JJF 1941-2021 光学仪器检具校准规范 高清晰版

中华人民共和国国家计量技术规范1光学仪器检具校准规范rlshhe8发布 8实施国家市场监督管理总局 发布1光学仪器检具校准规范rlhthe

1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:中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所工业和信息化部电子第五研究所深圳中航技术检测所有限公司参加起草单位:山东省计量科学研究院江苏省计量科学研究院工业和信息化部电子第五研究所华东分所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本规范主要起草人:孙玉玖中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)钱丰中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)常青工业和信息化部电子第五研究所)魏居锋深圳中航技术检测所有限公司)参加起草人:贾敏强山东省计量科学研究院)朱绯红江苏省计量科学研究院)周涵瀛工业和信息化部电子第五研究所华东分所)目 录引言………………………

Ⅲ)1范围……………………2引用文件………………3概述……………………1四棱平尺……………2刀口直角尺…………3十字线芯轴…………4锥体芯轴……………5标准芯轴……………6四方体………………7偏心轴………………8专用玻璃刻线尺……………………4计量特性………………1四棱平尺……………2刀口直角尺…………3十字线芯轴…………4锥体芯轴……………5标准芯轴……………6四方体………………7偏心轴………………8专用玻璃刻线尺……………………5校准条件………………1环境条件……………2测量标准及其他设备………………3其他条件……………6校准项目和校准方法…………………1四棱平尺……………2刀口直角尺…………3十字线芯轴…………4锥体芯轴……………5标准芯轴……………6四方体………………7偏心轴………………8专用玻璃刻线尺……………………7校准结果表达…………

1)1)1)1)1)2)2)2)3)3)4)4)4)4)5)5)5)5)6)6)6)6)6)9)9)9)9))))))))Ⅰ8复校时间间隔 )附录A 四棱平尺平面度的测量不确定度评定 )附录B 刀口直角尺角度偏差的测量不确定度评定 )附录C 十字线芯轴十字线与两顶尖孔中心连线的偏离量的测量不确定度评定…)附录D 锥体芯轴圆锥半角偏差的测量不确定度评定 )附录E 标准芯轴径向跳动的测量不确定度评附录F 四方体工作角偏差的测量不确定度评定

…………

))附录G 偏心轴偏心量的测量不确定度评定…………

)附录H 专用玻璃刻线尺刻线偏差的测量不确定度评定……………

)附录I校准证书内容及内页格式 ……………………

)Ⅱ引言0国家计量校准规范编写规则1通用计量术语及定义2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。本规范为首次发布。Ⅲ光学仪器检具校准规范范围本规范适用于四棱平尺、刀口直角尺、十字线芯轴、锥体芯轴、标准芯轴、四方体、偏心轴和专用玻璃刻线尺等光学仪器检具以下简称检具的校准。引用文件本规范引用了下列文件:6工具显微镜7光学、数显分度头1读数、测量显微镜3投影仪校准规范2测量仪器特性评定9跳动检查仪校准规范凡是注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改单适用于本规范。概述四棱平尺四棱平尺是一种测量平面度和平行度的计量器具

,主要用于测量工件或导轨的直线度和平行度,如工具显微镜、投影仪纵横向滑板移动的直线度以及工作台面与纵横向滑板移动方向的平行度。四棱平尺一般以其工作长度为型号规格。常见的型号规格为0,其工作长度为0,外形尺寸为5。工作面包括主工作面、侧工作面、底工作面,结构示意图如图1所示。刀口直角尺

图1四棱平尺结构示意图刀口直角尺是一种以刀口形棱边组成标准直角的计量器具主要用于测量工件或导,刀口直角尺是一种以刀口形棱边组成标准直角的计量器具主要用于测量工件或导轨的直线度和垂直度,如工具显微镜、投影仪纵横向滑板移动的垂直度。刀口直角尺有三角形和矩形两种结构。一般以其工作长度为型号规格,常见的型号1规格有规格有0000m等,结构示意图如图2所示。矩形刀口直角尺 三角形刀口直角尺图2刀口直角尺结构示意图十字线芯轴十字线芯轴是一种十字刻线中心位于两顶尖孔中心连线上且能双面工作的计量器具。主要用于测量工具显微镜的主显微镜光轴、立柱回转轴线与顶尖轴线的相对位置。十字线芯轴一般以其芯轴长度为型号规格。常见的型号规格为0、0等,其结构示意图如图3所示。锥体芯轴

图3十字线芯轴结构示意图锥体芯轴是一种以两顶尖孔中心连线为基准轴线具有圆锥工作面和圆柱工作面的,锥体芯轴是一种以两顶尖孔中心连线为基准轴线具有圆锥工作面和圆柱工作面的计量器具。主要用于测量光学分度头主轴轴线对工作台工作面、侧工作面的平行度等。锥体芯轴一般以其长度L及圆锥的锥度或锥角为型号规格。其结构示意图如图4所示。标准芯轴

图4尾椎杆结构示意图,标准芯轴是一种圆柱工作面中心线与两顶尖孔中心连线重合的计量器具2

主要用于测量工具显微镜、分度头、跳动检查仪、齿轮测量中心等仪器两顶针轴线与导轨移动方向的平行度。标准芯轴常见的直径规格有000m等;长度规格有000m和0m等,标准芯轴结构示意图如图5所示。四方体

图5标准芯轴结构示意图四方体是一种具有四个工作直角的计量器具主要用于测量工件或导轨的角度和垂,四方体是一种具有四个工作直角的计量器具主要用于测量工件或导轨的角度和垂直度,如工具显微镜配置的光学分度头的示值误差及读数、测量显微镜纵横向滑板移动的相互垂直度,也常用于调整测角仪器工作台对回转轴的垂直性。四方体一般以其边长为型号规格。常见的型号规格为00m等,结构示意图如图6所示。图6四方体结构示意图偏心轴偏心轴是一种圆柱工作面轴线

工作轴线

与两顶尖孔中心连线

基准轴线有一定偏移的计量器具,主要用于测量跳动检查仪的示值误差。偏心轴以偏心量e为型号规格e通常为0m0,其结构示意图如图7所示。3专用玻璃刻线尺

图7偏心轴结构示意图,专用玻璃刻线尺是一种以刻线间距为工作长度的线纹计量器具 刻线面的相对面基面,主要是用于测量投影仪放大倍数。专用玻璃刻线尺通常由采用玻璃材料制成,一般以最大工作长度为型号规格。常见的型号规格有000000m等,专用玻璃刻线尺的结构示意图如图8所示。计量特性四棱平尺工作面的表面粗糙度

图8专用玻璃刻线尺示意图。工作面的表面粗糙度要求参照表1表1四棱平尺工作面的表面粗糙度和平面度要求序号工作面工作面粗糙度mm1主工作面532侧工作面163底工作面8—工作面的平面度 。工作面的平面度要求参照表1侧工作面的平行度 。侧工作面间平行度一般不大于2μm刀口直角尺工作面和侧面的表面粗糙度 。工作面的表面粗糙度一般不大于m4侧面的表面粗糙度一般不大于。刀口型工作棱边直线度 。刀口型工作棱边直线度一般不大于1μm工作角偏差工作角)偏差一般不超过。十字线芯轴顶尖孔锥面的表面粗糙度 。顶尖孔锥面的表面粗糙度一般不大于m十字线与两顶尖孔中心连线的偏离量 。十字线与两顶尖孔中心连线的偏离量一般不超过m锥体芯轴工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度 。工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度一般不大于m工作面母线直线度 。圆锥和圆柱工作面母线直线度一般不超过1μm工作面圆跳动圆柱工作面的径向圆跳动超过。圆锥半角

、圆锥工作面的斜向圆跳动和定位面的端面圆跳动一般不。圆锥工作面的圆锥半角偏差一般不超过″标准芯轴工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度 。工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度一般不大于m母线直线度 。母线直线度一般不超过2μm径向圆跳动 。圆柱工作面的径向圆跳动一般不超过2μm直径变动量 。直径变动量值一般不超过m四方体工作面及基准面的表面粗糙度 。工作面的表面粗糙度一般不大于m基准面的表面粗糙度一般不大于。工作面的平面度 。工作面的平面度一般不超过m基准面的平面度 。基准面的平面度一般不超过m工作面对基准面的垂直度5工作面对基准面的垂直角度偏差一般不超过。工作角偏差工作角)偏差一般不超过。偏心轴工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度圆柱工作面、芯轴外圆柱面及顶尖孔锥面的表面粗糙度一般不大于。圆柱工作面母线直线度 。圆柱工作面母线直线度一般不超过1μm偏心量

( ) 。圆柱工作面轴线与两顶尖孔中心连线的偏心量一般为专用玻璃刻线尺

0m刻线面对基面的平行度 。刻线面对基面的平行度一般不超过m0 0 任意刻线相对于 刻线的工作长度偏差一般不超过注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。校准条件环境条件温度条件

温度条件应根据受校检具的测量不确定度要求确定表2光学仪器检具校准的环境条件

。推荐的要求见表。序号受校检具名称实验室内温度及其变化受校检具及校准用设备在室内平衡温度的时间室内温度℃温度变化)受校检具校准用设备1四棱平尺35hh2刀口直角尺1hh3十字线芯轴1hh4锥体芯轴1hh5标准芯轴1hh6四方体5hh7偏心轴1hh8专用玻璃刻线尺21hh相对湿度:实验室内的相对湿度不大于0。实验室内应无影响测量的灰尘、噪声、振动、磁场和空气的扰动。测量标准及其他设备 , “”推荐使用表3所列测量标准 其中有 * 标记的测量标准的型号规格可根据被测件的实际长度而定。允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。6表3光学仪器检具测量标准及其他设备序号受校检具名称校准项目测量标准名称技术要求1四棱平尺工作面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块研磨:50平磨:72表面粗糙度测量仪:7工作面的平面度长平晶*0,:m凹形平面等厚干涉仪0,:m侧工作面间平行度测微计:m平板0级2刀口直角尺工作面和侧面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块研磨:50平磨:72表面粗糙度测量仪:7刀口形工作棱边直线度研磨面平尺*0,平面度m工作角偏差万能工具显微镜00,:±L)3十字线芯轴顶尖孔锥面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块平磨:72表面粗糙度测量仪:7十字线与两顶尖孔中心连线的偏离量万能工具显微镜00,:±L)4锥体芯轴工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块平磨:72表面粗糙度测量仪:7工作面母线直线度研磨面平尺*0,平面度m工作面圆跳动跳动检查仪*0,两顶尖连线对导轨的平行度4m水平方向2m垂直方向)测微计:m圆锥半角万能工具显微镜测量范围00m:±L)71表3光学仪器检具测量标准及其他设备续)序号受校检具名称校准项目测量标准名称技术要求5标准芯轴工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块平磨:72表面粗糙度测量仪:7母线直线度研磨面平尺*0,平面度m径向圆跳动跳动检查仪0,两顶尖连线对导轨的平行度4m水平方向2m垂直方向)测微计:m直径变动量测长仪:±)6四方体工作面及基准面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块研磨:50平磨:72表面粗糙度测量仪:7工作面的平面度平面平晶*0,一级基准面的平面度平面平晶0,一级工作面对基准面的垂直度平板0级自准直仪1级工作角偏差多齿分度台0级直接法)1级排列互比法)自准直仪1级7偏心轴工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块平磨:72表面粗糙度测量仪:7圆柱工作面母线直线度研磨面平尺*0,平面度m偏心量跳动检查仪*0,两顶尖连线对导轨的平行度2m水平、垂直方向)测微计E:m8序号受校检具名称校准项目测量标准名称技术要求8专用玻璃刻线尺刻线面与基面的平行度千分表),m平板1级工作长度偏差影像测量仪:±5L)其他条件校准前应确认无影响校准正确性实施和校准结果的外观缺陷和各部分相互作用。校准项目和校准方法四棱平尺工作面的表面粗糙度选用与被测测量面的加工方法、

材料、

形状、

表面色泽尽可能一致的表面粗糙度比较样块比较测量。目力观测被测量面的痕迹深度应不超过表面粗糙度比较样块工作面痕迹的深度。也可以用表面粗糙度测量仪测量。也可以用表面粗糙度测量仪测量。工作面的平面度用平面等厚干涉仪测量。

将四棱平尺置于平面等厚干涉仪工作台上

,调整工作台高低位置,使目镜视场中出现干涉条纹。调整工作台水平倾斜旋钮使干涉带的两端和目镜中十字分划线对准。读取干涉带宽度a和干涉带弯曲度。工作面的平面度F按公式计算:F×λ

)a 2式中:干涉带宽度;干涉带弯曲量;所用单色光波长应分别测量主工作面和两侧工作面的平面度。侧工作面的平行度将四棱平尺的一个侧面放在平板上,

用测微计在另一个侧面整个工作面上测量,取最大值与最小值的差值作为平行度的测得值。测量时,应分别测量B面对C面和C面对B面的平行度取两者中的较大值为两侧工作面平行度的测量结果。刀口直角尺工作面和侧面的表面粗糙度选用与被测测量面的加工方法、材料、形状、表面色泽尽可能一致的表面粗糙度比较样块比较测量。目力观测被测量面的痕迹深度应不超过表面粗糙度比较样块工作面痕迹的深度。也可以用表面粗糙度测量仪测量。91有争议时以表面粗糙度测量仪测量结果仲裁。刀口形工作棱边直线度在研磨面平尺上用光隙法进行测量。工作角偏差选择五倍物镜,在万能工具显微镜上用狭缝对线法测量。测量前应使万能工具显微镜的测角目镜置于位置。将四棱平尺安装在万能工具显微镜玻璃工作台上

,并调整四棱平尺

,使其侧工作面与仪器纵向滑板运动方向的平行度误差在以内。然后,将刀口直角尺放在工作台上,其一条工作棱边靠紧四棱平尺在另一条工作棱边上进行测量安装位置如图9)所示。测量时

先移动纵横向滑板至位置Ⅰ处,

记录Ⅰ点右侧坐标值

1

1;

再移动,横向滑板纵向滑板不动)至位置Ⅱ处,记录Ⅱ点右侧坐标值22然后,将刀口直角尺翻转,安装位置如图9)所示,移动纵向滑板横向滑板不动)至位置Ⅱ处,记录Ⅱ点左侧坐标值2再移动横向滑板至位置Ⅰ处,在位置Ⅰ处进行测量,记录Ⅰ点左侧坐标值。,在图示坐标系中,可按公式)对刀口直角的工作角偏差进行计算。α=21

), 1 1令x左2式中:

x右L=12|,则上式可简化为Lα≈x左+x右3 )L刀口直角尺的工作角偏差xⅠ、Ⅱ点相对差值;L横向导轨移动的行程,。取至少3次测量的平均值作为测量结果正值,否则为负值。

。当刀口直角尺工作角α大于

α为应用上述方法测量时,应注意以下事项:测量前应将刀口直角尺平放在万能工具显微镜工作台上在正反两面观察,都应能看到棱边全长清晰的影像。放置刀口直角尺时,应使接近0m的边作为测量边,对于0m×0的刀口直角尺,可使其长边靠紧四棱平尺;对于03m及以下的刀口直角尺,可使其短边靠紧四棱平尺。靠紧面不应漏光。为保证L值尽量大,Ⅰ、Ⅱ点应尽量靠近刀口直角尺端部位置,同时需避开端部倒角的影响,一般取距离端部)m位置;为了简化计算,可取L为整数值。翻面测量时,刀口直角尺靠紧四棱平尺的位置应与第一次一致,以消除四棱平尺、刀口直角尺工作棱边及纵向导轨直线度误差的影响。读数时,在同侧的Ⅰ、位置应采用相同的狭缝对线以减小对线瞄准读数误0差的影响。如果测量时坐标系方向与图示不同,应注意判断正负符号。 十字线芯轴

) )图9刀口直角尺工作角偏差测量示意图顶尖孔锥面的表面粗糙度选用与被测测量面的加工方法、

材料、

形状、

表面色泽尽可能一致的表面粗糙度比较样块比较测量。目力观测被测量面的痕迹深度应不超过表面粗糙度比较样块工作面痕迹的深度。也可以用表面粗糙度测量仪测量。十字线与两顶尖孔中心连线的偏离量选择五倍物镜,在万能工具显微镜上测量。测量前应使万能工具显微镜的测角目镜置于位置。将十字线芯轴装在两顶尖之间。

调整显微镜焦距,

使十字线芯轴的十字线影像清晰。移动万能工具显微镜的纵横向滑板,使十字线中心与显微镜米字线分划板中心重合。将万能工具显微镜立柱向左旋转°即如图0所示位置Ⅰ,测量出校对杆的十字线中心影像在万能工具显微镜纵向上的偏移xⅠ11;再将万能工具显微镜立柱向右旋转°如图0所示位置Ⅱ,测量出校对杆的十字线中心影像在万能工具显微镜纵向上的偏移xⅡ11。在图示坐标系中,可按公式)进行计算上:1xⅠ1-xⅡ1xⅠ1xⅡ)

)α α将十字线芯轴绕基准轴线旋转,应可以在视场中看到十字线清晰影像,如图1所示,按上文方法测得xⅠ22和xⅡ22。按公式)进行计算下:2xⅡ2-xⅠ2xⅡ2xⅠ)

)按公式

)

α计算的测得值:

α'12

)= 21可按公式)简化计算:'xⅠ1xⅡ+xⅡ2xⅠ)

)按公式

)

计算偏移量:

5

hh|至少测量3次,取3次测得值的平均值为十字线与两顶尖孔中心连线的偏离量。图0十字线芯轴测量位置1图1十字线芯轴测量位置2应用上述方法测量时,应注意以下事项:测量前应将十字线芯轴装在两顶尖之间在正反两面观察都应能看到清晰的十字线。显微镜立柱翻转的角度应与第一次一致,以消除立柱偏转误差的影响。十字线芯轴翻面的位置应与第一次一致读数时在同侧的Ⅰ、Ⅱ位置应采用相同的虚线对线,以减小对线瞄准读数误差的影响。锥体芯轴工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度选用与被测测量面的加工方法、材料、形状、表面色泽尽可能一致的表面粗糙度比较样块比较测量。目力观测被测量面的痕迹深度应不超过表面粗糙度比较样块工作面痕2迹的深度。也可以用表面粗糙度测量仪测量。工作面母线直线度在研磨面平尺上用光隙法进行测量。工作面圆跳动 、锥体芯轴的圆柱工作面的径向圆跳动 圆锥工作面的斜向圆跳动和定位面的端面圆跳动用跳动检查仪和测微计测量。将锥体芯轴夹持在跳动检查仪两顶尖之间,使测微计与圆柱工作面垂直接触,将锥体芯轴绕基准轴线回转一周,记录测微计最大示值与最小示值之差作为该位置的圆跳动测得值。在基准轴线方向均匀分布的3个截面位置测量,取3个测得值中的最大值作为圆柱工作面的径向圆跳动。使测微计与圆锥工作面垂直接触,将锥体芯轴绕基准轴线回转一周,记录测微计最大示值与最小示值之差作为该位置的圆跳动测得值。在基准轴线方向均匀分布的3个截面位置测量,取3个测得值中的最大值作为圆锥工作面的斜向圆跳动。使测微计在尽量靠近最大直径处与定位面垂直接触,将锥体芯轴绕基准轴线回转一周,记录测微计最大示值与最小示值之差作为定位面的端面圆跳动。圆锥半角将锥体芯轴夹持在万能工具显微镜两顶尖之间

,用狭缝对线法测量

,测量示意图如图2所示。移动纵横向滑板到位置Ⅰ处

尽量靠近大端直径位置

转动测角目镜使米字线分划板虚线与圆锥母线平行,瞄准读数,记录坐标值11。移动纵横向滑板到位置Ⅱ处尽量靠近小端直径位置。测角目镜不动,瞄准读数,记录坐标值22。移动横向滑板纵向滑板不动到位置Ⅲ处,转动测角目镜使米字线分划板虚线与圆锥母线平行,瞄准读数,记录坐标值2。移动纵向滑板,使纵向坐标为与位置I完全相同,再移动横向滑板到位置Ⅳ处。测角目镜不动,瞄准读数,记录坐标值1,1。按公式

)

进行计算α:α=1212) ) 2 ,

。测量3次 取3次测得值的平均值的作为该截面上的圆锥半角将锥体芯轴绕基准轴线回转,按上文方法测得垂直截面上圆锥半角。取两个截面上圆锥半角的平均值作为锥体芯轴的圆锥半角。3标准芯轴

图2锥体芯轴圆锥半角测量示意图工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度选用与被测测量面的加工方法、材料、形状、表面色泽尽可能一致的表面粗糙度比较样块比较测量。目力观测被测量面的痕迹深度应不超过表面粗糙度比较样块工作面痕迹的深度。也可以用表面粗糙度测量仪测量。母线直线度在研磨面平尺上用光隙法进行测量。径向圆跳动标准芯轴的径向圆跳动用跳动检查仪和测微计测量。将标准芯轴夹持在跳动检查仪两顶尖之间,使测微计与圆柱工作面垂直接触,将标准芯轴绕基准轴线回转一周,记录测微计最大示值与最小示值之差作为该位置的圆跳动测得值。在基准轴线方向均匀分布的5个截面位置测量,取5个测得值中的最大值作为圆柱工作面的径向圆跳动。直径变动量标准芯轴的直径变动量用测长仪进行测量。用测长仪在标准芯轴中间截面和靠近两端截面,共3个截面进行测量。每个截面测量2个方向,共测量6个位置的直径。取6个位置直径测得值的最大值与最小值之差作为标准芯轴的直径变动量。四方体工作面及基准面的表面粗糙度选用与被测测量面的加工方法、材料、形状、表面色泽尽可能一致的表面粗糙度比较样块比较测量。目力观测被测量面的痕迹深度应不超过表面粗糙度比较样块工作面痕迹的深度。也可以用表面粗糙度测量仪测量。工作面的平面度工作面的平面度用平面平晶以技术光波法进行测量。平面度F按公式)计算:4F×λ

)a 2式中:干涉带宽度;干涉带弯曲量;所用单色光波长测量时应在长边和短边两个方向进行测量,如果两个方向符号相同,则取其中绝对值较大者作为该工作面的平面度;若两个方向符号不同,则取两者绝对值之和作为该工作面的平面度测得值。4个工作面分别测量,取4个测得值中的最大值作为四方体工作面的平面度。基准面的平面度基准面的平面度用平面平晶以技术光波法进行测量。)计算。工作面对基准面的垂直度

基准面的平面度F按公式。工作面对基准面的垂直度使用自准直仪在平板上进行测量测量前应调整自准直仪光轴与平板平行。将四方体竖直放在平板上,如图3)所示。首先用自准直仪瞄准工作面在自准直仪铅锤方向读数然后依次转动四方体,分别用自准直仪瞄准其他工作面,得到读数m4,最后转动四方体再次瞄准工作面1,调整自准直仪的俯仰姿态,使其读数为m1-m1+m2+m3+m4。将四方体平放在平板上,如图3

所示,

4使各工作面依次对准自准直仪,得到各工作面对基准面的垂直角度偏差测得值,取4个测得值中绝对值最大的作为,即为四方体工作面对基准面的垂直角度偏差。工作角偏差

) )图3四方体工作面对基准面的垂直度测量示意图,四方体的工作角偏差用0级多齿分度台和1级自准直仪直接测量齿分度台和1级自准直仪使用排列互比法测量。校准前的调整四方体位置的调整

也可以用1级多将四方体、多齿分度台、自准直仪按图4位置放在基座上,自准直仪应位于水平角测量方向以下均相同调整四方体中心与多齿分度台回转中心一致跳动值应小于2。5图4四方体工作角偏差测量示意图自准直仪分划板正确位置的调整调整自准直仪,使其光轴与四方体工作面中心重合在铅锤面上并调整其十字线分划板的竖线与反射回十字像的竖线平行。自准直仪光轴相对于四方体测量轴垂直度的调整旋转多齿分度台,用自准直仪分别对准四方体的两相对的工作面,观察十字反射像的水平线在视场中的位置并调整使水平线像均重合在视场中央。如分离量超过工作面对基准面的垂直度要求,应重新清洁四方体基面后再次调整。直至分离量在工作面对基准面的垂直度要求或制造误差以内。调整自准直仪光轴与四方体工作面中心重合在水平面内)待自准直仪稳定后,可以开始测量。测量过程中,自准直仪不得重新调整。直接法测量 ,

() ,多齿分度台上起始位置为°自准直仪瞄准四方体第1°工作面 在自准直仪上取3次读数,其平均值为1,依次将多齿分度台转至,分别测量四方体第2)工作面、第3)工作面、第4)工作面,得到各位置3次读数的平均值234。最后回到第1个)工作面,回零误差应不大于,否则需要重新测量。将数据记录在表4中。表4直接测量数据表四方体位置读数值)工作角偏差)第1)工作面a11第2)工作面a22第3)工作面a33第4)工作面a44按公式)~公式)分别计算工作角偏差j: ()112 1排列互比法测量6

223 )334 )441 )第一测回的测量过程与直接法测量相同,从自准直仪上分别得到各个位置3次读数的平均值1234。然后分别将多齿分度台的起始位置转动至和,自准直仪依旧照准四方体为起始位置,得到第二测回的读数值123,4,第三测回的读数值1234,第四测回的读数值1234。将数据记录在表5中。表5排列互比法测量数据表测回序号多齿分度台位置四方体位置及读数j第1)工作面第2)工作面第3)工作面第4)工作面1°12342°12343°12344°1234竖行和SjS1S2S3S4工作角偏差j1234按公式)计算竖行和j: ()jjjjj 5()按公式偏心轴

~公式)分别计算工作角偏差j:1=14 )2=24 )3=34 )4=44 )工作面及顶尖孔锥面的表面粗糙度选用与被测测量面的加工方法、材料、形状、表面色泽尽可能一致的表面粗糙度比较样块比较测量。目力观测被测量面的痕迹深度应不超过表面粗糙度比较样块工作面痕迹的深度。也可以用表面粗糙度测量仪测量。圆柱工作面母线直线度在研磨面平尺上用光隙法进行测量。偏心量偏心轴的圆柱工作面轴线与两顶尖孔中心连线的偏心量用跳动检查仪和测微计测量。将偏心轴夹持在跳动检查仪两顶尖之间,使测微计与圆柱工作面在中间截面处垂直接触,将偏心轴绕基准轴线回转一周,以测微计最大示值与最小示值之差的二分之一作为偏心轴的偏心量。专用玻璃刻线尺7刻线面与基面的平行度将专用玻璃刻线尺的基面放在平板上,值的差值作为刻线面与基面的平行度。将专用玻璃刻线尺放在影像测量仪工作台上工作长度偏差将专用玻璃刻线尺放在影像测量仪工作台上

用测微计在刻线面上测量,调整专用玻璃刻线尺测量线与影像测,调整专用玻璃刻线尺测量线与影像测

取最大值与最小量仪测量方向平行,首先在0刻线位置瞄准读数,然后以0m刻线间隔依次瞄准读数,测量得到各个刻线相对于0刻线的工作长度偏差。校准结果表达经校准的检具出具校准证书。校准证书内容及内页格式见附录。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。建议复校间隔一般不超过1年。8附录A测量方法

四棱平尺平面度的测量不确定度评定:用平面等厚干涉仪校准0m的四棱平尺 将被测四棱平尺置于平面等厚干涉仪工作台上,调整工作台高低位置,使目镜视场中出现干涉条纹。调整工作台水平倾斜旋钮使干涉带的两端和目镜中十字分划线对准。读取干涉带宽度a和干涉带弯曲度。测量模型由测量原理和方法

,得到测量模型:Fb×λ-L0 )式中:

a 2 0F四棱平尺工作面的平面度干涉条纹间距;干涉条纹弯曲量;0标准平晶工作面的平面度。标准不确定度计算公式考略到各分量之间彼此独立

,根据不确定度传播律:i=∑i得:

)a02 a02其中=-2

=

=-L四棱平尺的宽度为0,在视场中的宽度约为3,测量时应使目镜视场中出现3条干涉条纹,所以条纹间距a一般在1m左右,四棱平尺L0m时,允许2的平面度公差为3,对应的干涉条纹的弯曲量b1。则=-λ25=λ=-L=-2。a标准不确定度评定干涉条纹间隔的标准不确定度

)

0 3由测量重复性引入的标准不确定度1)由经验,由测量重复性引入的标准不确定度大于由仪器分辨力引入的标准不确定度。在相同条件下,短时间内对a值重复测量数据单位:m)如下,。由贝塞尔公式计算得到nx4,由于重复性与被测样品无直接关系,9所以此处直接引n4,则 ( )n4m由测微器示值误差引入的标准不确定度2)

4由6平面等厚干涉仪校准规范,测微器示值误差在1m内不超过5,区间半宽度为5,估计为均匀分布=,则5m4m )

3由干涉条纹的质量引入的标准不确定度

3)视场中干涉条纹一般为非均匀图形,且明暗变化的边界不清晰,会影响人眼压线的位置。当L0m对于平面误差小于3m时,估计不超过8,区间半宽8,估计为均匀分布=,则38m6m )3==222m8m(干涉条纹弯曲量的标准不确定度u(由测量重复性引入的标准不确定度

)由经验,由测量重复性引入的标准不确定度分量大于由仪器分辨力引入的标准不确定度分量。在相同条件下,短时间内对b值重复测量数据单位:)如下,。由贝塞尔公式计算得到n)7,由于重复性与被测样品无直接关系,所以此处直接引n)7,则 ( )7m由测微器示值误差引入的标准不确定度

)

8由3平面等厚干涉仪校准规范,测微器示值误差在1m内不超过5,区间半宽度为5,符合均匀分布=,则5m4m )

3由干涉条纹的质量引入的标准不确定度

3)视场中干涉条纹一般为非均匀图形,且明暗变化的边界不清晰,会影响人眼压线的位置。当L0m对于平面误差小于3m时,估计不超过8,区间半宽度8,估计为均匀分布=,则 ( )u3b=u3a3当L03)87,则30

0222m=222m标准平晶的标准不确定度uF)

0m)0由标准平晶的校准证书得知,其平面度的测量不确定度为Um则2mm )2由温度引入的标准不确定度在测量过程中,实验室温度保持在℃的范围内,在测量前,研磨面平尺已经放置在仪器上充分定温,所以研磨面平尺和标准平晶由温度引起的变形均可以忽略不计,即合成标准不确定度根据不确定度传播律

4≈m ),计算合成标准不确定度为,2 )u= ×2+×2+m=m )扩展不确定度,取包含因子k=2

则扩展标准不确定度为Um )1附录B刀口直角尺角度偏差的测量不确定度评定测量方法在万能工具显微镜上对00m的刀口直角尺的直角角度偏差进行测量,测量位置Ⅰ点和Ⅱ点取距离端部5m处,即L5;测量中采用狭缝对线法,且x不超过5。对刀口直角尺的工作角进行了三次重复测量,测量原始数据和测量结果见表。表1刀口直角尺工作角测量测量原始读数/mm角值偏差)次数位置正面测量反面测量xy'yi取值第1次Ⅰ003009Ⅱ5000第2次Ⅰ00107Ⅱ5000第3次Ⅰ00201Ⅱ7000测量模型

α=x5+'5 )L L式中:刀口直角尺的直角角值偏差x同侧的相对差值,;L有效测量长度,。标准不确定度计算公式考略到各分量之间彼此独立

,根据不确定度传播律:c123 )其中1=α=1×3×52=α=1×3×53=α=x L ' L LL2-x+'L2按x)x为1L为5m考虑,1283=。标准不确定度评定2的标准不确定度该分量由万能工具显微镜的示值误差影响引入

,实际测量中采用狭缝压线法,位置Ⅰ和位置Ⅱ瞄准状态一致且x不超过5,因此主要考虑读数装置示值误差的影响,该误差不超过,区间半宽度为,按均匀分布,则1=amm ) 3 3通过实验得到实验标准偏s ,实际测量取三次结果的平均值,则m122=sm12 所以: 3 3=的标准不确定度

=2mm ),由于和测量方法及影响因素基本相同 则 ( )L的标准不确定度

21m

6该分量由万能工具显微镜读数装置的示值误差及横向示值误差影响引入实际测量,该分量由万能工具显微镜读数装置的示值误差及横向示值误差影响引入实际测量中在横向测量中不需要瞄准因此主要考虑其横向示值误差影响示值误差不超过±LL值接近5,按均匀分布,则2=amm ) 3 3根据不确定度传播律计算其合成标准不确定度为合成标准不确定度,根据不确定度传播律计算其合成标准不确定度为123扩展不确定度,

″ )取包含因子k=2

则扩展标准不确定度为Uu″″ )3附录C十字线芯轴十字线与两顶尖孔中心连线的偏离量的测量不确定度评定测量方法十字线与两顶尖孔连线的重合度的校准

:将十字线芯轴装在两顶尖之间

,调整万能工具显微镜,使十字线芯轴影像清晰且与显微镜网状十字线重合。然后,将万能工具显微镜立柱先后向左、右旋转之后,观察十字线芯轴刻线在目镜中的偏移N并读出偏移量,十字线与两顶尖孔中心连线的偏离量h按公式计算。测量模型

)( ) 'xⅠ1xⅡ1+xⅡ2xⅠ2=1+2

)标准不确定度计算公式考略到各分量之间彼此独立

5,根据不确定度传播律,得

5c12 )其中1=h2=h。1标准不确定度评定该分量由万能工具显微镜读数装置的示值误差及纵向示值误差影响引入1的标准不确定度1该分量由万能工具显微镜读数装置的示值误差及纵向示值误差影响引入

2实际测量,实际测量中采用狭缝压线法,位置Ⅰ和位置Ⅱ瞄准状态一致且x不超过5,因此主要考虑读数装置的示值误差的影响,读数装置的示值误差不超过,区间半宽度为,按均匀分布,则1=amm ) , 3

,实际测量取三次结果的平均值,则通过实验得到

实验标准偏差按s=1μm2=smm ) 所以: 3 31112的标准不确定度2

=2mm ),由于和测量方法及影响因素基本相同 则 ( )合成标准不确定度根据不确定度传播律,

21m计算其合成标准不确定度为

126扩展不确定度4

=222mm )取包含因子则扩展标准不确定度为 ( )Ucm

85附录D测量方法

锥体芯轴圆锥半角偏差的测量不确定度评定锥体芯轴圆锥半角的校准将锥体芯轴装在万能工具显微镜两顶尖之间先使显微: 。锥体芯轴圆锥半角的校准将锥体芯轴装在万能工具显微镜两顶尖之间先使显微镜瞄准锥尾部分上部,瞄准大端,记录坐标值1移动横向滑板到小端,瞄准后记录坐标22。同样的方法测量锥尾的下部,记录记录坐标值33)和4。距离两端5m位置不应计算在内。圆锥半角由公式进行求得。测量模型α=12-114-

)式中:

锥体芯轴的圆锥半角i相应瞄准点的横坐标读数,m或;i相应瞄准点的纵坐标读数,m或。标准不确定度计算公式设2-1XA4-3B21XA43B,将公式简化为α=1XA1

)YB考略到各分量之间彼此独立,根据不确定度传播律:其中:

c1234 )1=α

=1· 1 2·

)A∂XA

2XA2=-α

=-1· 1

)AAA

2+XA3=α

=1· 1 2·

)BBB

24=-α

=-1· 1

)BB 2+BB其中13表示与i有关的标准不确定度24表示与i有关的标准不确定度。考虑到其圆锥半角约为,锥尾长度0,此时按照5m长度测量时其锥度引起的横向差值约5mi=5,以上各式简化为:i 561=α

=1·

2·13 )XA 23 52=-

=-1·

2·2=4 )A 23 53=α

=1·

2·13 )B 23 54=-

=-1·

2·2=4 )B 23 5注上述灵敏系数的单位为。标准不确定度评定i有关的标准不确定度x该分量由万能工具显微镜测量读数的影响及纵向示值误差影响引入瞄准与估读误差以及读数装置的示值最大允许误差确定。

,测量读数时的该瞄准为虚线压实线的瞄准,其瞄准精度,其瞄准误差估计为均匀分布,则1=a=

mm )3 350读数时的估读误差为最小分度的,即,大于数显分辨力的量化误差带来的影响,故以估读误差的影响估计,估计为均匀分布,则2=amm ) 3 3,

3mm内,估计为均匀分万工显示值误差的影响为其最大允许误差 读数示值差在布,则3=amm ) 3 31123

=22mm3m)i的标准不确定度y与以上影响项基本一致,只是Y值接近0m按照5)估计,则1123

=22mmm)所以13x243。合成标准不确定度,根据不确定度传播律 计算其合成标准不确定度为1234=2×2+2×22″ )7扩展不确定度,取包含因子k=2

则扩展标准不确定度为Uu″″ )8附录E测量方法

标准芯轴径向跳动的测量不确定度评定:在跳动检查仪上测量标准芯轴的径向跳动作为测量结果。

取指示表一圈内最大值与最小值的差值测量模型由测量原理和方法

,得到测量模型如下:式中:

FAx-An )F径向跳动值;Ax指示表显示的最大值An指示表显示的最小值。标准不确定度计算公式

FP) )式中,灵敏系数P。标准不确定度计算测微计示值误差引入的不确定度,由于分度值为m测微计0分度内的最大允许误差为m匀分布,则

估计为均1/3m )扭簧比较仪估读引入的不确定度由于分度值为m测微计,估读误差为0格,为,其半区间宽度为,估计为均匀分布,由于最大值和最小值各一次读数,因此影响两次,则2m×/3m )顶尖轴线的同轴度引入的不确定度估计偏摆仪的顶尖跳动及表面质量,顶尖轴线的同轴度等综合示值变动性不超过0,则按最大情况分析:检定0m长的标准芯轴时,圆棒轴线与水平轴的夹角α为α° )被测圆棒的直径均小于0。当被测圆棒的直径为0m时,引起圆棒半径的最大变化为其引起的长

'5°3m )、短轴差为,估计为均匀分布,则3/3m )圆棒圆度引入的不确定度9由于圆棒各个截面圆度值有差异一般圆棒各个截面圆度的变化量一般不超过,估计为均匀分布,则4/3m )由温度引入的标准不确定度在测量过程中,实验室温度保持在℃的范围内,圆棒的半径变化均匀,可以忽略不计。即u5=0。由测量重复性引入的标准不确定度,( 用标称值为0m0m标准芯轴某一截面进行重复性实验 实验数据为单位,由贝塞尔公式计算得到nx)7,由于重复性与标准芯轴无直接关系,所以此处直接引用n,则重复性引入的标准不确定度分量为: ( )合成标准不确定度

6m

9,由于以上各项标准不确定度分量之间没有值得考虑的相关性度为:

则合成标准不确定113456扩展不确定度

=2222mm )包含因子则扩展标准不确定度U: ( )Um 10附录F四方体工作角偏差的测量不确定度评定测量方法四方体工作角偏差的校准:

多齿分度台上起始位置为

自准直仪瞄准四方体°工作面,在自准直仪上取3次读数,其平均值为2,以此将多齿分度台转至、,从自准直仪上分别得到各个位置3次读数的平均值234。最后回到零位置,回零误差应不大于,否则需要重新测量。测量模型 ( )式中:

ii-

1i四方体相应位置的工作角误差i四方体相应位置的工作角测量值i多齿分度台相应位置的工作角实际值。标准不确定度计算公式考略到各分量之间彼此独立

,根据不确定度传播律:c12 )其中1=i2=i=。i i1表示i的标准不确定度2表示i的标准不确定度。标准不确定度评定i的标准不确定度1该分量由自准直仪瞄准与读数的影响及自准直仪示值最大允许误差的影响引入,测量读数时的估读误差按照其分度值的5控制,为,估计为均匀分布,则1=a″″ )3 3 ,采用任意段内的最大值与最小值自准直仪示值最大允许误差在任意内为″的差确定,为其整个区间,则半宽为,估计为均匀分布,则3=a″″ )3 3112i的标准不确定度2

=2+2″ ),该项由多齿分度台的示值最大允许误差影响为,按照均匀分布估计,则

0级多齿分度台的最大分度间隔误差2=a″″ )3 3合成标准不确定度12×2×2+2×212扩展不确定度, :

″ )取包含因子k=2

则扩展标准不确定度为( )Uc″″ 82附录G测量方法

偏心轴偏心量的测量不确定度评定偏心轴偏心量的测量将偏心轴放在跳动检查仪两顶尖之间使测微计与偏心轴的: ,偏心轴偏心量的测量将偏心轴放在跳动检查仪两顶尖之间使测微计与偏心轴的偏心部分接触,转动偏心轴观察测微计示指变化。应在不少于三个截面进行测量,取3个位置的最大值的一半作为测量结果。测量模型式中:偏心量;X指示仪的读数差标准不确定度计算公式

e=2-) )2c1 )22其中1=e=12。的标准不确定度标准不确定度评定ΔX的标准不确定度u1该分量由跳动检查仪顶尖连线与底座导轨的平行度、最大允许误差引入。

测微计读数的估读误差及示值跳动检查仪顶尖连线与底座导轨的平行度,从其校准规范可知为1/0m垂直方向而偏心轴工作区域在中间区域,可以控制长度在5m范围内,其影响不超过,估计为均匀分布,则1=amm ) 3 3,读数时的估读误差为最小分度的,即1,影响两次,估计为均匀分则布2=a=2mm )则布3 3测微计的最大允许误差:,影响两次,估计为均匀分布,则3=a=2mm )3 31123合成标准不确定度根据不确定度传播律

=22mm ),计算其合成标准不确定度为,3u=1

=2mm )取包含因子k=