JJF 2005-2022 多维尺寸(体积)测量仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范2多维尺寸体积测量仪校准规范rsL]7发布 7实施国家市场监督管理总局 发布2多维尺寸体积测量仪校准规范rls

2归 口 单 位:全国几何量长度计量技术委员主要起草单位:上海市计量测试技术研究院中国计量科学研究院参加起草单位:青海省计量校准测试所托利多常州)测量技术有限公司本规范委托全国几何量长度计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:郭志敏上海市计量测试技术研究院)曾燕华上海市计量测试技术研究院)王为农中国计量科学研究院)参加起草人:上海市计量测试技术研究院)上海市计量测试技术研究院)赵勇青海省计量校准测试所)邱东杰托利多常州)测量技术有限公司]目 录引言………………………

Ⅱ)1范围……………………2引用文件………………3术语……………………4概述……………………5计量特性………………1尺寸示值误差………………………2测量结果的一致性…………………6校准条件………………1校准环境条件………………………2测量标准及辅助设备………………7校准项目和校准方法…………………1尺寸示值误差………………………2测量结果的一致性…………………8校准结果表达…………9复校时间间隔…………

1)1)1)1)1)1)1)1)1)2)2)2)3)4)4)附录A 标准体积块的形式……………

5)附录B 多维尺寸体积)测量仪示值误差的不确定度评定示例…

6)附录C 校准证书内页内容……………

9)Ⅰ引 言1国家计量校准规范编写规则F1通用计量术语及定义》和1测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范参考L0)多维尺寸体积)测量仪》l)起草,一致性程度为非等效。本规范为首次发布。Ⅱ多维尺寸体积测量仪校准规范范围本规范适用于半自动、自动多维尺寸体积测量仪的校准。引用文件本规范没有引用文件。术语长方形物体x)具有六个面,相对两面互相平行,且每个面的相邻边互相垂直的物体。非规则物体t与长方形物体形状不同的物体。标准体积块e具有特定尺寸、材质、形状等要求的物体。注:具有长方形物体特点的标准体积块,称为长方形标准体积块;具有非规则物体特点的标准体积块,称为非规则标准体积块。概述多维尺寸体积测量仪是一种测量长方形物体长、宽、高尺寸的测量仪器,必要时也可以给出长方形物体的体积。当被测物体不是长方形物体时,则需要确定包容该物体最小长方体的尺寸。多维尺寸体积测量仪按控制方式分为半自动型和全自动型。半自动型一般可静态测量物体尺寸,被测物体按规定方向摆放;全自动型一般可将物体摆放任意位置,动态测量长方形或非长方形物体尺寸。计量特性尺寸示值误差尺寸示值误差不大于d。测量结果的一致性 。在不同方向或位置的尺寸示值变化不大于d注d为仪器的分辨力,当被测仪器存在n个不同分辨力时,其分辨力可用12,…n表示。校准条件校准环境条件)温度:0℃0℃。1相对湿度:不大于5。现场环境无影响测量结果的振源、电磁干扰、光声干扰。测量标准及辅助设备测量标准采用标准体积块

。标准体积块的尺寸应为分辨力的整数倍

,其尺寸引入被校仪器校准值的不确定度应不大于最大允许误差的。标准体积块的形状包含长方形标准体积块和非规则标准体积块两种小尺寸要求见表。

。标准体积块最表1标准体积块最小尺寸要求分辨力最小尺寸要求dmddmddmd注:标准体积块的选择原则可参照附录A。校准项目和校准方法尺寸示值误差采用长方形标准体积块的测量方法长方形标准体积块的选择:根据仪器长度L)方向的分辨力,在其测量范围内选择5块长方形标准体积块其中须包含测量范围下限和不小于测量范围上限0的长方形标准体积块各1块,其余长方形标准体积块尺寸均匀分布。每块测量3次,共进行5次测量。根据公式计算该分辨力下每一次尺寸测量的示值误差。式中:

jji i,…j,…) )jij次的测量值;ii块标准值。当长度方向具有多个分辨力12,…)时,应根据分辨力的不同,按上述方法得到不同分辨力下的尺寸示值误差。以相同的方法分别得到宽度W、高度H)方向上的尺寸示值误差jj。各方向、各分辨力范围的尺寸示值误差均应符合1要求。采用非规则标准体积块的测量方法非规则标准体积块的选择:根据仪器长度L)方向的分辨力,在其测量范围内选择3块非规则标准体积块。根据测量方向分辨力在测量范围内选择均匀分布的3块非规则标准体积块。当该方向具有多个分辨力12,…)时,应根据分辨力的不同,得到不同分辨力下非规则标准体积块的尺寸示值误差。每块测量3次,共进行9次测量。根据公式计算该分辨力下每一次尺寸测量的示值误差。2式中:

jjii,…j,…) )jij次的测量值;ii块标准值。1以相同的方法分别得到宽度W、高度H)方向上的尺寸示值误差jj。各方向、各分辨力的尺寸示值误差均应符合 1注如果多维尺寸体积)测量仪仅具有长方形物体测量功能时,可不进行此项校准。测量结果的一致性静态测量多维尺寸体积)测量仪具有静态测量功能时,首先在长度L)方向上,根据该方向分辨力,选取一块接近2测量范围的长方形标准体积块按图1放置,分别得到7个位置的测量结果,按公式)计算得到长度L)方向不同位置测量结果的一致性。式中:

LLxLn )L该分辨力下沿长度L)方向上的不同位置测量结果的一致性;Lx该分辨力下沿长度L)方向上的最大值;Ln该分辨力下沿长度L)方向上的最小值。根据以上方法,同样得到沿宽度W)方向上分辨力的不同位置测量结果的一致性W。在高度

H

方向上测量时,

根据该方向分辨力,

选取一块高度接近2测量范围的长方形标准体积块,在测量工作面上按图1位置放置分别得到7个位置的测量结果,按公式)计算得到高度方向不同位置测量结果的一致性。 ()式中:

H=Hx-Hn 4H该分辨力下按测量工作面上不同位置放置的测量结果的一致性;Hx该分辨力下按测量工作面上不同位置放置时的最大值;Hn该分辨力下按测量工作面上不同位置放置时的最小值。各方向、各分辨力不同位置测量结果的一致性均应符合2要求。图1标准体积块7个位置放置示意图3动态测量多维尺寸体积)测量仪具有动态测量功能时,选择一块长、宽、高均接近2测量范围的长方形标准体积块,按任意位置进行放置进行7次测量分别得到长、宽、高的测量结果,按公式、公式)计算,得到LWH。校准结果表达多维尺寸体积测量仪校准后应出具校准证书,校准证书应包含校准结果和测量不确定度。复校时间间隔送校单位可根据多维尺寸体积测量仪的实际使用情况自主决定复校时间间隔。4附录A标准体积块的材质要求

标准体积块的形式。标准体积块一般多采用表面无反射效应的木质材质标准体积块的形状、尺寸要求标准体积块分长方形、非规则两种类型如图1所示。长方形标准体积块为长方体,非规则标准体积块推荐在长方体的基础上至少切掉一个角,其长、宽、高的变化应至少大于d,保留部分尺寸应符合最小尺寸要求。长方形标准体积块 非规则标准体积块图1标准体积块示例标准体积块的尺寸长、宽、高)公差建议不超过d。为确保最小、最大尺寸标准体积块分别符合测量范围下限、上限要求最小标准体积块的尺寸长、宽、高)应为正公差且小于d,最大标准体积块的尺寸长、宽、高)应为负公差且小于d。各面之间的相互垂直度应不大于d。5附录B多维尺寸体积)测量仪示值误差的不确定度评定示例多维尺寸体积测量仪的测量过程测量条件常温,相对湿度为0 5,现场环境无影响测量结果的振源、电磁干扰、声干扰。测量方法选用适合多维尺寸

体积

测量仪测量范围内,

尺寸均匀分布的5块标准体积块,分别放置在工作平台的不同位置处进行测量。例如:光反射式多维尺寸体积测量仪的分辨力为5,测量范围为00,选取长度方向上尺寸为5m的木质长方形标准体积块进行测量。测量模型由测量原理和方法

,得到测量模型:式中:

LLstαh )L多维尺寸体积)测量仪的示值误差;L多维尺寸体积)测量仪测量标准体积块长度的示值;标准体积块的长度尺寸;t现场环境下温度梯度变化引起的标准体积块长度尺寸变化;α现场环境温度偏离实验室温度,线膨胀系数引起的标准体积块长度尺寸变化;h湿度变化引起的标准体积块长度尺寸变化。灵敏系数

, ( ) :因各不确定度分量互不相关

由公式

1

得到的合成标准不确定度LLtαh))式中:L)多维尺寸体积)测量仪的重复性引入的标准不确定度;)标准体积块引入的标准不确定度;t)现场温度梯度的变化引入的标准不确定度;α)现场环境温度偏离实验室温度,线膨胀系数引入的标准不确定度。h)湿度变化引入的标准不确定度。灵敏系数:1=∂L12=∂L=13=∂L14=∂L1∂L)c 5c 5∂h)6

∂)

∂t)

∂α)故得到LLtαh) )不确定度的评定多维尺寸体积测量仪引入的不确定度分量重复性引入的标准不确定度在各种条件均不改变的情况下,在短时间内,将标准体积块放置在工作平台上进行重复性实验,共测量0次即n。实验数据为单位:,,由贝塞尔公式计算得到)1,则L1m分辨力引入的标准不确定度此台多维尺寸体积测量仪的长轴方向上的分辨力为5则仪器分辨力为5,区间半宽度为5,符合均匀分布=,则由仪器分度值引入的标准不确定度为25m5m2因L因此选择重复性引入的标准不确定度作为仪器不确定度分量。标准器引入的不确定度分量标准体积块标准体积块一般用)m游标卡尺测量]的扩展不确定度为5m=2 则25m8m2测量时现场温度梯度变化引入的标准不确定度在对多维尺寸体积)测量仪测量过程中,长度为5m5)的标准体积块,其环境温度梯度变化t不会超过每小时2℃一般测量时间不超过标准体积块的线膨胀系数为6℃1,按均匀分布处理,则L

t5m6℃12℃≈6m≈1m t 3 3因现场环境温度偏离实验室温度,线膨胀系数引入的标准不确定度标准体积块的线膨胀系数为6℃1,实验室环境温度为℃,校准时温度为℃,最大偏离t为5℃,按均匀分布处理,则L

t5m6℃15℃≈4m5m α 3 3湿度变化引入的标准不确定度标准体积块采用人造板材胶合板胶合板的纵向干缩系数K胶合板的干缩系数是其含水率变化1的干缩率)一般为,上海地区的木材平衡含水率1年变化量为1,即W,按均匀分布处理,则7hW5m1≈1m 3 3不确定度分量汇总 。不确定度分量汇总见表1表1不确定度来源及标准不确定度汇总表序号影响测量不确定的来源标准不确定度符号分布类型影响量mm对测量结果影响的变化限/mm包含因子不确定度分量1示值重复性的影响L)正态11112标准体积块的不确定度)—55283测量时现场温度梯度的影响t)均匀44314标准体积块线线膨胀系数的影