JJF 1548-2015 楔形塞尺校准规范

中 华 人 民 共 和 国 国 家 计 量 技 术 规 范5482015楔 形 塞 尺 校 准 规 范布 2015施国家 质 量 监 督 检验检 疫总局发布5482015楔形塞尺校准 规 范o 5482015 5 $归 口 单 位 ：全国几何量工程参量 计 量技 术 委 员 会 主要起草 单 位：安徽省 计 量科学研究院 河北省 计 量 监 督 检测 院 参加起草 单 位：浙江省 计 量科学研究院 辽 宁省 计 量科学研究院 沈阳佳宇工具有限公司本 规 范委托全国几何量工程参量 计 量技 术 委 员 会 负责 解 释5482015本 规 范主要起草人：马 琳 （安徽省 计 量科学研究院) 胡登山（安徽省 计 量科学研究院) 王少平（河北省 计 量 监 督 检测 院) 金 美 峰 （安徽省 计 量科学研究院) 参加起草人：周 闻 青（浙江省 计 量科学研究院) 刘 娜 （ 辽 宁省 计 量科学研究院) 赵 霞 （沈阳佳宇工具有限公司）5482015目 录引言 .（ n )i 細 .2 引用文件 .（ 1)3 .  ( 1 )4 计 量特性 .（3)面粗糙度 .（3) 边直 线 度 . （3)4. 3 测 量面的平面度 .（3)4. 4 示值变# 性 .(3 )值 误 差 .（3)移 .（3)5 校准条件 .（3) 境条件 .（3)准用设备 . （ 4)6 校准 项 目和校准方法 .（ 4)面粗糙度 .（ 4) 边直 线 度 .（ 4)6. 3 测 量面的平面度 .（ 4)6. 4 示值变# 性 .(5 ) 差 .（ 5)移 .（ 6)7 校准 结 果表达 .（ 6)8 复校 时 间间隔 .（ 6)附 录 A  I 型楔形塞尺示值 误 差 测 量 结 果不确定度 评 定 .（7 )附 录 B 数显 楔形塞尺示值 误 差 测 量 结 果不确定度 评 定 .（ 11)附 录 C 校准 证书内 容及 内 页格式 .（ 15)5482015引 言071 2010国家计量校准规范编写规则 、 001 2011通用 计 量 术语 及 定义 、 2012 测 量不确定度 评 定与表示共同构成支撑本校准 规 范制定 的基 础 性系列 规 范。本 规 范主要参考 标 准 为  12202 2015楔形塞尺。本 规 范 为 首次发布。5482015图 1 I 型楔形塞尺外形 结 构示意 图1,3 侧 边 ； 2尺面； 4一 标记 和 标 尺 数 字楔形塞尺校准 规 范1 范 围本 规 范适用于分度值 为 . 5 测 量范 围 上限至 60  型模形塞 尺；分度值 为 . 5 .5 测 量范 围 上限至 15 型楔形塞尺; 分辨力 为 . 1  量范 围 上限至 40 显 楔形塞尺的校准。2 引用文件本 规 范引用了下列文件：094 2 0 0 2 测 量仪器特性 评 定  12202 2015 楔形塞尺凡是注日期的引用文件 ，仅 注日期的版本适用于本 规 范；凡不注日期的引用文件 ， 其最新版本（包括所有的修 订单 ）适用于本 规 范。3 概述楔形塞尺是用于 测 量间隙和孔 径 尺寸的量具。常见 结 构型式有 I 型楔形塞尺 、形塞尺 、数显 楔形塞尺。I 型楔形塞尺 为 楔形薄片 状 ，具有 锥 形角度 ，尺面上有一 组 有序的 标 尺 标记 和 标 尺 数 字 ，标 尺 数 字表示相 应标记 位置的尺身 宽 度。其 结 构型式见 图 1。 楔块 状 ，具有楔形角度 ，尺面上有一 组 有序的 标 尺 标记 和 标 尺 数  字 ，标 尺 数 字表示相 应标记 位置垂直于 测 量基面的厚度。其 结 构型式见 图 2。数显 楔形塞尺又 称 通流间隙 测 量尺 ，是利用 带 有 数 字 显 示器的移动 测 量头在尺身上 相 对 运动 ，以 数显 形式 显 示移动 测 量头的端面处垂直于上 测 量面的楔块厚度。其 结 构型 式见 图 3。15482015艰 模形塞尺面构示意 图  基面形2(b)图 3 数显 楔形塞尺外形 结 构示意 图1 一上 测 量面； 2移动 测 量头；3 数 字 显 示器； 4尺身 标 尺； 5尺 身 ； 6下 测 量面54820154 计 量特性4 . 1 表面粗糙度I 型楔形塞尺和  量面的表面粗糙度一般不超 过 i?6 m，数显 楔 形塞尺 测 量面的表面粗糙度一般不超 过 4 . 2 侧 边直 线 度I 型楔形塞尺的 侧 边直 线 度一般不大于 . 1 面的平度测 量面的平面度一般不超 过 表 1 的 规 定。  量基面只允 许 呈凹形。表 1 测 量面的平面度楔形塞尺名 称 分度值/分辨力 测 量面的平面度n 型楔形塞尺0. 05 0. 010. 1 0. 020. 5 0. 10数显 楔形塞尺 0. 01 0. 0054. 4 示值变动性数显 楔形塞尺的示值变动性一般不超 过 . 1 . 5 示值 误 差示值最大允 许误 差一般不超 过 表 2 的 规 定。表 2 最大允 许误 差楔形塞尺名 称 分度值/分辨力 最大允 许误 差I 型楔形塞尺 0. 1 楔形塞尺0. 05 士 0. 050 1 士 0. 100. 5 士 0. 20数显 楔形塞尺 0. 01 土 0. 034. 6 漂移数显 楔形塞尺的 数 字漂移在 1 般不大于 0 01  有自动 关 机功能的可不校准此 项 。注：校准工作不判 断 合格与否 ，上述 计 量特性要求 仅 供参考。 5 校准条件5. 1 环 境条件校准室温度：（ 205)X：5482015校准室相 对湿 度：不大于7 0 % 。校准前 ，被校楔形塞尺和校准用器具平衡温度 时 间不少于 2 h。 许 使用 满 足 测 量不确定度要求的其他 测 量 标 准及其他设备 进  行校准。表 3 校准 项 目和校准用设备序号 校准 项 目 设备名 称 和技 术 要求1 表面粗糙度 表面粗糙度比 较 样块 + 1 2 % 一 17%2 侧 边直 线 度 4 等量块 ，1 级 平板3 测 量面的平面度 4 等量块 ，刀 口 形 直 尺 2 塞 尺 0. 005 1 级 平板4 示值变动性 3 级 量块及量块附件5 示值 误 差 万能工具 显 微 镜  L ，3 级 量块及量块附件 ， 1 级 平板 ，数显 千分表 移6 校准 项 目和校准方法校准前首先 检 查外 观 和各部分相互作用。确定 没 有影响 计 量特性因素后再 进 行校准。6. 1 表面粗糙度测 量面的表面粗糙度用表面粗糙度比 较 样块 进 行比 较测 量。 进 行比 较时 ，所用的表 面粗糙度样块和被校 测 量面的加工方法 应 相同 ，表面粗糙度样块的材料 、形 状 、表面色 泽 等也 应尽 可能与被校 测 量面一致 ，以相应表面粗糙度比 较 样块的 标称 值作 为 校准值。 6. 2 侧 边直 线 度I 型楔形塞尺的 侧 边直 线 度用量块 试 塞法 测 量。 测 量 时 ，在平板上放置 2 块 1 量块 ，将 I 型楔形塞尺两 侧 边分 别贴 合在量块上 ，并使尺面与平板保持垂直 ，再用相 应 尺寸的量块在 侧 边全长范 围内进 行 试 塞 ，以 试 塞 时刚 好能通 过 的量块尺寸与 1 值作 为该 位置的 测 量值。所有位置 测 量值的最大值与最小值的差值 为该侧边的直线度 测 量值 ，取两 侧 边直 线 度 测 量值中的最大值作 为 直 线 度校准值。1 数显 楔形塞尺 测 量面的平面度用刀口形直尺以光隙法 测 量。分 别 在 测 量面的长 边 、短边和 对 角 线 位置上 进 行 ，其平面度根据各方位的间隙情况确定。 当 所有方位上出 现 的间隙均在中间部位或两端部位 时 ，取其中一方位间隙量最大的作 为 平面度。 当 其中 有的方位中间部位有间隙 ，而有的方位两端部位有间隙 ，则 平面度以中间和两端最大间 隙量之和确定。54820156. 3. 2 分度值 为 0. 05  量基面的平面度用量块 试 塞法 测 量。 测 量 前先用刀口形直尺 观 察 测 量基面的光隙情况 ，将 2块 1 用刀 口形直尺的工作面 轻轻 接触量块 ，再用相 应 尺寸的量块在基面全长范 围内进 行 试 塞 ，以 试 塞 时刚 好能通 过 的量块尺寸与 1 该 位置的 测 量值。所有位置 测 量值的 最大值与最小值的差值 为该 基面的平面度校准值。6. 3. 3 分度值 为 0. 1 5 1型楔形塞尺 测 量面的平面度用塞尺在平板上用 试 塞法 测 量。 将 楔形塞尺的 测 量基面放在 1 级 平板上 ，用塞尺在 测 量基面全长范 围内进  行 试 塞 ，以可塞人最大尺寸塞尺的厚度作 为 校准值。6. 4 示值变动性以接近 测 量范 围 下限位置的尺寸 选择 一块量块与量块附件 组 合成 内 尺寸 ，数显 楔形 塞尺置于正常 测 量 状态 ，将 楔形部分放人 组 合的 内 尺寸中 ，推动移动 测 量头 ，使移动 测  量头的端面 紧贴 着量块附件的 侧 块 ，并与上 测 量面保持垂直并 读数 。在相同条件下 ，重 复 5 次 测 量 ，示值变动性以最大与最小 读数 的差值确定。  型楔形塞尺的示值 误 差I 型楔形塞尺的示值 误 差用万能工具 显 微 镜 以影像法 测 量。在 测 量范 围内选择 均勻 分布的 5 点作 为 校准点。将 工型楔形塞尺 标记 面向上平放在工作台上 ，调 整焦距 ，使楔形塞尺所有 标记 成像 清晰 ，并 调 整楔形塞尺 轴线 方向与 纵 向滑板移动方向平行。 将 米字 线 的垂直 线 瞄准被校 标记宽 度的中间位置 ，横 向移动滑板到楔形塞尺一端 ，用米字 线 中心点 对 准被校 标记 的 一端 ，记录横 向 读数 再 横 向移动滑板到楔形塞尺另一端 ，用米字 线 中心点 对 准被 校 标记 的另一端 ，记录横 向 读数 a,2。按公式（ 1 ) 计 算 读数 a,:和 的差值 ，两 读数 差 值的 绝对 值即 为该测 量位置的 测 量值。其 标称 值与 测 量值之差即 为该 位置的示值 误 差 ， 见公式（ 2)。  |  (1)式中：L, 量位置的 测 量值 ，mm;  量位置的 读数 值 ，i L 2)式中：d 差 ， 位置的 标称 值 ，,位置的 测 量值 ，数显 楔形塞尺的示值 误 差数显 楔形塞尺的示值 误 差用3 级 量块及量块附件 组 成的 内 尺寸 测 量。 选择测 量范 围  内 均勻分布的 5 点 进 行校准。用一 组 量块依次和量块附件 组 合成 内 尺寸 ，拉 开 移动 测 量头 ，将 楔形部分放入 组 合 的 内 尺寸中 ，再推动移动 测 量头 ，使移动 测 量头的端面 紧贴 着量块附件的 侧 块 ，并与上5482015测 量面保持垂直 ，在楔形塞尺上 读数 。 读数值与相应量块 标称 值之差即 为该测 量点的示 值 误 差。示值 误 差& 按公式（3) 计 算 ： L,a  L,3)式中： 差 ，楔形塞尺的 读数 值 ， 量块的 标称 值 ，  差  差用 带 有尖头的 数显 千分表在 1级 平板上直接 测 量。在 测 量 范 围内选择 均勻分布的 5 点作 为 校准点。测 量 时 ，将 楔形塞尺的 测 量基面置于平板上 ，先将装 夹 在表架上的 数显 千分表在平 板上 对 零 ，然后提起 数显 表的 测 头 对 准被校 标记 ，在 数显 表上 读数 ，其 标称 值与 数显 表 的 读数 值之差即 为 示值 误 差 ，见公式（ 2)。当 客户有特殊要求 时 ，可以按照客户要求增加校准点位。6. 6 漂移目力 观 察。在 测 量范 围内 的任意位置 紧 固尺框 ，每间隔 15 一次 数显 指示 值 ，在 1 指示值的最大值与最小值的差值 为 校准 结 果。7 校准 结 果表达校准后的楔形塞尺出具校准 证书 。校准 证书内 容及 内 页格式见附 录 C。8 复校 时 间间隔由于复校 时 间间隔的长短是由仪器的使用情况 、使用者 、仪器本身 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 ，一般建 议为 1年。6附 录 5482015I 型楔形塞尺示值 误 差 测 量 结 果不确定度 评 定A. 1 测 量方法I 型楔形塞尺的示值 误 差是用万能工具 显 微 镜 以影像法 测 量的。下面以 测 量范 围  (115)  4560)  型楔形塞尺 为 例 ，对 I 型楔形塞尺示值 误 差 测 量 结  果不确定度 进 行 评 定。A. 2 测 量模型 L> 值 误 差 ， 量位置的 标称 值 ，, 测 量位置的 测 量值 ，. 3 不确定度 传 播率引起 测 量 结 果不确定度的各分量彼此 独 立 ，依据公式 W =  u 2 ( u- c u式中 ，灵敏系 数 =  (因 为 L。 为常数） 告 = 4 测 量不确定度 来 源 A. 4. 1 楔形塞尺刻 线 的影响心 A. 4. 2 测 量 读数 . 4. 2. 1 测 量重复性 . 4. 2. 2 瞄准 误 差 . 4. 2. 3 万能工具 显 微 镜 示值 误 差 . 4. 2. 4 万能工具 显 微 镜 和楔形塞尺 线 膨 胀 系 数 差 . 4. 2. 5 万能工具 显 微 镜 和楔形塞尺温度差 25 2. 6 侧 边直 线 度 . 5 标 准不确定度 评 定A. 5. 1 楔形塞尺刻 线 的影响引人的 标 准不确定度分量心由于 该 分量的灵敏系 数为 ,楔形塞尺刻 线 影响引人的不确定度分量不再 评 定。A. 5 . 2 测 量 读数 引人的 标 准不确定度分量心 A. 1 测 量重复性引人的 标 准不确定度分量 范 围 （ 115) 对 其 15  量 10次 ，根据实验数(A. 1) 得：( A. 2 )5482015据 ，由贝塞尔公式得实 验标 准差 s =   量范 围 （ 4560) 对 其 60  量 10次 ，根据实 验数  据 ，由贝塞尔公式得实 验标 准差 s =  84 际 测 量以 单 次 测 量值作 为测 量 结 果 ，贝  =  15  ，1. 73  =  60  ，  1. 84 . 5. 2. 2 瞄准 误 差引入的 标 准不确定度分量 z/22实际 测 量 时 ，采用3 测 量（使用 10时 ，系统放大倍 数 30x)，其瞄准不 可靠性 60"，整个 测 量要 进 行两次瞄准 ，其瞄准 误 差 为 ：式中 :2502   304p 将 角值 换 算成 线 值的系 数 ；K 系统放大倍 数 。该项 瞄准 误 差主要以均 匀 分布的方式影响 ，所以其 标 准不确定度 为 :d 3. 54  1  =   r  =  2. 04 um>v/3 73测 量重复性引人的不确定度分量心  差引入的不确定度分量  故取 结 果 较 大者。A. 5. 2. 3 万能工具 显 微 镜 示值 误 差引入的 标 准不确定度分量  微 镜 示值最大允 许误 差 1 0 匀 分布 ，=# ，则 ：L =  15  ，  (1 0 5 X 15 66   60  ， 0 5>/=  0 92 . 5. 2. 4 万能工具 显 微 镜 和楔形塞尺 线 膨 胀 系 数 差引入的 标 准不确定度分量心 4万能工具 显 微 镜标 尺的 线 膨 胀 系 数为 （ l l(楔形塞尺 线 膨 胀 系 数  为 （ ) 1，两者最大差值& 为 3 1，服从梯形分布 ，是=76/(1+2) =2. 32,=5 C，贝! J:各 3  6。(1 一  1L =  15  ，   =   2 %   C =0 097  C 一    60  ，   = C =0 388 5. 2. 5 万能工具 显 微 镜 和楔形塞尺温度差引入的 标 准不确定度分量 以等概率落于 区 间 1 何处 ，其 区 间半 宽为 1 C，均 匀 分布 ， a =  6! J:5  15  ，a =   r6C 35482015  J  60  ， g = 1. 5 X 10一 6X： 1 =0 4073 直 线 度引人的不确定度分量 直 线 度一般不超 过 据直 线 度按照峰  据处理原 则 ，其是=   时 考 虑 直 线 度是取两 侧 边的最大值的情况 ，贝! J: 2  01 . 83 5 . 6 合成 标 准不确定度 计 算 A. 6. 1 主要 标 准不确定度 汇 总表测 量不确定度分量及 计 算 结 果见表 A. 1。表 A. 1 主要 标 准不确定度 汇 总表L =  15 不确定 度分量代号不确定度 来 源标 准不确定度值u  ( X i )灵敏系 数 u ( X i )  /楔形塞尺刻 线 的影响 0 0m 2 测 量 读数 5. 44 j i m 1 5. 44 量重复性 1. 73u 22 瞄准 误 差 2. 04 取大值)23 万能工具 显 微 镜 示值 误 差 0 . 6 6  | 万能工具 显 微 镜 与楔形 塞尺 线 膨 胀 系 数 差0 097 卩 5 万能工具 显 微 镜 与楔形塞尺温度差 0 10 ；26 侧 边直 线 度 5  60 不确定 度分量代号不确定度 来 源标 准不确定度值u  (x,)灵敏系 数w (x, ) 形塞尺刻 线 的影响 0 0u 2 测 量 读数 5. 51 /1 5. 51u 2l 测 量重复性 1. 8422 瞄准 误 差 2. 04 /取大值）以 23 万能工具 显 微 镜 示值 误 差 0. 92 f 4万能工具 显 微 镜 与楔形 塞尺 线 膨 胀 系 数 差0 388 卩 5 万能工具 显 微 镜 与楔形塞尺温度差 0 40 6 侧 边直 线 度 55482015A.  准不确定度 计 算u =c u- u=c u=  M!2+ M!3 +  M!4+ M!5+   15 ， 42+0. 662+0. 0972 +  0. 102+5. 44  =  60 ，042+0. 922 +  0. 3882+0. 402 +  52   5. 51 A. 7 扩 展不确定度 计 算 取包含因子&  =  2。测 量范 围 （ 115)  型楔形塞尺：L =  15  ，17=是  X   2 X 5. 44 范 围 （ 4560)  型楔形塞尺：L =  6 0  ，17= 是   251 pmll  5482015数显 楔形塞尺示值 误 差 测 量 结 果不确定度 评 定B. 1 测 量方法数显 楔形塞尺的示值 误 差是用3 级 量块和量块附件 组 成的 内 尺寸 测 量。下面以分辨 力 为  量范 围 （ 010) 3 040) 显 楔形塞尺 为 例 ，对数  显 楔形塞尺示值 误 差 测 量 结 果不确定度 进 行 评 定。B. 2 测 量模型4  孩塞尺的 读数 值 ，|  值 ，形 塞尺的 读数 值（ 2(的 标称 值 (20別为数显 楔形寒尺和量块的 线 膨 胀 : 别为数显 楔形塞尺和量块偏离温度- 仏 瓢置令 8j|Ls i a o 3 不确 度 顯引起 测 量果定度的各分量彼此 独 立 ，依据公式 W u- u+ c uJ/中 ，灵敏系   . 4 测 量不确定度 来 源 B. 重复性或分辨力 . 1)(：(B. 3)B. 4. 2 量块的长度偏差 4. 3 数显 楔形塞尺和量块的 线 膨 胀 系 数 差心B. 4. 4 数显 楔形塞尺和量块的温度差 B. 5 标 准不确定度 评 定B. 5 . 1 测 量重复性或分辨力引人的 标 准不确定度分量心 B. 5. 1 . 1 测 量重复性引人的 标 准不确定度分量  量范 围 （ 010) 对 其 10  量11548201510次 ，根据实 验数 据 ，由贝塞尔公式得实 验标 准差 s =  4. 8 辨力  量范 围 （3 040) 对 其 40  量 10次 ，根据实 验数 据 ，由贝塞尔公式得实 验标 准差 s =  4. 8 际 测 量以 单 次 测 量值作 为测 量 结 果 ，贝  =  10 . 8 =40 寸 ，=4. 8 /. 5. 1 . 2 分辨力引人的 标 准不确定度分量  其 区 间半 宽为 合均 匀 分布 ，是=# ，则 由分辨力引人的不确定度分量 为 ：0. 005  2. 9  重复性引人的不确定度分量  果 较 大 者 ，则 ：L 10 =  4. 8  =  40 = 4. 8 (. 5 . 2 量块的长度偏差引人的 标 准不确定度分量  量块的长度偏差允 许 值 为   0. 80   165 6 按两点分布处理 ，是= 1 ，贝! J:  , . 96  t, =0. 96   , . 44   4 0*,    =  1. 44  B. 5. 3 数显 楔形塞尺和量块 线 膨 胀 系 数 差引人的 标 准不确定度分量  膨 胀 系 数 界限均 为 （  心的界限 为 2 X 1(从三角分布 ，=在 ，   5 X： ，贝   x 1 6 C 1L =10  ， =  10父 5 C  0. 041 65 26 C 一 1L =40  ， =  40父103  0. 164 6B. 5. 4 数显 楔形塞尺和量块温度差引人的 标 准不确定度分量 以等概率落于 区 间 1 C 内 任何处 ，其区 间半 宽  为  1 =C，均勻分布 ， a =  S 贝! J:L =  10  ， a ：= 1 0 56 = 0. 067 5482015谷 1  40  ， a 2  =  40父 103 56X： = 0. 267  6 合成 标 准不确定度 计 算 B. 6. 1 主要 标 准不确定度 汇 总表测 量不确定度分量及 计 算 结 果见表 B. 1。表 要 标 准不确定度 汇 总表L =  10 6. 2 合成 标 准不确定度 计 算u =c 2  u-c * u135482015= u+u- L     (L a)2 uL =  10 ， /A. 82 +  0. 962+0. 0412+0. 0672 m =  4. 9 L =  40 ， /A. 82 +  l. 442+0. 1642+0. 2672 m =  5. 0 /. 7 扩 展不确定度 计 算 取包含因子= 2。分辨力 为 . 1  量范 围 （ 010) 显 楔形塞尺：L = 10  ，U"=   29 10 辨力 为  量范 围 （ 3040) 显 楔形塞尺：L = 40 ，/=   105482015校准 证书内 容及 内 页格式C. 1 校准 证书 至少包括以下信息：a)  标 题 “校准 证书 ”；b)  实 验 室名