公用角度尺校准规范

JJF1959—20211通用角度尺校准规范1范围本规范适用于游标式、带表式和数显式角度尺的校准。2引用文件本规范引用了下列文件:JJF1071—2010国家计量校准规范编写规则GB/T6315—2008游标、带表和数显万能角度尺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。3概述通用角度尺是利用两测量面相对转动所分隔的角度进行读数的角度测量器具。按读数方式不同分为游标式、带表式和数显式,游标式角度尺主要结构形式如图1所示,带表式角度尺如图2所示,数显式角度尺典型结构如图3所示。通用角度尺广泛应用于机械加工、汽车制造、建筑装修、钻探等相关行业的角度测量。(a)Ⅰ型游标式角度尺1—直角尺;2—游标尺;3—制动块;4—扇形板;5—卡块;6—主尺;7—测量面;8—直尺;9—测量面(b)Ⅱ型游标式角度尺1—游标;2—放大镜;3—微动轮;4—卡块;5—主尺;6—直尺;7—基尺;8—附加尺;9—测量面图1游标式角度尺21—主尺;2—指针;3—表盘;4—卡块;5—基尺;6—直尺;7—附加尺;8—测量面图2带表式角度尺(a)Ⅰ型数显角度尺1—功能键;2—数显器;3—锁紧键;4—基尺;5—直尺;6—附加尺;7—测量面(b)Ⅱ型数显角度尺1—基尺;2—直尺;3—显示器;4—功能按键;5、6—测量面图3数显式角度尺3(c)Ⅲ型数显角度尺1—基尺;2—直尺;3—显示器;4—功能按键;5、6—测量面(d)Ⅳ型数显角度尺1—基尺;2—直尺;3—显示器;4—功能按键;5、6—测量面;7—锁紧装置图3(续)4计量特性4.1直尺和基尺测量面的平行度(不适用于Ⅰ型游标式角度尺、数显式角度尺)4.2直角尺外角的垂直度(一般适用于Ⅰ型游标式角度尺)4.3重复性4.4示值误差5校准条件5.1环境条件环境温度一般控制在(20±5)℃,相对湿度不大于80%,平衡温度不小于1h。5.2测量标准及其他设备所使用测量标准及其他设备见表1。JJF1959—20214表1测量标准及其他设备一览表序号校准项目测量标准及其他设备1直尺和基尺测量面的平行度1级平板;千分表2直角尺外角的垂直度1级平板;0级圆柱角尺;3等量块3重复性2级角度块或专用角度块MPE:±30″4示值误差允许使用满足不确定度要求的其他校准设备。6校准项目和校准方法6.1直尺和基尺测量面的平行度将角度尺的直尺和基尺合并,直尺和基尺下表面置于平板上,指示装置调整置“零”后,用打表法分别在直尺和基尺的上测量面一端沿上表面移动到另一端,分别观察千分表上变化量,并且取最大值与最小值之差为平行度,如图4所示。图4平行度校准示意图6.2直角尺外角的垂直度适用于图1(a)型式。在平板上,使用圆柱形角尺及量块,以等塞法进行校准,在全部测量范围内,可塞入量块尺寸的最大差值为直角尺外角的垂直度,如图5所示。图5垂直度校准示意图6.3重复性对带表式角度尺、数显式角度尺,一般选取在零值或测量范围的Ⅰ、Ⅱ象限内,用专用角度块与角度尺的两测量面均匀接触,读取示值,对同一校准点重复测量5次,用JJF1959—20215极差法计算重复性。s=(αmax-αmin)/2.33(1)式中:s—重复性;αmax—最大示值;αmin—最小示值。6.4示值误差校准前,应根据使用说明书调整机械零位或设置数显零位。在测量范围内均匀选取3个~6个角度值进行校准,其中应至少包含一个非整数角度值。在每一校准点上,用角度块与角度尺的两测量面均匀接触,读取角度尺示值,取示值与角度块标称值之差为角度尺的示值误差。如公式(2)所示。Δα=α-αs(2)式中:α—角度尺示值;7校准结果表达经校准后的角度尺,应填发校准证书,校准证书应符合JJF1071—2010中5.12的要求,并应给出各校准项目的校准结果及示值误差的测量不确定度。当用户要求时,可以根据用户提供的计量特性最大允许误差进行符合性判定,并将结论列入校准证书。8复校时间间隔根据被校角度尺的使用情况自行确定复校时间间隔,建议一般为1年。JJF1959—20216附录A数显式角度尺示值误差测量结果不确定度评定(示例)A.1被测对象数显式角度尺:分辨力30″,测量范围0°~360°。最大允许误差±4'(参照GB/T6315—2008)。A.2校准条件(20±5)℃,相对湿度不大于80%,平衡温度不小于1h。A.3标准器角度块30°20'、60°40'、90°,经校准后符合2级角度块的最大允许误差MPE:±30″。A.4校准方法依据本规范中的规定。A.5测量模型数显式角度尺的示值误差:Δα=α-αs(A.1)式中:A.6合成标准不确定度和灵敏系数经实验后,温度对角度影响可忽略不计,所以在这里不考虑材料的线膨胀系数,且各分量均无明显相关性。合成标准不确定度:u(Δα)=cu2(α)+cu2(αs)(A.2)灵敏系数:c1==-1。A.7标准不确定度的来源和评定A.7.1标准不确定度一览表表A.1标准不确定度分量表标准不确定度uc(Δα)不确定度来源标准不确定度值u(αi)ci|ci|×u(αi)u(αs)测量重复性36″136″u(α)标准角度块最大允许误差17.3″-117.3″u(αs1)直尺和基尺测量面平行度20.6″120.6″JJF1959—20217A.7.2测量重复性引入的标准不确定度u(αs)按本规范中规定的校准方法,对60°40'校准点进行10次测量,单次测量的实验标准差表示的测量结果的标准不确定度为:u(αs)=36″数显式角度尺分辨力引入的标准不确定度u(αss)分辨力30″的数显角度尺读数时的量化误差以等概率出现在半宽为=30″/2的区间内,故u(αss)=30″/(2×3)≈8.6″。由此可见,分辨力引入的不确定度分量远小于测量重复性引入的不确定度分量,因此以测量重复性引入的不确定度分量作为分析结果。A.7.32级标准角度块的最大允许误差引入的标准不确定度u(α)2级标准角度块的最大允许误差为±30″,服从均匀分布,则u(α)=30″/3≈17.3″A.7.4直尺和基尺测量面平行度引入的标准不确定度u(αs1)按本规范中规定的校准方法,直尺和基尺测量面平行度一般不大于0.01mm,取测量面100mm,由此产生的角度误差一般不大于20.6″,即u(αs1)=20.6″。A.8计算合成标准不确定度由于各标准不确定度分量间不相关,合成标准不确定