JJF（黔）48-2021《钢直尺全自动检定仪校准规范》

贵州省地方计量技术规范

JJF（黔）48-2021

钢直尺全自动检定仪校准规范

CalibrationSpecificationforSteelRulerAutomaticVerifier

2021-11-XX发布2022-02-XX实施

贵州省市场监督管理局发布

JJF（黔）48-2021

钢直尺全自动检定仪校准规范

1范围

本规范适用于量程不大于1000mm的钢直尺全自动检定仪（以下简称检定仪）的校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJF1097-2003平尺校准规范

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规则；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改单）适用本规范。

3概述

钢直尺全自动检定仪是用计算机进行控制，引入机器视觉技术，以高精度计量光栅为

标准元件，检测钢直尺的全自动测量仪器。检定仪主要由光栅传感器、图像采集装置（摄

像头）、检定软件等组成，结构原理图见图1。

图1结构原理图

4计量特性

4.1平台直线度

直线度不大于14.0μm。

1

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4.2示值误差

示值误差要求见表1。

表1示值误差要求

测量范围/mm最大允许误差/mm

≤600±0.030

＞600～1000±0.050

注：以上指标不用于合格性判断，仅供参考。

4.3重复性

重复性不大于10.0μm。

5校准条件

5.1环境条件

5.1.1校准检定仪时，实验室的温度为（20±3）℃，温度变化不大于1℃/h。

5.1.2实验室内的相对湿度不大于70%。

5.2测量标准及其他设备

测量标准及其他设备要求见表2。

表2测量标准及其他设备要求

序号设备名称主要技术指标

1电子水平仪分辨力0.01mm／m

2玻璃线纹尺U95=(1.4+1.4L)μm

6校准项目和校准方法

6.1校准项目

平台直线度，示值误差，重复性。

6.2校准方法

6.2.1校准前准备

6.2.1.1被校对象与测量标准平衡温度时间不小于8h。

6.2.1.2用目力检查检定仪的外观、各部件，确定不影响校准结果后，再进行校准。

6.2.2平台直线度

2

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6.2.2.1先将电子水平仪底面和检定仪平台擦拭干净。根据平台长度选择跨距，一般不

少于8～10个位置，跨距在（50～500）mm，将电子水平仪放到检定仪平台上，并微微左

右移动，使电子水平仪底面和平台相互贴合。

6.2.2.2记录水平仪读数后并在平台上作跨距标记，按跨距前后相接的方式进行下一段

测量，从检定仪平台一端测量至另一端，每测量一个跨距从电子水平仪上记取该位置读数。

根据最小条件评定准则，通过计算或作图进行数据处理，评定被校检定仪平台的直线度，

检定仪平台直线度按公式（1）计算,检定仪平台直线度校准实例见附录D。

'

CLi（1）

式中：

——平台直线度，μm；

C——检定仪分度值，mm/m；

L——跨距，mm；

'

i——符合最小条件的检定仪平台直线度，字。

在保证检定仪平台准确度条件下，允许用其它方法校准检定仪平台的直线度。

6.2.3示值误差

6.2.3.1检定仪示值误差用玻璃线纹尺进行校准，根据不同检定仪测量范围选择校准点，

见表3。

表3检定仪的测量范围和校准点

测量范围／mm校准点／mm

10

50

150

300

0～1000

500

600

800

1000

3

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6.2.3.2先将玻璃线纹尺安装在检定仪平台上，且放置平行。在正行程（从左至右）校

准示值误差时，将检定仪的摄像头移动至检定仪始点，调整玻璃线纹尺零刻线出现在摄像

头相机视场中间位置，然后根据表3设定校准点开始自动校准。在反行程（从右至左）校

准示值误差时，将检定仪的摄像头移动至检定仪末点，调整玻璃线纹尺末端刻度线出现在

摄像头相机视场中间位置，然后根据表3设定校准点开始自动校准。正行程按测量段由小

至大的顺序进行校准，反行程按测量段由大至小的顺序进行校准，测得的数据按公式（2）

计算示值误差。

e=Lc－Lb（2）

式中：

e--检定仪的示值误差，mm；

Lc--检定仪的示值，mm；

Lb--玻璃线纹尺的刻线间间隔检定值，mm。

6.2.4重复性

首先将玻璃线纹尺平行放置在检定仪平台上，任选一个校准点作为重复性校准点（一

般选最大量程），然后按6.2.3.2正行程示值误差校准方法进行重复测量；反行程重复性

校准点与正行程所选一致，按6.2.3.2反行程示值误差校准方法进行重复测量。正反行程

各重复测量10次，观察计算机显示的测量值并作好记录，测得的数据按公式（3）计算重

复性。

n_

2

(xix)

s(x)i1（3）

n1

式中：

xi--每次测量的测得值；

n--测量次数；

_

x--n次测量的算术平均值。

7校准结果表达与处理

7.1校准记录

4

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校准记录格式参见附录A。

7.2校准结果的处理

校准证书内页格式参见附录B。校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括

以下信息：

a)标题，如“校准证书”；

b)实验室名称和地址；

c)进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

d)证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；

e)客户的名称和地址；

f)被校对象的描述和明确标识（如型号、产品编号等）；

g)进行校准的日期或校准证书的生效日期；

h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号；

i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

j)校准环境的描述；

k)校准结果及其测量不确定度的说明；

l)对校准规范的偏离和说明；

m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；

n)校准人和核验人的签名；

o)校准结果仅对被校对象有效性的声明；

p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

8复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决

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。建议复校时间间隔不

超过12个月。

5

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附录A

钢直尺全自动检定仪校准记录格式

委托单位记录编号

制造单位

型号规格出厂编号

技术依据校准日期

校准地点环境条件℃%RH

本次校准所用的主要标准器信息

不确定度/准确度等级/最证书编号/

名称编号型号规格测量范围

大允许误差有效期至

校准项目校准结果

检定仪平台直线度

正行程校准点读正行程校准点误差测量不确定度

序号正行程校准点/mm

数/mm/mmU/mm(k=2）

1

正

2

行

3

程

示4

值5

误

6

差

7

8

6

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钢直尺全自动检定仪校准记录格式（续）

反行程校准点读反行程校准点误差测量不确定度

序号反行程校准点/mm

数/mm/mmU/mm(k=2）

1

反

行2

程3

示

4

值

5

误

差6

7

8

校准点：测得值/mm

检定重复性/μm

（）12345678910

仪重

正行程

复性

反行程

校准员核验员日期

7

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附录B

钢直尺全自动检定仪校准证书内页格式

校准项目校准结果

检定仪平台直线度

正行程/μm

检定仪重复性

反行程/μm

正/反测量不确定度

校准点/mm示值误差/mm

行程U/mm(k=2）

正行程

示

值

误

差

反行程

8

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附录C

钢直尺全自动检定仪示值误差测量结果的不确定度评定示例

C.1概述

C.1.1测量依据：依据JJF（黔）48-2021《钢直尺全自动检定仪校准规范》。

C.1.2环境条件：温度（20±3）℃。

C.1.3测量对象：钢直尺全自动检定仪，测量范围为(0～1000)mm。

C.1.4测量标准:玻璃线纹尺

C.1.5测量方法:在规定的环境条件下，用玻璃线纹尺对钢直尺全自动检定仪的示值误

差进行校准，得到各校准点的示值误差，取校准点中最大值为该点的示值误差。

C.2测量模型

测量模型按公式（C.1）建立。

e=Lc-Lb+Lc•ac•tc-Lb•ab•tb（C.1）

式中：

e——钢直尺全自动检定仪的示值误差，mm；

Lc——钢直尺全自动检定仪的示值(20℃条件下)，mm；

Lb——玻璃线纹尺的刻线间间隔检定值(20℃条件下)，mm；

-1

ac、ab——钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的线胀系数，℃；

tc、tb——钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的偏离参考温度20℃的值，℃。

C.3方差和灵敏度系数

由于tc和tb基本是采用同一只温度计测量而具有相关性，其数学处理过程比较复

杂，为了简化数学处理过程，需要通过如下方法将相关转化为不相关。

令a=ac-ab，t=tc-tb，由公式（C.1）得到示值误差的计算公式（C.2）。

e=Lc-Lb+Lc•a•tc+Lc•ab•tc-Lb•ab•tb（C.2）

9

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取L≈Lc≈Lb，a≈ac≈ab，t≈tc≈tb，得公式（C.3）。

e=Lc-Lb+L•a•t-L•a•t（C.3）

由公式（C.3）可以看出，各变量之间彼此不相关。

灵敏度系数：=e/L=1，=e/L=-1，=e/=L=e/=La。

c1sc2bc3a•t，c4t•

由于各分量彼此独立，按不确定度传播律公式，其输出量估计值e的方差为：

2=（2）=2222

ucue(c1u1)(c2u2)(c3u3)(c4u4)

222222

(u1)(u2)(Lt）u3(L）u4

C.4不确定度来源分析

不确定度来源主要包括：

a）测量重复性引入的不确定度；

b）玻璃线纹尺刻线间间隔检定值引入的不确定度；

c）钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺的线胀系数差引入的不确定度；

d）钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温度差引入不确定度。

C.5标准不确定度计算

C.5.1钢直尺全自动检定仪测量重复性引入的不确定度分量u1

以600mm示值为例，钢直尺全自动检定仪用玻璃线纹尺进行测量，重复测量10次，

由贝塞尔公式得实验标准差：

s=5.0μm

钢直尺全自动检定仪分辨力为1μm，等概率分布在区间半宽0.5μm内，则由数显分

辨力引入的不确定度为：

0.5/3μm=0.29μm

由此可见，钢直尺全自动检定仪分辨力引入的不确定度分量小于钢直尺全自动检定仪

测量重复性引入的不确定度分量，因此钢直尺全自动检定仪测量重复性引入的不确定度分

量，即u1=s=5.0μm。

10

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C.5.2玻璃线纹尺刻线间间隔检定值引入的不确定度分量u2

玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度：U95=（1.4+1.4L）μm（L--测量长度，单位

m）

L=300mm时，玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度：

U95=（1.4+1.4L）μm=1.82μm，k=2，则

u2=1.82μm/2=0.91μm

L=500mm时，玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度：

U95=（1.4+1.4L）μm=2.1μm，k=2，则

u2=2.1μm/2=1.1μm

L=600mm时，玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度：

U95=（1.4+1.4L）μm=2.24μm，k=2，则

u2=2.24μm/2=1.12μm

L=1000mm时，玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度:

U95=（1.4+1.4L）μm=2.8μm，k=2，则

u2=2.8μm/2=1.4μm

C.6.3钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺间线胀系数差引入的不确定度u3

钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺间线胀系数均为：

a=(10±1)×10-6℃-1；

-6-1

线胀系数差a的界限为2×10℃,服从三角分布,k=6,则：

-6-1-6-1

u3=2×10℃/6=0.8×10℃

C.6.4钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温度差引入不确定度u4

钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺间的温度差存在,并以等概率落于估计区

间为(-0.3～+0.3)℃范围内,k=3,则：

u4=0.3℃/3=0.173℃

11

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钢直尺全自动检定仪不同尺寸的不确定度分量见表C.1～表C.4。

C.6标准不确定度汇总表

不确定度汇总表（L=300mm）见表C.1，不确定度汇总表（L=500mm）见表C.2，不

确定度汇总表（L=600mm）见表C.3，不确定度汇总表（L=1000mm）见表C.4。

表C.1不确定度汇总表（L=300mm）

标准不确

标准不确定度

定度分量ciuxi

不确定度来源ci

（μm）（μm）

uxi

u1测量重复性引入的不确定度5.015.0

u2玻璃标准尺引入的不确定度0.91-10.91

钢直尺全自动检定仪与玻璃尺的

u-6-1

30.8×10℃L•t0.72

线膨胀系数差引入的不确定度

钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹

u40.173℃L•a0.60

尺的温度差引入不确定度

u

c=5.2μm

表C.2不确定度汇总表（L=500mm）

标准不确

标准不确定度

定度分量不确定度来源ciuxi

（μm）ci（μm）

uxi

测量重复性引入的不确定度

u15.015.0

玻璃标准尺引入的不确定度

u21.1-11.1

钢直尺全自动检定仪与玻璃尺的线膨胀

u-1

3系数差引入的不确定度0.8×10-6℃L•t1.2

钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温

℃

u4度差引入不确定度0.173L•a0.99

u

c=5.4μm

12

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表C.3不确定度汇总表（L=600mm）

标准不确

标准不确定度

定度分量不确定度来源ciuxi

（μm）ci（μm）

uxi

测量重复性引入的不确定度

u15.015.0

玻璃标准尺引入的不确定度

u21.12-11.12

钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺的线

u-1

3膨胀系数差引入的不确定度0.8×10-6℃L•t1.44

钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温

℃

u4度差引入不确定度0.173L•a1.19

u

c=5.5μm

表C.4不确定度汇总表（L=1000mm）

标准不确

标准不确定度

定度分量ciuxi

不确定度来源ci

（μm）（μm）

uxi

测量重复性引入的不确定度5.015.0

u1

玻璃标准尺引入的不确定度1.4-11.4

u2

钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺的线-6-1

u0.8×10℃L•2.4

3膨胀系数差引入的不确定度t

钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温

0.173℃La1.99

u4度差引入不确定度•

uc=6.1μm

C.7合成标准不确定度uc

校准时，规范要求温度允许偏差Δt=±3℃，线胀系数a=11.5×10-6℃-1。

u=(cu)2(cu)2(cu)2(cu)2

cs1d2a3t4

2222

得uc=u1(-1u2)(Ltu3)(Lu4)

L=300mm=0.15×106μm时：

2226-6-12

uc=(5.0)+(-0.91)+(0.30×10μm×3℃×0.8×10℃)

+(0.30×106μm×11.5×10-6℃-1×0.173)2

=26.70μm

13

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uc=5.2μm

L=500mm=0.5×106μm时：

2226-6-12

uc=(5.0)+(-1.1)+(0.50×10μm×3℃×0.8×10℃)

+(0.50×106μm×11.5×10-6℃-1×0.173)2

=28.64μm

uc=5.4μm

L=600mm=0.6×106μm时：

2226-6-12

uc=(5.0)+(-1.12)+(0.60×10μm×3℃×0.8×10℃)

+(0.60×106μm×11.5×10-6℃-1×0.173)2

=29.75μm

uc=5.5μm

L=1000mm=1.0×106μm时：

2226-6-12

uc=(5.0)+(-1.4)+(1.0×10μm×3℃×0.8×10℃)

+(1.0×106μm×11.5×10-6℃-1×0.173)2

=36.68μm

uc=6.1μm

C.8扩展不确定度U

取包含因子k=2，钢直尺全自动检定仪示值测量结果的扩展不确定度U：

L=300mm时：U=k×uc=2×5.2μm=10.4μm≈10μm

L=500mm时：U=k×uc=2×5.4μm=10.8μm≈11μm

L=600mm时：U=k×uc=2×5.5μm=11.0μm=11μm

L=1000mm时：U=k×uc=2×6.1μm=12.2μm≈12μm

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附录D

检定仪平台直线度校准实例

用分度值为0.01mm/m的电子水平仪校准1000mm检定仪平台，跨距L=100mm，仪器

在检定仪平台各点读数和累积读