圆度定标块校准规范

1圆度定标块校准规范本规范适用于弦高标称值为(1～50)μm圆度定标块(以下简称定标块)的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：GB/T7234—2004产品几何量技术规范(GPS)圆度测量术语、定义及参数GB/T7235—2004产品几何量技术规范(GPS)评定圆度误差的方法半径变化量测量GB/T26098—2010圆度测量仪凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修订单)适用于本规范。3概述定标块是一个在圆度误差和表面粗糙度都很小的外圆柱表面上，加工出一个与圆柱轴线平行的小平面的标准器。小平面在圆柱体径向截面上的弦高值F即为定标块的弦高值。定标块用于校准和检测仪器放大倍率等参数。典型定标块的结构见图1。A—A4计量特性4.1定标块的表面粗糙度定标块测量面的表面粗糙度Ra一般不大于0.05μm。4.2定标块的圆度定标块的圆度误差一般不大于0.10μm。4.3定标块的弦高值定标块弦高值的测量不确定度一般为5%～2%。25.1.1温度条件：温度条件应根据被校定标块的测量不确定度要求确定。推荐的最低要求为实验室内温度为(20±1)℃,其变化不应超过0.5℃/h,定标块及校准用设备在室内平衡温度的时间不少于12h。5.1.2相对湿度：实验室内的相对湿度不大于65%。推荐使用表1所列测量标准及设备标准器，允许使用满足不确定度要求的其他测量序号校准项目设备名称1定标块的表面粗糙度2定标块的圆度圆度仪3定标块的弦高值定标块的表面不应有锈蚀、划伤、碰伤等缺首先检查外观和各部分相互作用，确定没有影响计量特性因素后再进行校准。6.1定标块的表面粗糙度定标块的表面粗糙度用表面粗糙度测量仪进行测量。在规定区域圆弧面上与小平面6.2定标块的圆度定标块的圆度误差用圆度仪进行测量，测量时在定标块规定区域的中截面处进行，将圆度仪通电预热至少15min(或按仪器说明书的规定对仪器进行通电预热和仪器状态调整),采用高斯滤波器，滤波器范围选择“(1～50)波/转”挡，测杆选用“标将定标块置于圆度仪工作台中心，使测头与定标块中截面相接低至高，调整定标块与仪器回转中心同轴。测量时，先让主轴空转3圈，再开始测量并3将定标块置于圆度仪工作台中心，使测头与定标块中截面相接触，放大倍数选择由低至高，调整定标块与仪器回转中心同轴。测量时，先让主轴空转3圈，再开始测量并记录数据。采用高斯滤波器，滤波器范围选择“(1～500)波/转”挡，放大倍数根据相应的弦高值选取，以最小外接圆法评定其圆度误差，并以测量得到的圆度误差值Ront作为定标块的弦高值F,见公式(1)。的测量结果、评定方法及测量不确定度。校准证书的内容及内页格式见附录B。由于复校时间间隔的长短是由定标块的使用素所决定的，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。建议复校时间间隔一般不超过1年。4定标块弦高值测量结果的测量不确定度评定示例A.1校准任务A.2测量原理采用接触式，动态测量。A.3测量方法在圆度仪上测量。测量前应将仪器调整至满足测量需要的状态。测量时在定标块规定区域的中截面处进行，以最小外接圆法评定其圆度误差，并以测量得到的圆度误差值作为测量结果。A.4测量条件——环境温度(20±1)℃,温度变化不应超过0.5℃/h,环境相对湿度≤65%;——圆度仪常年固定安装在实验室内，定标块在实验室内的平衡时间不少于12h;——圆度仪传感器为电感式；定标块为钢制。A.5测量模型由测量原理和方法，得到测量模型：A.7测量不确定度来源及说明(见表A.1)12仪器主轴跳动为径向跳动对结果有影响3仪器分辨力4定标块的圆度误差5中截面定位误差6温度实验室温度对20℃会有偏离，同时存在温度波动7安装误差被测件与仪器的回转主轴无法完全同轴5A.8标准不确定度评估A.8.1仪器传感器的定标误差引入的标准不确定度分量u₁圆度仪传感器的定标误差不超过±1.5%,符合均匀分布，k=√3,对于20μm的圆度定标块，则仪器主轴跳动引入的标准不确定度分量u₂μm圆度仪的径向跳动的最大允许值为0.03μm,半区间为0.015μm,符合均匀分布，u₂=0.015μm/√3=0.009μmA.8.3由仪器分辨力/重复性引入的标准不确定度分量u₃仪器分辨力为0.01μm,区间半宽度为0.005μm,符合均匀分布，k=√3,则由仪器分辨力引入的标准不确定度分量为：usn=0.005μm/√3=0.00在各种条件均不改变的情况下，在短时间内，用标称值F=20μm的圆度定标块进行重复性实验，每个截面共测量10次(即n=10)。实验数据为(单位：μm):20.00,20.01,20.01,20.00,19.99,20.00,20.02,20.03,20.01,20.00。由贝塞尔公式计算得到sn(x)=0.012μm,实际测量取三次测量的平均值为测量结果，则u₃z=0.012μm/√3=0.007分辨力引入的不确定度分量uʒ₁和测量重复性引入的不确定度分量usz,取结果较大者，则A.8.4定标块的圆度误差引入的标准不确定度分量u₄定标块圆度误差的PV值为0.10μm,则由定标块的圆度误差引入的标准不确定度A.8.5测量位置偏差引入的标准不确定度分量us定标块弦高值的测量要求在中截面位置进行，当测量位置相对中截面出现偏差时会对测量结果产生影响。在选定的中截面位置测量后，距其上下0.2mm附近各测量1次，以3个位置测量的最大差值作为中截面的定位误差，得到结果为0.03μm,按均匀分布处理，则由测量位置偏差引入的标准不确定度分量为：A.8.6由温度引入的标准不确定度分量u₆定标误差测量属于一种微观尺寸的测量，所以环境温度对20℃的偏差要求不高，实验室温度保持在(20±1)℃的范围内，温度偏离的影响可以忽略不计。温度的变化会影响定标误差的测量结果，但在测量前，定标块已经放置在仪器上充6分恒温，避免温度变化引起形状变化，且在测量期间温度波动小于0.1℃,所以温度变化的影响可以忽略不计。即A.8.7安装误差引入的标准不确定度分量u₇安装时，需要调整被测件与仪器的回转主轴同轴，但是无法调整到完全一致。在数据处理的过程中，由于安装误差不能完全重合带来的偏心影响已经通过数据处理修正，故残留误差影响估计在士0.01μm以内，符合均匀分布，k=√3,则A.9合成标准不确定度A.9.1主要标准不确定度汇总表测量20.00μm定标块的测量不确定度分量及计算结果见表A.2。表A.2主要标准不确定度及计算结果汇总表序号不确定的来源标准不确定度分量代号评定类型分布类型因子标准不确定度分量1仪器传感器的定标误差B均匀2仪器主轴跳动B均匀3分辨力/重复性A 分辨力B均匀A 4定标块的圆度误差A 5测量位置偏差A 6温度B均匀0007安装误差B均匀合成标准不确定度：u。扩展不确定度(k=2):UA.9.2合成标准不确定度计算由于参与计算的各项标准不确定度分量之间没有值得考虑的相关性，则合成标准不确定度为：ue=√uì+uì+ul+uì+ui+μm=√0.173²+0.009²+0.007²+0.033²+0.017²+0²+0.006μmA.10扩展不确定度计算7包含因子k=2,则扩展标准不确定度U:采用相对不确定度表示，则Ur:8校准证书内容及内页格式a)标题“校准证书”;b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准);d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页的标识；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准日期，如果与校准结果的有效性应用有关时，应说明被校对象的接收h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对抽样程序进行说明；i)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用计量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；1)校准结果及测量不确定度的说明；m)对校准规范的偏离的说明；n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。B.2校准证书内页格式校准所依据的技术文件(代号、名称):名称测量范围证书编号有效日期序号校