激光测径仪校准规范

1本规范适用于测量范围上限至30mm的激光测径仪的校准。2引用文献本规范引用下列文献：JJF1001—1998通用计量术语及定义JJF1059—1999测量不确定度评定与表示使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本激光测径仪是利用激光扫描光束测量物体几何尺寸的非接触快速测量仪器。它采用半导体激光器为光源，由激光器发出的光束通过多面体扫描转镜和二组光学透镜后，形成与光轴平行的连续高速扫描光束，对放置于测量区域的工件进行高速扫描，并由激光接收器接收被阻挡的扫描光束时间。通过已知激光扫描的速度，计算获得被测工件的几何尺寸。其测量原理见图1。激光测径仪主要用于测量针规、塞规等棒状的精密标准量具或工件的直径和圆跳动，也可用于对易碎、易变形、热的、洁净的零件进行非接触测量。激光测径仪根据其使用范围和准确度，具有不同的分辨力和量程。根据其功能，激光测径仪分为带有自校准功能和无自校准功能两种。21.1示值误差仪器示值的最大允许误差及自校准用标准规的技术要求见表1。示值最大允许误差“士2士10自校准用直径测量不注：仪器有出厂技术指标的以出厂技术指标为校准示值误差的标准规直径测量不确定度也应符合相应要4.2重复性示值重复性不超过仪器示值最大允许误差绝对值的1/3。4.3稳定性对于非连续测量的，稳定性不超过仪器示值最大允许误差绝对值的1/2,连续测量的则不超过仪器示值最大允许误差的绝对值。4.4自校准用标准规自校准用标准规的直径测量结果不确定度和直径变动量见表1。5校准条件5.1环境条件校准室内温度为(20±2)℃,温度变化不大于1℃/h,相对湿度不大于75%。被校准仪器与校准用标准器在室内平衡温度时间不少于2h。5.2校准用标准器及其他设备校准用标准器及其他设备见表2。序号校准项目1示值误差234自校准用标准规2等，3等3校准项目见表2。在对仪器的外观和各部分相互作用检查正常且仪器能够正常有自校功能的激光测径仪，应先按照仪器说明书或具体准规进行示值校准后，再进行示值误差的校准，其他类型校准时在仪器测量范围内选取大致均匀分布的5个点作为测量点(含最接近测量范围上、下限的点),选取相应直径和准确度的标准规依次进行测量。每个测量点在标准规横截面均匀分布的3个位置进行测量，以3次测量的平均值作为该点的测量值d;仪器示值误差以各点示值误差绝对值的最大值作为校准结果。用标准规测量。选择尺寸接近仪器测量范围1/2的标准规对仪器进行9次重复测量，取9次测量的最大值与最小值之差的1/3作为校准结果。仪器开机预热0.5h后，用标准规进行测量，对于非连续测量仪器，在4min内每隔1min观测一次；对于连续测量仪器，在1h内每隔15min观测一次，每次观测值与用于仪器自校准的标准规应采用相应准确度的测量方度要求不大于0.3μm的可选用接触式干涉仪和2等量块以比较法测量；对于测量不确定度要求在(0.3～0.8)μm的可选用光学计和3等量块以比较法测量；对于测量不确定度要求大于0.8μm的可选用测长机进行直接测量。在标准规中心距两端各1/3的长度范围内选取测量部位，并在两相互垂直的方向进D=d+L4D=d式中：D-—自校准用标准规直径，mm;标准规的直径变动量以直径测量结果中的最大值与最小值的差值确定。在满足直径测量不确定度要求的情况下，允许采用其他测量仪器进行测量。7校准结果的表达经校准的激光测径仪填发校准证书8复校时间间隔5激光测径仪示值误差的测量结果不确定度评定A.1测量方法采用标准规放置在被校准仪器的工作台上直接测量，以仪器的指示值与标准规的直径之差作为仪器的示值误差。以下以分辨力为0.0001mm的激光测径仪测量5mm直径为例进行评定。式中：δ——校准点的仪器示值误差；d;——各校准点上仪器的读数值；D:——标准规的直径。A.3方差和录敏系数考虑各分量彼此独立，得：A.4标准不确定度一览表各分量及标准不确定度评定见表A.1。标准不确定度分量一标准不确定度1标准规直径测量不确定度A.5计算分量的标准不确定度A.5.1读数d;的标准不确定度分量u(d;)该不确定度主要为仪器数字显示装置的量化误差或测量重复性引起，按照0.1μm的显示分辨力，其量化误差引起的标准不确定度分量为均匀分布。测量重复性由实验报告可知为实验标准偏差s=0.1μm,实际测量时采用3次测量6按照量化误差与重复性影响的特点，取两者中数值大A.5.2标准规直径的标准不确定度分量u(D;)该不确定度主要由标准规的直径测量不确定度和标准规自身的直径变动量以及偏离20℃标准温度引起的直径变化3项影响量，由直径测量的不确定度可知为0.15μm(k=2),直径变动量半宽为0.1μm,均匀分布，由偏离20℃标准温度引起的直径变化u(D)=√0.075²+0.058²+0.066²μm=0A.6合成标准不确定度ue=√u²(d₁)+u(D₁)=√0.058²+0.116μmA.7扩展不确定度μmμmμm7自校准用标准规直径的测量结果不确定度评定B.1测量方法或直接法进行测量。在此具体以5mm自校准用标准规直径测量为例进行评定，具体采用接触式干涉仪和2等量块以比较法测量，测量环境温度控制在(20±1)℃范围内。B.3方差和灵敏系数u²=u²(D)=cì·u²(d)+c2·u²(L)+c³·u²(δ)+cì·u²(0)(BB.4标准不确定度一览表标准不确定度分量标准不确定度估读误差的影响11差的标准不确定度准不确定度8μn标准规与