轴承套圈角度标准件测量仪校准规范

JJF1113—20041轴承套圈角度标准件测量仪校准规范1范围本规范适用于轴承套圈角度标准件测量仪的校准。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JJF1094—2002测量仪器特性评定JB/T6637—1993滚动轴承用标准器技术要求JJG118—1996扭簧式比较仪检定规程JJG396—2002电感测微仪检定规程使用本规范时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3概述轴承套圈角度标准件测量仪(以下简称角度测量仪)主要用于轴承套圈角度标准件的测量。仪器外形如图1、图2所示。图11—基座;2—正弦尺;3—校对用圆柱;4—正弦尺立臂;5—指示机构传动杠杆;6—指示计传感器;7—立臂;8—滑座;9—平行导轨4计量特性4.1各工作面的表面粗糙度2图21—基座;2—正弦尺;3—正弦尺立臂;4—锥体样圈;5—指示机构传动杠杆;6—指示计传感器;7—电箱;8—立臂;9—滑座;10—平行导轨4.1.1正弦尺立臂工作面Ra0.04μm。4.1.2正弦尺量块支承面Ra0.04μm。4.1.3平行导轨的工作面Ra0.04μm。4.1.4正弦尺臂架上V形块工作面Ra0.1μm。4.2指示计配置的指示计应满足相应的国家计量技术法规的要求。4.3指示机构的测力和测力变化指示机构测量端的测力不大于2.5N,测力变化不大于0.6N。(不加传感器)4.4校对用圆柱技术要求见附录A。4.5正弦尺量块支承面的平面度平面度0.5μm(不允许呈凹形)。4.6正弦尺立臂工作面的平面度平面度0.5μm。4.7仪器零值误差仪器零值误差0.8μm。4.8仪器示值误差仪器示值误差±3″。4.9仪器重复性仪器重复性0.4μm。由于校准不作出合格与否的结论,上述要求仅供参考。35校准条件5.1环境条件5.1.1校准时室内温度应为(20±2)℃;室温变化每小时不大于0.5℃;被校角度测量仪和校准器具平衡温度时间不少于24h。5.1.2校准工作应在稳固的、无振动的工作台上进行。5.2校准器具及其他设备校准时所需校准器具及其他设备见表1。表1序号校准用标准器、设备技术要求1表面粗糙度比较样块或表面粗糙度测量仪研磨Ra(0.025~0.1)μm示值误差不大于±5%2测力计分度值为0.1N3平晶D60mm1级4电感测微仪分度值为0.01μm5标准圆锥规见附录B6校准项目和校准方法首先检查外观及各部分相互作用,确定没有影响其校准计量特性因素后进行校准。6.1各工作面的表面粗糙度用表面粗糙度比较样块或表面粗糙度测量仪测量。6.2指示计配置的指示计按相应的国家计量技术法规进行。6.3指示机构的测力和测力变化用分度值不大于0.1N的测力计,分别在指示机构测量端工作行程的始点、中间点和末点三位置上进行,以其中在测力计上读数的最大值为指示机构的测力,以三位置上最大和最小测力值之差为测力变化。6.4正弦尺量块支承面的平面度用D60mm的1级平晶以光波干涉法测量。6.5正弦尺立臂工作面的平面度用D150mm的1级平晶,以光波干涉法测量,如图3所示。测量时在正弦尺下面垫一量块,使正弦尺大致倾斜30°,将平晶安放在被测工作面上并用立臂工作面上的V形支承块将平晶定位,以光波干涉法测量该段的平面度。将平晶沿工作面的长边移动相当平晶半径的距离,依次测量其他各段的平面度。取最大值作为测量结果。JJF1113—20044图36.6仪器零值误差用分度值0.01μm的电感比较仪,在正弦尺立臂工作面的中间和上、下两端的三个位置上测量,对同一测量位置应在校对用圆柱径向间隔90°的四条母线上进行。测量时,将校对用圆柱安装在立臂工作面的中间位置上,调整滑座使指示机构测量端与被测母线相接触,并使比较仪的示值位于零位,再缓慢地移动滑座,使指示机构测量端从圆柱面始端移至末端,在比较仪上读取的最大和最小值之差即为该位置零值误差。取三个测量位置误差最大值为仪器零值误差。6.7仪器示值误差用标称角值为14°28′39″的标准圆锥规测量,标准圆锥规的技术要求见附录B。将标准圆锥规安放在正弦尺立臂工作面的中间位置上,在正弦尺一端的圆柱下面置入尺寸为50mm的3等量块,移动滑座使指示机构测量端接触在距离标准圆锥规定位面10mm的位置上;调整指示计的示值于零位,指示计稳定后以此为始端记取读数为a1;移动滑座使指示机构测量端接触在相距始端80mm的位置上,记取读数为b1;示值误差的测量应在标准圆锥规径向间隔90°的四条母线上进行,分别得到四组读数:a1和b1,a2和b2,a3和b3,a4和b4,按式(1)计算出指示计两位置上读数差的平均值Δh:Δh[(b1-a1)+(b2-a2)+(b3-a3)+(b4-a4)]按式(2)计算仪器示值误差Δα:Δα=arcsin+ρ-β标式中:Δα仪器示值误差(″);H—被测角所用量块的实际尺寸(mm);l正弦尺两圆柱的轴线间距(mm);L—指示计移动的距离(80mm);(1)(2)JJF1113—20045ρ—换算系数(206265″);β标—标准圆锥规的实际角值(″)。6.8仪器重复性将标准圆锥规安装在正弦尺立臂工作面的中间位置上,在正弦尺一端的圆柱下面置入尺寸为50mm的3等量块,移动滑座使指示机构测量端接触在距标准圆锥规定位面10mm的位置上;调整指示计的示值于零位,待稳定后以此为始端记取读数为a1;移动a1,按此方法在同一条母线上重复测量5次,各d值的最大与最小值之差即为仪器重复性。滑座使指示计的测量端接触在相距始端a1,按此方法在同一条母线上重复测量5次,各d值的最大与最小值之差即为仪器重复性。7校准结果表达校准后的角度测量仪应填发校准证书,校准证书的内容见附录D。8复校时间间隔角度测量仪复校时间间隔根据实际使用情况而定,建议为1年。6附录A校对用圆柱的技术要求A.1圆柱面和底端工作面表面粗糙度不大于Ra0.04μm。A.2母线的直线度不大于0.3μm。A.3底工作面的平面度不大于0.1μm(不允许呈凸形)。A.4圆柱面与底工作面垂直度不大于0.5μm。7附录B标准圆锥规的技术要求热处理:HRC62~65冷处理:β标的标称角度为14°28′39″,其不确定度应不大于0.5″,k=3。JJF1113—20048附录C仪器示值误差测量结果的不确定度分析C.1校准方法轴承套圈角度标准件测量仪的仪器示值误差是用标准圆锥规进行测量的。下面以标称角度β标为14°28′39″的标准圆锥规对角度测量仪示值误差测量为例进行测量不确定度分析。C.2数学模型Δα=(arcsin+)×206265-β标式中:Δα———测量仪的示值误差;H———量块尺寸,mm;l———正弦尺两圆柱的轴线间距(200mm);Δh———在指示计上的读数差,mm;L———指示计移动距离(80mm);β标———标准圆锥规的实际角值。C.3方差和灵敏系数c1=췍Δα/췍H≈1065″/mm≈1.1″/μmc2=췍Δα/췍(Δh)=2065≈2578″/mm≈2.6″/μmc3=췍Δα/췍L=-Δh×6265=1065=0.000322″/μm2≈266″/mm≈0.3″/μmC.4)+c3u(L)+c4u(β标)+c5u(l)uc2=Δα)=C.4)+c3u(L)+c4u(β标)+c5u(l)C.4.1量块误差引起的标准不确定度分量u(H)及自由度ν13等量块的测量不确定度为(0.10+1L)μm,在测量过程中使用一块50mm的量块,符合均匀分布,包含因子k取3,则其标准不确定度u(H)=0.15/3=0.10μm,估计其相对标准不确定度为10%,则自由度ν1=50。C.4.2由指示计引入的标准不确定度u(Δh)及自由度ν2C.4.2.1指示计示值误差分量u21及自由度ν21在测量时,指示计采用电感式比较仪,其0.01μm挡的最大允许误差为0.03μm;均符合均匀分布,每条母线为两次读数,取4条母线上Δh的平均值作为测量结果,则JJF1113—200493/对标准不确定度为10%,则自由度ν21=50。在标准圆锥规两端读数分别为ai,bi测量10次,其值如表C.1。表C.1μm序号biaixi=bi-aiΔxi15.070.025.050.02125.080.035.050.02135.020.054.97-0.05945.060.084.98-0.04955.070.025.050.02165.050.074.98-0.04975.080.045.040.01185.090.035.060.03195.080.025.060.031105.060.015.050.021xi=5.029μmu22=s=Δ=0.037μmν22=9C.4.3由测量角度指示计位移距离引入的标准不确定度u(L)及自由度ν3合成)(22+0.0372=0.038C.4.3由测量角度指示计位移距离引入的标准不确定度u(L)及自由度ν3一般指示计位移距离能控制在0.5mm误差范围内,符合均匀分布,包含因子k取 3,估计其相对标准不确定度为10%,则u(L)=0.5/3=0.29mm,则自由度ν3=50。C.4.4由标准规引入的不确定度分量u(β标)及自由度ν4标准圆锥规的锥度的检定极限误差为0.5″,符合正态分布,包含因子k取3,则u2=0.5/3=0.17″,估计其相对标准不确定度为10%,则自由度ν4=50。C.4.5由标准规引入的不确定度分量u(l)及自由度ν5正弦尺两圆柱的轴线间距(200mm)的制造公差为±1μm,符合均匀分布,包含因子k取3,估计其相对标准不确定度为10%,则u(L)=1/3=0.6μm,则自由度ν5=50。C.5标准不确定度汇总表:JJF1113—200410表C.2标准不确定度分量ui(x)不确定度来源标准不确定度u(xi)ciui(y)=│ci│u(xi)/(″)自由度u1量块引入的不确定度0.10μm1.1″/μm0.1150u2指示计引入的不确定度0.0382.6″/μm0.1010u21指示计示值误差0.01μm50u22重复性0.037μm9u3指示计位移距离的不确定度0.29mm0.000322″/μm0.10″50u4标准圆锥规的角值不确定度0.17″-10.17″50u5正弦尺两圆柱轴线间距的不确定度0.6μm0.3″/μm0.18″50uc=0.31(″)νeff=166C.6合成标准不确定度uc及有效自由度νeffuc=u+u+u+u+u=0.112+0.102+0.102+0.172+0.182=0.31″νeff=u/(u/ν1+u/ν2+u/ν3+u/ν4+u/ν5)=166C.7扩展不确定度取p=95%查表得k95=t95(166)=1.96,则U95=k95uc=1.96×0.31≈0.6″C.8不确定度分析结果报告以标称角度为14°28′39″标准圆锥规对分度值为0.01μm的轴承角度标准件测量仪示值误差测量为例,进行示值误差测量结果不确定度分析表明:该测量方法得到的测量结果扩展不确定度U95=0.6″,满足校准要求。测量结果扩展不确定度U95=0.6″是由标准不确定度uc=0.31″和包含因子k=1.96的乘积得到。包含因子根据所要求的置信概率p=95%,有效自由度νeff=166,由t分布表得到。JJF1113—200411附录D校准证书内容校准证书的内容应排列有序,格式清晰,至少应包括以下内容