一维、二维几何尺寸测量校准规范

JJF(新)68-2021一维、二维几何尺寸测量校准规范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一维测量是单一轴向尺寸测量；二维测量是平面坐标尺寸测量，包含平面内任意点与点之间、点与线之间、线与线之间的测量。一维尺寸测量的方法有很多，可分为直接测量和比较测量，测长机（仪）、光学计、工具显微镜、影像仪器都可进行测量。二维尺寸测量和角度测量一般是直接测量，主要测量仪器有工具显微镜、影像仪JJF(新)68-20212角度测量范围0～360）°表1环境条件测量方法测量范围（mm）环境温度(℃)平衡温度时间（h）一维测量L≤2000（20±2）4二维测量L≤400×500（20±2）4表2校准项目和校准用设备序号校准项目校准用设备及技术要求1尺寸工具显微镜：测量范围：100mm×200mm，最大允许误差MPE:±（1+L/100）影像仪：测量范围：400mm×500mm，最大允许误差MPE:±（2+L/200）μm测长机：测量范围0～2000）mm，最大允许误差MPE:±（0.5+L/100）μm（其中L单位为mm）2角度测量范围0~360）°工具显微镜：测角目镜：MPE:±1′光学分度台：MPE:±10″影像仪：MPE:±1′正弦规：0级一维、二维几何尺寸测量方法众多，测长机、测长仪、光学计、工具显微镜、影像仪测量时应按照仪器相关使用说明书的要求进行操作。测长机、测长仪、光学计的JJF(新)68-20213测量方法可参照JJG146-2011《量块检定规程》和JJG343-2012《光滑极限量规检定规程》执行，本规范主要针对检定规程/校准规范以外的常用仪器测量部分进行补充，重点是针对工具显微镜、影像仪的测量。影像法测量可进行一维和二维测量，此方法所用仪器主要是工具显微镜和影像测量仪。首先将被测工件放置于工具显微镜或影像仪工作台上，调整被测工件，使所需不大于200mm×100mm的工件可在万能工具显微镜上测量；对于二维尺寸×500mm且形状复杂的工件可在影像测量仪上测量。具体步骤为：测量用仪器处于正常工作状态即通电、X轴Y轴或测角分划板归零等基本要求（物镜放大倍数的选择根所需测量轮廓与仪器导轨工作面基本平行（即在视场中轮廓均应清晰，无目力可见的6.1.1.1点与点之间的距离：用目镜中的米字线中心对准被测轮廓的第一个测量点，在X轴和Y轴读数窗中分别读取坐标值（x1,y1然后移动工作台，使目中心对准被测轮廓的另一个测量点，同样在X轴和Y轴读数窗中分别读取坐标值（x2,y2则两点间的距离当两点的中心连线与仪器的一个测量轴（X或Y）平行时，y1=y2,两点间的距离L=x1-x2。L=y1-y2。6.1.1.3平面内线与线之间的距离：将平面内任意一条被测量线段调整到与仪器其中点，测量该点在y(x)轴上的值y2，则点到线的距离为：L=y1-y2。 JJF(新)68-20214选取圆弧的一部分，利用影像法分别测出弓高和弦长，再合放大倍数的物镜，测量前调整被测工件所需测量面与工具显微镜导轨运动工具显微镜和被测工件直到被测工件的所需测量点（边）的轮廓边沿清晰地别读取该点（边）的坐标值（x1,y1移动显微镜工作台到另一测量点（边再用目镜中米的坐标值（x2,y2两点（边）的平面尺寸为圆孔直径测量同6.2.1.1用测角目镜测量平面角度：单纯的角度测量也可在万能工具显微镜上用测角据具体被测量工件的准确度来选择用测角目镜还是圆分度台进行测量。用测角目镜进行角度测量时，首先将工件置于工作台上，根据工件大小选择适合放大倍数的物镜，测量前调整被测工件所需测量面与工具显微镜导轨运动平面平行。调整工具显微镜和被测工件直到被测工件所需测量轮廓的边沿清晰地呈现在工具显微镜的视场中央，用测角目镜中米字线其中一条线与被测工件的一边轮廓平行对齐（瞄准线与轮廓边沿之间稍留一点间隙然后在目镜中读出对应角度值α1，转动测角目镜再用同一条线平α=(α1-α2或α=(360+α1)-α2。6.2.1.2用圆分度台测量平面角度：将工件置于工作台上，调整步骤同上，直到被测工件所需测量轮廓的边沿清晰地呈现在工具显微镜的视场中央一般测角目镜位于零aJJF(新)68-2021a5为：(α1-α2或(360+α1)-α2。二者测量方法一致，测量结果的有效位数不同。正弦规是利用三角法间接测量角度的一种精b△hH2)正弦规是与量块组配合使用的，量块组的组合尺寸H=Lsinα0(L一般为正弦规滚柱之间的尺寸，α0为被测角度标称值)。量块组组合时应注意研合技巧（将量块量块成作面转到相互平行的方向；然后沿工作面长边方向向前推进贴合在一起。在正常情况下，研合过程中手指能感觉到研合力，如研合力不大，可在旋转和推进时加一些压力，但压力3)在确定检测摆放位置时，注意正弦规检测方向与JJF(新)68-20216测量时首先根据被测量角度的标称值，通过反推计算出所需量块的尺寸H；根据工件大小选择合适的正弦规，将被测工件在正弦规上装夹好后件上选取a、b两点，并测出a、b两点的示值之差△h，则sinα=（H±Δh）/L，此测量方法为间接测量法。若实际被测角度α>标称角度α0际被测角度α<标称角度α0，则a-b=-Δh。△α=α-α0=Δh/L（弧度）JJF(新)68-20211.3测量标准：工具显微镜：测量范围（200×100）mm在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本设Δx=x2-x1，Δy=y2-y1当Δy=0：L=x1-x2传播系数/∂Δx=两个量u(Δx)和u(Δy)正相关，则：uc=u(Δx)+u(Δy)传播系数：∂f/∂x1=1，∂f/∂x2=1u=u2(x1)+u2(x2)8 JJF(新)68-2021两个量考虑为正相关，则：uc=2u(x)3.1测量重复性引入的不确定度分量u1：123456789/3.2工具显微镜示值误差引入的不确定度分量u2：特例（单轴方向）时u2=（1+L/100）μm/3=0.7μmu2(Δx)=0.64μmu2(Δy)=0.46μm双轴测量时按完全正相关处理，则合成后u2=u2(Δx)+u2(Δy)=1.1μm3.3阿贝误差对测量结果的影响及被测件安装与导轨移动直线不平行所引入的不确定度分量u3：9 JJF(新)68-2021u3(Δx)=u3(Δy)=u3=1.2μm双轴测量时按完全正相关处理，则合成后u3=2*1.2=2.4(μm）3.4环境温度偏离标准温度时引入的不确定度分量u4：单轴时：u4=Δ/=1.4μm双轴时：u4(Δx)=1.1μmu4(Δy)=0.5μm双轴测量时按完全正相关处理，则合成后u4=u4(Δx)+u4(Δy)=1.6(μm）3.5被测工件和显微镜的热膨胀系数差引入的不确定度分量u5： 单轴时：u5=Δ/=0.2μm双轴时：u5(Δx)=0.2μm双轴测量时按完全正相关处理，则合成后u5=u5(Δx)+u5(Δy)=0.3μm3.6被测件测量基准面与被测量轮廓边沿的垂直度引入的不确定度分量u6：单轴时：u6==1.2双轴时：u6(Δx)=u6(Δy)=1.2μm双轴测量时按完全正相关处理，则合成后u6=u6(Δx)+u6(Δy)=2.4μm单轴测量时：uc= JJF(新)68-2021取k=2，则单轴测量时：U=kuc=4.8μm两轴测量时：U=kuc=8.0μm距离测量为L=100mm时，尺寸测量的不确定度均采用U=8.0μm，k=2。JJF(新)68-20211.3测量标准：工具显微镜：测量范围（200×100）mm1.4测量方法：平面内常用圆弧半径测量。一般采用弓高弦长法测量圆弧半径，选取在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本（其中h—弓高，L—弦长）u=Σ[∂f/∂xi]2u2(xi)传播系数/∂Δh=1/2-/∂ΔL=合成不确定度：u=u2(Δh)+u2(ΔL)确定度。其弦长和弓高的不确定度分量参见前面的两点距离测量时一致，其数据列表JJF(新)68-2021被测件测量基准面与被测量轮廓合成不确定度uc=2.3(μm）扩展不确定度UU=5μm，k=2。弓高不确定度弦长不确定度被测件测量基准面与被测量轮廓合成不确定度uc=5.1μm扩展不确定度U弓高不确定度弦长不确定度被测件测量基准面与被测量轮廓JJF(新)68-2021合成不确定度uc=117.4μm扩展不确定度UU=235μm，kJJF(新)68-20211.3测量标准：工具显微镜：测量范围（200×100）mm在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本灵敏系数：∂f/∂α1=1，∂f/∂α2=1合成不确定度：u=u2(α1)+u2(α2)两个量考虑为正相关，则：uc=2u(α)C.4.1测量重复性：在工具显微镜上对所需测量角度边15233244 JJF(新)68-202155637484933光学分度台：u2=10″/3=3.3″C.4.3安装对测量结果的影响u3：匀分布处理则=5.8C.4.4被测工件边沿轮廓的不理想引入的不确定度分量u4：测角目镜：uc(α)== =22222u1+u2+u3+