JJG 201-2018指示类量具检定仪

中华人民共和国国家计量检定规程指示类量具检定仪2018-12-25发布指示类量具检定仪检定规程I 1范围 2引用文件 3概述 4计量性能要求 4.1微分筒端面与固定套管的相对位置 4.2固定套管刻线面与微分筒棱边上边缘的距离 4.3测杆测量面的表面粗糙度 4.4测杆测量面的平面度 4.5测杆测量面与测杆旋转轴线的垂直度 4.6圆柱轴线与测杆轴线的垂直度和位置度 4.7图像识别的准确性 4.8重复性 4.9示值误差 4.10回程误差 5通用技术要求 5.2相互作用和基本功能 6计量器具控制 6.1检定条件 6.2检定项目和检定设备 6.3检定方法 6.4检定结果的处理 6.5检定周期 附录A百分表检定仪示值误差及回程误差的数据处理示例 附录B千分表检定仪示值误差及回程误差的数据处理示例 附录C光栅型指示表检定仪示值误差的数据处理示例 附录D检定指示类量具检定仪时所需工具的技术图表及要求 附录E指示类量具检定仪示值误差的光栅测微仪检定方法 附录F检定证书和检定结果通知书内页信息 ⅡJJG201《指示类量具检定仪》编写是以JJF1002—2010《国家计量检定规程编写规则》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》为基础和依据，对JJG201—2008《指示类量具检定仪》进行修订的。与JJG201—2008《指示类量具检定仪检定规程》相比，除编辑性修改外主要技术变化如下： 引用文件中，删除了JJF1001—1998《通用计量术语及定义》、JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》、JJF1094—2002《测量仪器特性评定》,增加了JB/T11235—2012《指示表检定仪》等引用文件；——增加了指示类量具检定仪的分类型式和全自动指示表检定仪示意图(见图4);——增加了量程为100mm光栅型指示表检定仪的技术要求、主要检定设备和检定——增加了对全自动指示类量具检定仪的计量性能要求即“图像识别的准确性”的规定(见4.7),通用技术要求即相互作用和基本功能中“图像识别系统的照明应亮度均匀，光学成像清晰，图像完整”的规定和“全自动检定仪的数据处理软件程序应具有同步显示功能”等规定(见5.2.3、5.2.4、5.2.5和5.2.6);——删除了对数控式百分表检定仪的重复性要求(见4.8)。——修订了数控型指示表检定仪的0mm～50mm段的测量间隔(见6.3.11表3);——增加了指示类量具检定仪示值误差的光栅测微仪检定方法(见附录E);——修订了“检定证书和检定结果通知书内页信息”(见附录F)。JJG201—2008的历次版本发布情况：1指示类量具检定仪检定规程本规程适用于分辨力不大于0.5μm、量程不大于100mm的全自动和半自动指示类量具检定仪以及分度值(或分辨力)不大于10μm、量程不大于50mm的手动式指示类量具检定仪的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文件JJG34指示表(指针式、数显式)凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。指示类量具检定仪(以下简称检定仪)是以光栅尺或精密丝杠为测量标准，沿直线导轨移动输出长度标准值，以图像识别或目力直读方式测量各种指示类量具(指针式或数显式)示值误差等参数的仪器。检定仪按检定方式分为立式(检定指示表时测量轴线垂直，见图1、见图2)和卧式(检定指示表时测量轴线水平，见图3、图4);按读数方式分为直读式(见图1、图2、图3)和图像识别式(见图4);按驱动方式可分为手动、半自动和全自动三种；按仪器功能又可分为百分表检定仪(见图1)、千分表检定仪(见图2)和指示表检定仪(见图3、图4)。图2千分表检定仪示意图1—底座；2—测杆；3—被检表；4—表座；5—微分筒；6—套管图3数控型指示表检定仪示意图1—底座；2—被检表；3—表座；4—测杆；5—测微头座；6—连杆；7—步进电机；8—显示、打印控制器图4光栅型指示表检定仪示意图11—图像和测量数据线；12—测杆移动手轮；13—支脚；14—底座；15—测微头座；16—表座紧固旋钮；17—表座；18—被检表；19—立柱；20—杠杆表夹具234计量性能要求4.1微分筒端面与固定套管的相对位置微分筒零刻线与固定套管纵刻线对准时，微分筒端面与固定套管毫米刻线的距离，压线不大于5个分度值，离线不大于10个分度值。4.2固定套管刻线面与微分筒棱边上边缘的距离固定套管刻线面与微分筒棱边上边缘的距离不大于0.4mm。4.3测杆测量面的表面粗糙度测杆测量面的表面粗糙度不大于Ra0.1μm。4.4测杆测量面的平面度测杆测量面的平面度不大于1μm,只允许中间凸，边缘0.2mm内允许塌边。4.5测杆测量面与测杆旋转轴线的垂直度测杆测量面与测杆旋转轴线的垂直度不大于1'3”。4.6圆柱轴线与测杆轴线的垂直度和位置度立柱V形夹座夹持不同直径圆柱时，在夹持长度50mm范围内，其圆柱轴线与测杆轴线的垂直度和位置度均为0.1mm。4.7图像识别的准确性4.7.1以手动方式测量的指示表示值误差为准，全自动检定仪按各种测量方式测量同一指示表的示值误差与之相比均应不超过该表重复性要求的1.7倍(见JJG34)。4.7.2在仪器规定的工作条件下设置不同测量条件，用全自动检定仪检定指针式(或数显式)指示表，指示表示值误差的最大变化量应不大于该表的重复性要求(见JJG34)。4.7.3全自动检定仪检定指针式指示表过程中，因改变测量零点而引起被检指示表正反读数变化量相对零点改变量的最大差值应不大于被检指示表回程误差的要求(见JJG34)。4.7.4全自动检定仪检定指针式指示表过程中，因图像识别系统设置指针旋转中心与实际指针旋转中心发生偏离引起的读数偏差应不超过被检指示表的0.2个分度值。4.7.5全自动检定仪检定数显式指示表时，图像识别系统的读数应与数显式指示表显示值相同。4.8重复性光栅型检定仪重复性不大于0.2μm。4.9示值误差示值最大允许误差要求见表1。表1示值误差要求类别测量范围任意范围内任意范围内任意范围内任意范围内任意范围内全范围内千分表检定仪1124表1(续)类别测量范围任意范围内任意范围内任意范围内任意范围内任意范围内全范围内百分表检定仪232 3 42346指示表检定仪数控型123光栅型131346134694.10回程误差4.10.1指示表检定仪回程误差不大于0.5μm。4.10.2千分表检定仪回程误差不大于0.5μm。4.10.3百分表检定仪回程误差不大于1μm。5通用技术要求5.1外观5.1.1检定仪的测量表面应无锈蚀、碰伤、划痕、毛刺等缺陷。喷漆表面应无漆皮脱落及漆色不均现象。电镀表面应无水纹及脱落现象。5.1.2检定仪的刻线应清晰、完整。5.1.3检定仪的数字显示窗应无气泡、划痕等缺陷，数字显示应完整、清晰。显示、打印控制器上，按键、旋钮表面的字母、符号应完整、清晰。5.1.4仪器上应标有制造厂名(或厂标)、型号和出厂编号。5.1.5后续检定和使用中检查的仪器，允许有不影响计量性能的上述缺陷。5.2相互作用和基本功能5.2.1检定仪各活动部件运动应平稳、无阻滞，止动部件作用可靠。5.2.2检定仪的显示、打印系统功能正常。5.2.3图像识别系统的照明应亮度均匀，光学成像清晰、完整。5.2.4全自动检定仪的数据处理软件程序应具有同步显示功能(即同步显示被检表读数和光栅显示值),对检测过程中出现的非正常情况应能自动停止工作并报警。5.2.5全自动检定仪检定指针式指示表时，应能正确识别指针式被测表的表盘刻线和指针，不得任意增删或设置表盘刻线。5.2.6检定仪的数据处理系统所设计数据算法和数据信息应符合相应有效版本的指示类量具计量技术规范和标准的相关规定。56计量器具控制计量器具控制包括：首次检定、后续检定和使用中检查。6.1检定条件6.1.1检定手动和数控型检定仪时，实验室的温度为(20±5)℃,温度变化≤1℃/h。检定前，应将被检检定仪及量块等检定用设备同时置于仪器工作台上，平衡温度时间不少于3h。数控型检定仪还应通电预热大于0.5h。6.1.2检定光栅型检定仪时，实验室的温度为(20±2)℃,温度变化≤1℃/h。检定前，应将被检检定仪及量块等检定用设备同时置于仪器工作台上，平衡温度时间不少于5h。6.1.3检定室内的相对湿度≤70%。6.2检定项目和检定设备指示类量具检定仪的检定项目和主要检定设备及其技术要求见表2。序号检定项目主要检定设备首次检定后续检定使用中检查1外观十十十2相互作用和基本功能十士十3微分筒端面与固定套管的相对位置十士 4固定套管刻线面与微分筒棱边上边缘的距离十士5测杆测量面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块：Ra标称值偏差为+12%～-17%十士6测杆测量面的平面度十十7测杆测量面与测杆旋转轴线的垂直度自准直仪：分度值为1”十士8圆柱轴线与测杆轴线的垂直度和位置度塞尺：(0.02～1)mm,MPE,土0.005mm直角尺：2级；专用心轴：(详见附录D.1);十士9图像识别的准确性量程大于1mm;数显式千分表：分辨力不大于十十6序号检定项目主要检定设备首次检定后续检定使用中检查重复性十十十示值误差十十十回程误差十十十注：表中“十”表示应检定，“—”表示可不检定；“士”表示该项目未经修理或软件未升级的可不检定。6.3检定方法目力观察。6.3.2相互作用和基本功能用指示表手动试验，并目力观察。6.3.3微分筒端面与固定套管的相对位置当转动手轮使微分筒棱边与固定套管纵刻线的右侧相切时，读取此时微分筒对应固定套管横刻线的值，该值与微分筒零刻线差值的绝对值即为零刻线与固定套管纵刻线的偏移量，以其测得值作为微分筒边缘与固定套管横刻线间的相对位置。6.3.4固定套管刻线面与微分筒棱边上边缘的距离在固定套管刻线面与微分筒棱边上边缘之间用塞尺比较测量，微分筒旋转1周，比较的塞尺片最大厚度不超过0.4mm。6.3.5测杆测量面的表面粗糙度用表面粗糙度样块比较测量工作台面的表面粗糙度时，所用的表面粗糙度样块和被检测量面的加工方法应尽可能相同，表面粗糙度样块的材料、形状、表面色泽等也尽可能与被检测量面一致。判断的准则是根据被检测量面加工痕迹的深浅来决定表面粗糙度是否符合要求，当被检测量面的加工痕迹深浅不超过表面粗糙度样块工作面加工痕迹深度时，则认为测量面的表面粗糙度不超过表面粗糙度样块的标称值。6.3.6测杆测量面的平面度用2级平晶以技术光波干涉法进行测量。测量时，将平面平晶放至砧面，调整平晶按照被检工作面上最小的干涉带条数或圈数，计算砧面的平面度。6.3.7测杆测量面与测杆旋转轴线的垂直度将自准直仪和检定仪放置在同一平台上，调整自准直仪光轴与测杆测量面的相互位置，使自准直仪光轴对准测量面中心，当测量面反射影像在自准直仪的视场中时，在整7个测量范围内转动测杆，从视场中找出反射影像最小和最大位置，在自准直仪上读数，两读数之差的一半为测量结果。6.3.8圆柱轴线与测杆轴线的垂直度和位置度6.3.8.1测杆直径为6.5mm的检定仪，用1号、2号心轴(见附录D的表D.1)分别进行测量；测杆直径为8mm的检定仪，用3号、4号心轴(见附录D的表D.1)分6.3.8.2测量垂直度时，专用心轴夹在立柱V形夹座上，在圆柱夹持长度50mm的上、下两个位置上分别用直角尺和塞尺进行测量(见图5)。1—圆柱；2—直角尺；3—检定仪测杆6.3.8.3测量位置度时，用公法线千分尺按如图6所示的测量位置进行测量，测量值1—圆柱；2—公法线千分尺测头；3—检定仪测杆6.3.9图像识别的准确性6.3.9.1全自动检定仪按各种测量方式测量同一指示表后，观察各次被检表的示值误差，均与手动方式测量被检表的示值误差相比应不超过该表重复性要求的1.7倍，若超6.3.9.2测量时，先将经检定合格的指针式指示表(量程为大于1mm、分度值为0.01mm)正确安装在全自动检定仪表座上，启动检定程序，调整检定仪的摄像头使被检表表面清晰成像在计算机显示屏上，移动指示表测头，使其与检定仪测杆测量面相接8触并压缩指示表对零，同时对检定仪清零，然后在检定仪使用说明书规定的允许范围内，保证图像清晰的前提下分别设置极限测量速度和不同照明等不少于3种测量条件，并分别进行指针式指示表示值误差测量，记录各次被检表的测量结果。在检定中应保持计算不同测量条件下被检表示值误差的最大变化量，其结果应符合4.7要求。6.3.9.3将合格数显千分表安装在全自动检定仪的表座上，启动检定程序，调整检定仪的摄像头使被检表表面清晰成像在计算机显示屏上，移动数显千分表测头，使其与检定仪测杆测量面相接触并压缩数显千分表测杆0.1mm～0.2mm,对数显千分表和检定仪分别清零，然后在检定仪使用说明书规定的允许范围内，保证图像清晰的前提下分别设置极限测量速度和不同照明等不少于3种测量条件，并分别进行数显千分表的示值误差测量，记录各次被检表的测量结果。在检定中应保持表盘不作任何变动。计算不同测量条件下被检数显表示值误差的最大变化量，其结果应符合4.7要求。6.3.9.4将经检定合格的指针式指示表(量程为大于1mm、分度值为0.01mm)正确安装在全自动检定仪表座上，然后在被测表表头和检定仪测杆测量面之间插入一片厚度值在0.02mm～0.04mm范围的塞尺，调整被测表测头与塞尺、检定仪测杆测量面均接触良好，压缩被测表使其表盘对零，按检定仪使用说明书要求设置检定参数后，用检定仪的指示表自动测量程序测量被测表的示值误差，当完成第1mm测量段测量后，利用检定仪的间歇时间快速抽出塞尺，继续完成剩余测量，计算抽出塞尺前被检指示表所有受检点的正反向读数差值，所有受检点的正反向读数差值分别与塞尺实际厚度值相比较，其最大偏差值与最小偏差值的平均值应符合4.7.3要求。重新将经检定合格的指针式指示表(量程为大于1mm、分度值为0.01mm)正确安装在全自动检定仪表座上，调整被测表测头与检定仪测杆测量面相接触，在检定仪使用说明书规定的允许范围内，整体转动被测表或通过程序设置，以使通过显示屏观察，图像识别系统确认的指针旋转中心与实际指针旋转中心发生近1mm的偏离(见图7(b)),然后转动被测表表盘对零，对检定仪清零，按检定仪使用说明书要求设置检定参数，用检定仪的自动测量程序测量被检表示值误差。对于读取指针与刻线偏差的图像识别系统，以人眼直读方式从显示屏上读取被检表各受检点的读数，将其与检定仪读取的对应点读数比较，最大变化量应符合4.7.4对于对线瞄准的图像识别系统，比较检定仪在中心偏离和非偏离状态下被检表各受检点的读数变化，最大变化量应符合4.7.4要求。9(a)非偏离状态(b)偏离状态图7中心偏离和非偏离状态图6.3.9.5在6.3.9.3的任意一次完整测量过程中，观察全自动检定仪上图像识别系统的读数，应与数显式指示表显示值一致。的数显电感测微仪安装在检定仪的表座(或支架)孔内，调整测微仪的测头与检定仪的测杆测量面相接触，以手动操作方式从同一方向重复移动检定仪测杆5次，使测微仪显示同一值，记录检定仪5次显示值，按公式(1)计算重6.3.11示值误差6.3.11.1检定仪的检定用工具为：a)千分表检定仪、光栅指示表检定仪和电动指示表检定仪的0.1μm挡均采用3等量块、示值最大允许误差不超过±0.1μm的指示仪(如分辨力为0.01μm的数显电感测微仪)测量。b)百分表检定仪以及电动指示表检定仪的1μm挡均采用4等量块、示值最大允许误差不超过±1μm的指示仪(如分度值为1μm的扭簧表)测量。6.3.11.2检定仪示值误差测量的测量段和测量间隔(或测量点)规定见表3。类型测量范围/mm受检测量段测量间隔或测量点千分表检定仪选取一个2mm段百分表检定仪选取一个1mm段测量点为4.12mm、9.24mm、选取一个10mm段选取一个1mm段选取一个10mm段选取一个1mm段指示表检定仪数控型0mm～10mm(1μm挡)选取一个1mm段(0.1μm挡)光栅型0～10或0～13选取一个1mm段选取一个10mm段选取一个1mm段选取一个10mm段选取一个1mm段6.3.11.3百分表检定仪以及数控型指示表检定仪的1μm挡示值误差检定方法为a)检定前，将指示仪测头安装在检定仪表座孔中，将测头调到选择的测量段的起始位置，然后按测量段由大至小的顺序进行测量，对后一测量段的测量应选择前一测量段中误差较大的一段进行。b)检定时，在指示仪测头与检定仪测杆测量面之间夹持尺寸为1mm的量块，调整指示仪对准“零位”。按测量间隔(见表3)依次置换量块，旋转检定仪的手轮或微分筒至受检点，在指示仪上读出各测量点的误差值。测量应在所选测量段的正、反行程上进行。每一测量段正行程测量后，需再正行程至少移动10个分度，然后反向移动至反向测量点，进行反向测量。在检定过程中，不应作任何调整和改变测杆的移动方向。c)检定仪的示值误差是以各测量段正、反行程内受检点示值误差中最大值与最小值之差来确定。按公式(2)计算各受检点的示值误差。o:——第i受检点在该行程检定中的示值误差，μm;6.3.11.4千分表检定仪、光栅型指示表检定仪和数控型指示表检定仪的0.1μm挡示a)检定前，将三珠工作台(见附录D图D.2)安装在测杆上，使三珠工作台三珠定位面与检定仪测杆轴线保持垂直，同时将指示仪测头安装在支架孔中，调整支架，使测头对准三珠工作台中心。调整检定仪对好所选择测量段的起始位置(对于数控型指示表检定仪和光栅型指示表检定仪应进行全程试行，确保测量首点和测量末点两端各有不少于30个分度的行程余量),然后按测量段由大至小的顺序进行测量，对后一测量段的测量应选择前一测量段中误差较大的一段进行。b)检定时，先把尺寸为1mm的量块放在三珠工作台上，调整指示仪测头与量块接触并使其示值为零。然后按所选的测量间隔(见表3)置换量块，旋转检定仪的手轮或微分筒至受检点，在指示仪上读出各点的误差值。这种测量应在所选测量段的正、反行程上进行。每一测量段正行程测量后，需再正行程移动10个分度，然后反向测量。在检定过程中，应不作任何调整和改变测杆的移动方向。c)检定仪的示值误差是以各测量段正、反行程内受检点示值误差中最大值与最小值之差来确定。按公式(2)计算各受检点的示值误差。6.3.11.5立、卧两用式指示表检定仪应在立式和卧式两种测量方式下分别按上述方法数据处理详见附录A、附录B和附录C。也可用测量不确定度U(k=2)不大于检定仪示值最大允许误差1/3的其他方法取6.3.11数据中各测量段的受检点在正、反行程上的两读数之差的绝对值为受检点的回程误差，取各受检点回程误差的最大值为检定结果。6.4检定结果的处理经检定符合本规程要求的发给检定证书；不符合的发给检定结果通知书，并注明不检定周期可根据使用的具体情况确定，一般为1年。附录A百分表检定仪示值误差及回程误差的数据处理示例A.1(0～25)mm检定记录数据(见表A.1)处理检定记录数据00正向读数/μm00一0.2一0.2全程示值误差：3.4-(-0.2)=3.6(μm)任意10mm范围内示值误差：2.8-(+0.7)=2.1(μm)回程误差：2.0-1.0=1.0(μm)表A.2任意10mm检定记录数据受检点/mm024680正向读数/μm00任意2mm范围内示值误差：1.7-0.8=0.9(μm)回程误差：0.5-0.2=0.3(μm)A.31mm检定记录数据(见表A.3)处理表A.3任意1mm检定记录数据受检点/mm0一0.35十0.04一0.01十0.05一0.130正向读数/μm0一0.10一0.5一0.2十0.11mm范围内示值误差：0.6-(-0.5)=1.1(μm)回程误差：0.3-(-0.1)=0.4(μm)千分表检定仪示值误差及回程误差的数据处理示例B.1(0～5)mm检定记录数据(见表B.1)处理受检点/mm0123450正向读数/μm00十0.2十1.0任意1mm范围内示值误差：1.3-0.7=0.6(μm)任意2mm范围内示值误差：1.3-0.5=0.8(μm)全程示值误差：1.5-0=1.5(μm)回程误差：1.3-1.0=0.3(μm)B.22mm检定记录数据(见表A.2)处理010正向读数/μm0正向示值误差/μm0一0.1000120正向读数/μm0一0.2正向示值误差/μm一0.612累计示值误差/μm累计示值误差/μm一0.3任意1mm范围内示值误差：+0.4-(-0.5)=0.9(μ回程误差：0.2-0=0.2(μm)光栅型指示表检定仪示值误差的数据处理示例C.1(0～50)mm检定记录数据(见表C.1)处理。受检点/mm0正向读数/μm任意10mm范围内示值误差：-1.07-(-2.28)≈1.2(μm)任意30mm范围内示值误差：-0.82-(-2.28)≈1.5(μm)全程范围内示值误差：0-(-2.28)≈2.3(μm)回程误差：0.06-(-0.36)≈0.4(μm)C.210mm检定记录数据(见表C.2)处理。表C.210mm检定记录数据987654321一0.21一0.03一0.09相对零位中心长度偏差十0.35十0.41十0.57十0.52一0.95任意2mm范围内示值误差：-0.03-(-0.94)≈0.9(μm)回程误差(-0.05)-(-0.48)≈0.4(μm)21一一0.19一一0.17一一0.311mm范围内示值误差：0.06-(-0.44)≈0.5(μm)回程误差：0.19-(-0.26)≈0.4(μm)附录D检定指示类量具检定仪时所需工具的技术图表及要求D.1检验用阶梯心轴图D.1检验用心轴序号1234D.1.3三珠工作台指示类量具检定仪示值误差的光栅测微仪检定方法E.1测量前，将保证测量结果测量不确定度U(k=2)不大于检定仪示值最大允许误差1/3的光栅测微仪安装在支架孔中，调整支架，使光栅测微仪测头对准检定仪测杆测量面，然后转动检定仪测杆压缩光栅测微仪测头至最大行程位置，对检定仪和光栅测微仪分别清零，按由小至大的顺序进行检定。E.2测量时，旋转检定仪的手轮或微分筒至所选的受检点(见表3),在光栅测微仪的显示器上读出各点的示值。这种测量应在所选测量段的正、反行程上进行。正行程测量后，需再正行程移动10个分度，然后反向测量。在检定过程中，不应作任何调整和改E.3检定仪的示值误差是以各测量段正、反行程内受检点示值误差中最大值与最小值之差来确定。各受检点的示值误差用公式(E.1)计算。ò;——第i受检点时检定仪的指示值，μm;受检点时光栅测微仪的指示值，μm。附录F检定证书和检定结果通知书内页信息F.1检定证书/检定结果通知书内页包含以下信息F.1.1检定证书/检定结果通知书编号F.1.2检定所用计量基准或计量标准信息F.1.2.1计量基准或计量标准名称F.1.2.