JJF1476-2014 表面轮廓表校准规范

家国国和民人中JJF14762014表面轮廓表校准规范CALIBRATIONSPECIFICAIONFORSURFACEPROFILEGAUGES20140825发布20141125实施F飞汪国家质量监督检验检亵总局发布JJF14762014表面轮廓表校准规范CALIBRATIONSPECIFICATIONFORJJF14762014SURFACEPROFILEGAUGES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天津市计量监督检测科学研究院参加起草单位大连市计量检定测试所甘肃省计量研究院天津市河北区计量检定所哈尔滨普利森量具有限公司辽宁省计量科学研究院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JJF14762014本规范主要起草人路瑞军天津市计量监督检测科学研究院田勇天津市计量监督检测科学研究院参加起草人王涛大连市计量检定测试所高宇海甘肃省计量研究院贾绍河天津市河北区计量检定所同志新哈尔滨普利森量具有限公司刘娜辽宁省计量科学研究院JJF14762014目录引言N1范围12引用文件13概述门4计量特性241基座测量面的表面粗糙度242平面度243触针244测量力45示值误差346重复性35校准条件351环境条件352校准项目和校准用标准器36校准方法461基座测量面的表面粗糙度462平面度63触针464测量力565示值误差566重复性川7校准结果的表达68复校时间间隔6附录A表面轮廓表数显式示值误差测量结果不确定度评定7附录B表面轮廓表指针式示值误差测量结果不确定度评定10附录C校准证书内页信息及格式13IJJF14762014引JJF1476一2014表面轮廓表校准规范以下简称本规范是针对表面轮廓表校准的计量技术法规。本规范的编写以JJF10712010国家计量校准规范编写规则、JJF10012011通用计量术语及定义和JJF105912012测量不确定度评定与表示为基础和依据。本规范为首次发布。EJJF14762014表面轮廓表校准规范1范围本规范适用于分度值为0002MM和001MM，分辨力为O1M和1M，测量范围上限不大于65MM表面轮廓表的校准。2引用文件本规范引用了下列文件JJF10942002测量仪器特性评定凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范凡是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概述表面轮廓表以下简称为轮廓表是采用齿轮传动、容栅或电感等原理，由触针测量被测表面的凹凸变化，直接获得零件表面的峰顶和谷底高度的量具。轮廓表由指示表显示屏、基座、锁紧装置和触针组成。按显示分为指针式和数显式两种。数显式又分为基座固定式、基座可调式和基座分体式。其外形结构见图1、图2。1图1指针式表面轮廓表1一紧固螺钉2一指示表3一基座4一触针1JJF1476201411234A基座固定式B基座可调式1一显示屏2一控制面板3一基座4一触针1一显示屏2一调整键3一基座4一触针4计量特性1C基座分体式1显示屏2一控制面板3一基座4一触针图2数显式表面轮廓表41基座测量面的表面粗糙度基座测量面的表面粗糙度一般不大于RO8M。42平面度基座测量面的平面度一般不大于20PM。校零用玻璃测量面的平面度一般不大于18M。43触针431针尖宽度JJF14762014针尖宽度应符合出厂技术要求。432圆锥角圆锥角应符合出厂技术要求。44测量力测量力应符合出厂技术要求。45示值误差轮廓表的示值误差一般不超过表1的规定。表1轮廓表的最大允许误差指针式数显式分度值/MM最大允许误差/MM分辨力/M最大允许误差/M001001401士50002士0006146重复性轮廓表的重复性一般不大于表2的规定。表2轮廓表的重复性指针式数显式分度值/MM重复性/MM分辨力/M重复性/M001000501050002000212注校准不判断合格与否，上述计量特性要求仅供参考。5校准条件51环境条件校准轮廓表的室内温度为20士5OC。校准前，轮廓表与测量标准平衡温度时间不少于2H，相对湿度为4085。52校准项目和校准用标准器校准项目和校准用标准器见表3。表3校准项目和校准用标准器序号校准项目技术要求1基座测量面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块MPE十12RJ17表面粗糙度测量仪MPE士102平面度刀口尺MPEV1M、2级平晶3针尖宽度和触针圆锥角万能工具显微镜MPEV1M105L、1L4测量力测力仪MPE士25示值误差2级量块、2级平面平晶6重复性2级量块、2级平面平晶3JJF147620146校准方法校准前，首先对轮廓表的外观及各部分相互作用进行检查。确定没有影响计量特性的因素后再进行校准。61基座测量面的表面粗糙度用表面粗糙度比较样块比较测量，有争议时用表面粗糙度测量仪测量。62平面度621基座测量面的平面度用刀口形直尺以光隙法进行测量。测量时，刀口形直尺工作棱边应分别放在轮廓表基座平面的I、E、皿、N四个位置上，见图3。当各方位上出现的间隙均在中间或两端部位时，取其中一方位间隙量最大的作为平面度当其中有的方位在中间有间隙，而有的方位在两端有间隙，则平面度以中间和两端最大间隙之和确定。WWLOLIIIIIIIIIIA封闭式基座B开口式基座图3基座测量面与刀口形直尺工作棱边接触位置示意图622校零用玻璃的平面度用直径大于校零用玻璃测量面长度的平面平晶以技术光波干涉法进行测量，见图4。平面度计算见公式1。问2式中一一平面度N一一一干涉条纹的条数A一一一工作光波波长白光波长O6M。图4所示干涉条纹为5条。图4校零用玻璃平面度测量示意图63触针631针尖宽度1在万能工具显微镜上测量。测量时，调整焦距，使针尖成像清晰，测量针尖顶端宽度然后将触针沿轴向旋转90。再次测量。取两次测量结果的最大值作为针尖宽度。JJ锥角在万能工具显微镜上测量。在测量针尖宽度后，转动米字线分划板，用任意一条米字线与触针圆锥部位的母线对齐，在万能工具显微镜测角目镜上读数，转动米字线，使它与触针圆锥部位的另外一边的母线对齐，在万能工具显微镜测角目镜上读数，两次读数之差，即为触针的圆锥角。64测量力轮廓表的测量力用测力仪测量。65示值误差在轮廓表的测量范围内大致均匀选择5点进行测量。首先将两块同一尺寸的2级量块平行放置在平面平晶上，将轮廓表放在量块上对零，然后再选取与这两块量块尺寸差为受检点的一块量块，放在这两块量块中间。拿起轮廓表，使轮廓表的测头轻轻垂直接触中间量块，轮廓表的基座平面接触两边的量块，见图5，在轮廓表上读数。重复测量3次，取三次读数的平均值作为该受检点的测量值，该值与量块标称尺寸差的差值即为该点的示值误差，见公式2。按上述方法依次测量出其余受检点的示值误差，取各点示值误差中的绝对值的最大值作为校准结果。轮廓表示值误差ELALS式中E一一示值误差，MM或MLA轮廓表读数的平均值，MM或MLS一一量块标称尺寸之差，MM或M。1图5示值误差测量示意图1一量块2平晶66重复性2在轮廓表量程范围内的中间位置测量。选择尺寸差为一半量程值的一组量块，将轮廓表置于该组量块上，数显式的轮廓表可以清零。将轮廓表从量块上拿起，再将轮廓表轻轻放回同一位置，待基座与量块接触后，在轮廓表上读数。在同一条件下进行9次重JJF14762014复测量，取最大读数和最小读数之差的三分之一作为测得值。7校准结果的表达经校准的轮廓表出具校准证书。校准证书的内页格式和信息见附录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，建议为1年。6JJF14762014附录A表面轮廓表数显式示值误差测量结果不确定度评定A1测量方法表面轮廓表示值误差是用一组标称值不同量块组成的高度差直接测量得到的。下面以分辨力为0001MM，测量范围为0“65MM的数显式表面轮廓表，校准65MM点的示值误差量块组合为1MM和75MM为例，进行测量结果不确定度评定。A2测量模型表面轮廓表示值误差E二LALS式中LA表面轮廓表读数的平均值，MMLS一量块标称尺寸之差，MM。A3方差和灵敏系数有U2ECJUICIUI式中CLAEJALALC2AEJALS1故有ZTC2ECIDCIDUI十UIA4不确定度来源A由重复性限引人的不确定度分量ULB量块、温度差和线膨胀系数差引人的不确定度分量的。A5不确定度一览表见表A1表AL不确定度一览表标准不确定不确定度来源标准不确定度CIAJ/AXI度分量UXIUXIUL重复性限O67M1量块、温度差及U2线膨胀系数差055MU21量块049M配对量块434X103MU22温度差1轮廓表与量块431X102MU23的温度差U24线膨胀系数差376X102M两块对零量块U25尺寸差026MUC087M/CI/UXI067M055M7JJF14762014A6不确定度分量计算A61由重复性限引人的不确定度分量U1依据校准规范，重复性限为2M，按均匀分布，由重复性限引人的不确定度分量为2MU，二UOF口1J3X点A62量块、温度差和线膨胀系数不确定度引人的不确定度分量均A621校准用2级量块引人的标准不确定度分量U212级量块的制造偏差是该标准不确定度分量的主要影响因素，按级使用时，偏差的分布是一种特殊的分布形式，其分布半宽为。为2级量块标称长度偏差，A二040M十8X106ZNDA为1级量块标称长度偏差，020M十4X106ZM。数学期望为0，概率分布函数为户X1,Z2一1,Z仨A，AJ2AA0，其他其方差为22|AZ21DZIR3_A3JA2_AU3一K主3T由于对零和读数，该影响产生2次，由此计算，得到所用2级量块的偏差引起的标准不确定度分量为的1在。49MA622配对量块的温度差引人的不确定度分量U22配对量块的最大温度差T在土01OC范围内估计，假设其在该范围内等概率分布，可得其标准不确定度UTO058OC。用于校准的量块的标称值之差均不大于65MM，钢制量块的线膨胀系数115X106OC1，则有U2265MMX115X106OC1XO058OC434X103MU22过小，可以忽略不计。A623表面轮廓表与量块的温度差引人的不确定度分量U23表面轮廓表与量块的最大温度差T在士1OC范围内估计，假设其在该范围内等概率分布，其区间半宽为1OC，可得其标准不确定度UT0577OC。校准过程量程不大于65MM，钢制量块的线膨胀系数115X106OC1，则有8U2365MMX115X106OC1XO577OC431X102MU23过小，可以忽略不计。JJF14762014A624表面轮廓表与量块线膨胀系数差引人的不确定度分量U24表面轮廓表与量块的线膨胀系数均为1151X106OC1，估计两者的线膨胀系数差在2X106OC1范围内等概率分布，可得其标准不确定度U1155X106OC1。校准过程量程不大于65MM，估计校准时温度相对200C的最大偏差值T二5OC，则有U2465MMX103X1155X106OC1X5OC376X102MU24过小，可以忽略不计。A625两块对零量块尺寸差引入的不确定度分量U2510MM以内2级量块中心长度的极限偏差为045M，两块对零量块尺寸差极限为O9M。测量时，由于测杆位于两块量块之间，故两块量块尺寸差带来的影响为尺寸差极限的1/2，即045M，取均匀分布，由两块对零量块尺寸差引人的不确定度分量为的5045M/3026M故的JUJ十U252055MA7合成标准不确定度UCUC产工二二千A8扩展不确定度U取K2，则有UUCXK2XO87M17M9JJF14762014附录B表面轮廓表指针式示值误差测量结果不确定度评定B1测量方法表面轮廓表示值误差是用一组标称值不同的量块的高度差直接测量得到的。下面以一组标称值之差为05MM2MM和15MM的量块为例，对指针式，测量范围0,1MM，分度值0002MM的表面轮廓表进行测量结果不确定度评定。B2测量模型表面轮廓表示值误差ELALS式中LA表面轮廓表读数的平均值，MMLS一一量块标称尺寸之差，MM。B3方差和灵敏系数有U2ECJUIDUI式中CLAE/ALA1C2AE/ALS二1故有UC2ECIUICIDUIDB4不确定度来源A由重复性限引人的不确定度分量ULB量块、温度差和线膨胀系数差引人的不确定度分量的。B5不确定度一览表见表B1表BL不确定度一览表标准不确定度不确定度来源标准不确定度CIO/OXI分量UXIUXIUL重复性限O67M1量块、温度差及U2线膨胀系数差051MU21量块044MU22配对量块温度差2OOX103M轮廓表与量块1U23的温度差664X103MU24线膨胀系数差578X103M两块对零量块U25尺寸差026MUC084M10ICILUXIO67MO51MJJF14762014B6不确定度分量计算B61由重复性限引人的不确定度分量U1依据校准规范，重复性限为2M，按均匀分布，由重复性限引人的不确定度分量为2MU,067MXB62量块、温度差和线膨胀系数差引人的不确定度分量的B621量块的尺寸差引人的不确定度分量U21引用附录A621结果，计算出K131。由于对零和读数，该影响产生2次由此计算，得到所用2级量块的偏差引起的标准不确定度分量为的125044MB622配对量块的温度差引人的不确定度分量U22配对量块的最大温度差T在土01OC范围内估计，假设其在该范围内等概率分布，可得其标准不确定度UTO058OC。用于校准的量块的标称值之差均不大于3MM，钢制量块的线膨胀系数115X106OC1，则有U223MMX115X106OC1X0058OC二200X103MU22过小，可以忽略不计。B623表面轮廓表与量块的温度差引人的不确定度分量U23它们间的最大温度差T在士1OC范围内估计，假设其在该范围内等概率分布，其区间半宽为1OC，可得其标准不确定度UT0577OC。校准过程量程不大于1MM,钢制量块的线膨胀系数115X106OC1，则有U231MMX115X106OC1XO577OC664X103MU23过小，可以忽略不计。B624表面轮廓表与量块线膨胀系数差引人的不确定度分量U24表面轮廓表与量块的线膨胀系数均为115士1X1060C1，估计两者的线膨胀系数差在2X106OC一1范围内等概率分布，可得其标准不确定度U1155X106OC1。校准过程量程不大于1MM，估计校准时温度相对200C的最大偏差值T5OC，则有U24LMMX1155X106OC1X5OC578X103MU24过小，可以忽略不计。B625两块对零量块尺寸差引人的不确定度分量U2510MM以内2级量块中心长度的极限偏差为045M，两块对零量块尺寸差极限为O9M。测量时，由于测杆位于两块量块之间，故两块量块尺寸差带来的影响为尺寸差极限的1/2，即045M，取均匀分布，由两块对零量块尺寸差引人的不确定度分量为的5045M/3026FLM11故的JU212U252051MB7合成标准不确定度UCJJF14762014UC，JUIU十0512M084MB8扩展不确定度U取K2，则有UUCXK2XO84M17M12JJF14762014附录C校准证书内页信息及格式CL校准证书至少包括以下信息A标题“校准证书“B实验室名称和地址C进行校准的地