极限值 a为 a = ( a 币 ) 1 / 2 = ( 0 .0 2 5 / 存) x 0 .5 8 9 3 / 2 = 0 . 0 0 4 3 ( ti m ) 估计为正态分布，取分布因子 b = 0 . 5 ，则 u , , = a b = 0 . 0 0 4 3 x 0 . 5 = 0 . 0 0 2 1 5 ( K m ) ( 5 ) u . , 挠度变形B类评定 研磨面平尺和长平晶的自重会引起其挠度变形，对测量结果产生影响。 测量方法中规定研磨面平尺在测量时，两支承点置于被测研磨面平尺 ( 2 / 9 ) L处，认为此时产生的挠度变形最小 ，未对其予以修正。根据有关资料常见结构的研磨面平尺其 最 大自 重 变 形量 及 其 不 确 定 度分 量u , = a b 见 表D . 3 。 表中 研 磨 面 平尺的 最 大自 重 变形量 a按保守估计服从矩形分布，分布因子 b 二0 . 6 0 表D . 3 研磨面平尺规格、最大自 重变形量和不确定度分量 “ ， 研 磨 面 平 尺: 规 格 / m m最 大 自 重 变 形 量 / u m一 不 确 定 度 分 量。 ./ u m I2 0 03 3 00. 00 1 80. 0 0 70 04 2 长平晶由于测量时，两量块置于长平晶的两端点处 ，其自重引起的挠度变形对测量结果会产生影响，但长平晶自重对其平面度的影响在长平晶的检定证书已予以修正，因此此项不确定度分量主要考虑长平晶 自重变形量测量的扩展不确定度。根据 J J G 2 8 - 1 6J J G 7 4 0 -2 0 0 52 0 0 0 平晶国家计量检定规程，长平晶自重变形量测量的扩展不确定度 U ( k = 3 )和不 确 定 度 分 量“ np 见 表D . 4 o表D . 4 长平晶自 重变 形量测量的扩展不确定度 U和不确定度分盘U . p长平晶规格/ m m扩展不确 定度 U l f, m ( k = 3 )不确定度分 量 a , / I m2 1 00 . 0 1 00 . 0 0 3 3挠度变形引 起的不确定度分量a . n。 .。 一 了 . 2 ， 十 a 2 p当 L= 2 0 0 m m时当 L= 3 3 0 m m时a n 6=a . n =, / 0 . 0 0 1 8 1 + 0 . 0 0 3 3 2 二 0 . 0 0 3 8 ( j i m ), / 0 . 0 0 4 2 2 + 0 . 0 0 3 3 2 = 0 . 0 0 5 3 ( j m ) ( 6 ) u , 温度变化B 类评定 温度对测量结果的影响主要表现在两个方面，对 2 0 的偏离和温度变化。在满足规程所规定的条件下，温度偏离 2 0 对测量结果的影响很小可忽略不计。温度变化对测量结果的影响较大。 当环境温度符合本规程所规定的温度条件时，在平面等倾干涉仪保温箱内，等温1 h 后 ，研磨面平尺和长平晶的 自身温度不一致性均应小于 0 . 0 5 C ,温度变化对测量影响的极限值为: 对L = 2 0 0 m m 的 研 磨 面 平 尺 线 胀系 数。 ， = 1 1 . 5 x 1 0 - 1 / 0 C ， 平 尺宽 度l , = 3 6 m m , 温度差 T = 0 . 0 5 C ， a ,=O T a , l , , =0 . 0 5 Cx1 1 . 5x1 0 一 b / C x3 6 m m =0 . 0 2 0 7 U m保守估计符合矩形分布，取 b = 0 . 6 ， 则 u, =a, b = 0 . 0 2 0 7 x 0 . 6 = 0 . 0 1 2 ( m ) 对L = 3 3 0 m m 的 研磨 面 平 尺a y = 1 1 . 5 x 1 0 - 6 / 0C ， 其尺 宽l Y_ = 6 0 m m , A T = 0 .0 5 C ， a ,y 2 = 4 T a , 1 , 2 =0 . 0 5 C x 1 1 . 5 x 1 0 一 “ / x 6 0 mm = 0 . 0 3 4 5 1 c m保守估计符合矩形分布，取 b = 0 . 6 ，则 u ,y y =a , y z b = 0 . 0 3 4 5 x 0 . 6 = 0 . 0 2 1 ( Ji m ) 对2 1 0 m m 长 平晶a p = 8 x 1 0 - 6 / C , 1 , = 2 5 m m , A T = 0 .0 5 C , a , , = 4 T 称 = 0 . 0 5 Cx 8 x 1 0 一 6 / 0 C x 2 5 m m = O . O l p m保守估计符合矩形分布，取 b = 0 . 6 ，则d J G 7 4 0 - 2 0 0 5 u , , = a 。 b = 0 . 0 1 x 0 . 6 = 0 . 0 0 6 ( ft m )环境温度对 L = 2 0 0 m m的 研磨面平尺平面 度测量的影响 a h , l il h 、 = 丫 u 2a ,yl + u 2U w =1/ 0 . 0 1 2 2 + 0 . 0 0 6 2 = 0 . 0 1 4 ( l e m )环境温度对 L = 3 3 0 m m的 研磨面平尺平面度测 量的影响 u h , u h2 = 丫 u 2u ly2 + u 2u l, =初. 0 2 1 2 十 0 . 0 0 6 2 = 0 . 0 2 2 ( f m )