JJF(浙) 1142-2018 接触式换向器片间误差测试仪校准规范

CalibrationSpecificationforcommutatorSliceerrortesterbythe2018-06-25发布2018-07-15实施浙江省质量技术监督局发布接触式换向器片间误差测试仪校准规范CalibrationSpecificationforcommutatorSliceerrortesterbytheconta主要起草单位:温州市计量技术研究院本规范委托温州市计量技术研究院负责解释孙晓霆(温州市计量技术研究院)王小曼(温州市计量技术研究院)曾瑞准(温州市计量技术研究院)江涛(温州市计量技术研究院)王少伟(温州市计量技术研究院)引言 12术语 13概述 14计量特性 24.1零位平衡 24.2位移传感器示值变动性 24.3位移传感器测力及测力变化 24.4工作台顶针杆的径向跳动 24.5示值误差 25校准条件 25.1环境条件 35.2测量标准及其他设备 36校准项目和校准方法 3 36.2校准方法 37校准结果的表达 58复校时间间隔 6附录A校准记录参考格式 7附录B校准证书内页参考格式 9附录C4μm档位接触式换向器片间误差测试仪示值误差测量不确定度评定示例 本规范主要依据JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》进行编写。本规范为首次制定。接触式换向器片间误差测试仪校准规范本规范适用于分度值(0.5～4)μm、标称范围(-80～+80)μm接触式换向器片间误差测试仪的校准。在转换仪器倍率开关档位时，各档零位示值的一致性。2.2示值变动性thevariationindication在相同测量条件下，仪器对同一被测量进行多次重复测量其结果之间的最大差异。2.3分度值divisionvalue1个倍率单位代表的格值。3概述接触式换向器片间误差测试仪(以下简称仪器)主要用于检测换向器超速试验前后片间变动和外径轮廓的变化，从而测出换向器最大片间变动和最大径向跳动。仪器采用中心孔顶针定位方式，被测件通过胶带由电机驱动，用于检测换向器品质，为换向器的结构设计、材料选择、质量控制等提供测试手段。仪器结构示意图如图1所示：1-零位调整旋钮；2-指示表；3-倍率开关；4-位移传感器；5-顶针杆；6-顶尖；7-电脑4计量特性零位平衡不超过1格。4.2位移传感器示值变动性位移传感器示值变动性不超过1个分度值。4.3位移传感器测力及测力变化位移传感器测力不大于设计规定值，测力变化不超过测力值的20%。4.4工作台顶针杆的径向跳动工作台顶针杆的径向跳动不超过0.010mm。4.5示值误差许误差4按式(1)计算。4i=±(0.5+5%|siDμm(1)5校准条件5.1环境条件5.1.1温度：(20±3)℃,温度变化不大于1℃/h,相对湿度不大于80%。5.1.2校准室内应无影响测量的灰尘、振动、腐蚀性气体及较强磁场的影响。5.1.3校准用的电源应避免电压突变。5.2测量标准及其他设备校准用设备见表1。序号校准项目设备名称及计量特性1零位平衡测量台架2位移传感器示值变动性测量台架，3等量块3位移传感器测力及测力变化测量台架、测力仪MPE:±1%4工作台顶针杆的径向跳动1级杠杆千分表，标准芯棒(圆度不大于1.5μm;直线度不大于2μm)5示值误差测量台架，3等量块6校准项目和校准方法校准前，接触式换向器片间误差测试仪和校准用器具等温平衡时间不少于1h,并使仪器通电预热大于30min。首先检查外观和各部分的相互作用，确定没有影响校准计量性能的因素后再进行校准。6.1校准项目校准项目见表1。6.2校准方法6.2.1零位平衡将被校仪器位移传感器安装在测量台架上，使其测头与台架工作面相接触，倍率开关置于最小标称范围档位，仪器指示表指针调至零位，用倍率开关依次转换至其他倍率档位，观察仪器各档对零位的偏移量，取绝对值最大的偏移量作为校准结果。6.2.2位移传感器示值变动性倍率开关置于所校标称档位，在测量台架上选用尺寸差为半量程的两个量块，两个量块相邻放置，测量时以小尺寸量块对零，点下电脑控制界面的测试键，在规定的测试时间内移开小尺寸量块，将较大尺寸量块放置于测量位置完成一次测量，对同一组量块重复测量5次，取最大读数和最小读数之差作为位移传感器示值变动性校准结果。6.2.3位移传感器测力及测力变化使安装在测量台架上的位移传感器测头处于工作状态，用测力仪沿测量方向对测头向上慢慢加力，当被校仪器分别处于最小示值、零位和最大示值时，读出三个位置测力仪的示值(f¹1、fo1、f²1);然后使测力仪慢慢向下移动，当被校仪器重新处于最大示值、零位和最小示值时，再次读取三个位置测力仪的示值(f22、fo₂、f12)。取通过零位时两次测力仪示值的平均值作为测力(fo)的校准结果，测力值按公式(2)计算。取仪器显示最小示值和最大示值时测力仪四次读数(f11、f21、f22、f12)与测力校准结果(fo)之差绝对值的最大值作为测力变化的校准结果。6.2.4工作台顶针杆的径向跳动校准时，在两顶尖之间安装标准芯棒。将杠杆千分表安装在测量台架上，使杠杆千分表的测量头与芯棒一端最高点接触，并使表的示值处于零位或邻近该变化为该顶针杆的径向跳动，杠杆千分表的示值均应在顶针杆锁紧状态下观察。再移动杠杆千分表的测头与芯棒另一端接触，用以上方法校准另一顶针杆的径向跳动。两顶针杆的径向跳动应不大于4.4的要求。6.2.5示值误差用量块以直接法校准被校仪器的示值误差，所用的每对量块规格从表2中选用。直接法测量时，先用所选的最小尺寸量块对零，用其他各尺寸的量块按正向依次配对测量示值误差，测量方法同6.2.2。再以最大尺寸量块对零，用其他各尺寸的量块配对，按负向依次测量示值误差，各校准点的示值误差按式 (3)求得。表2分度值/μm标称范围/μm受检点/μm量块尺寸/mm1247校准结果的表达经校准的接触式换向器片间误差测试仪，应出具校准证书。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；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；1)校准结果及其测量不确定度的说明；n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识；o)校准结果仅对被校对象有效的声明；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。8复校时间间隔建议复校间隔不超过1年。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。附录A校准记录参考格式证书编号：依据技术文件：JJF(浙)1142—2018《接触式换向器片间误差测试仪校准规范》型号规格：出厂编号：环境温度：相对湿度：%校准地点：校准用主要设备名称型号规格准确度等级/最大允许误差/不确定度证书编号有效期至外观和各部分相互作用：序号校准项目实测数据校准结果1零位平衡2位移传感器示值变动性次数1345实测值3位移传感器测力及测力位置最小示值零位最大示值正向反向4工作台顶针杆的径向跳顶针1顶针25示值误差标准值-10显示值误差值标准值-20显示值误差值标准值-30显示值JJF(浙)1142-2018误差值标准值显示值误差值示值误差测量不确定度：附录B校准证书内页参考格式序号校准项目校准结果1零位平衡2位移传感器示值3位移传感器测力测力：测力变化：4工作台顶针杆的顶针25示值误差标准值-10误差值标准值-10-20误差值标准值-10-20-30误差值标准值-10-30-60误差值(以下空白)附录C4μm档位接触式换向器片间误差测试仪示值误差测量不确定度评C.1概述C.1.1测量依据：JJF(浙)1142—2018《接触式换向器片间误差测试仪校准C.1.2测量环境：温度为(20±3)℃;相对湿度不大于70%。C.1.3测量标准：3等量块。C.1.4测量对象：接触式换向器片间误差测试仪。C.1.5测量方法：接触式换向器片间误差测试仪4μm档位±80μm示值点的示值误差用3等量块以直接法进行校准。测量时，先用所选的最小尺寸量块对准零位，用其他各尺寸的量块按正向依次测量示值误差。再以最大尺寸量块对准零位，用其他各尺寸的量块按负向依次测量示值误差。本示例以+10μm示值点为例进行分析。C.2测量模型δi=ri-(Li-L₀)C.3不确定度传播率u²(δi)=c²u²(r;)+c²u²(Li)+c³u²(L₀)C.4标准不确定度评定标准不确定度来源包括：(1)测量重复性：u₁(2)数显量化误差：u₂(4)测量点上所用量块的示值误差：u₄(5)温度偏离20℃标准量块线膨胀系数的变化：u5(6)配对量块的温度差：u₆u₁=s=0.11μmu₂=0.29×0.04=0.01μmu(r)=0.11μm采用3等量块以直接法对示值误差进行校准，3等量块的扩展不确定度U=(0.1+1L)μm,k=2.58,其用于对零量块的标称尺寸为1mm,故有U=0.10μm,同C.4.3,可以得到：u₄=u₃=0.04μm钢制量块的线膨胀系数在α=(11.5±1)×10-⁶c-1范围内，假设其在该范围内等概率分布，可得其标准不确定度u(α)=0.577×10-⁶c-1。依据规范用于校准示值误差的标准量块其标称尺寸均在1.12mm以内，假设校准时温度偏离20℃的最大偏差为△t=3℃,由于对零和读数，该影响量将影响2次，u₅=√2×1.12mm×0.577×10-6c-¹×1℃=9.2×10⁻⁴μm由于u5相对u₁、u3、u₄非常小，故可以忽略不计。C.4.6由配对量块的温度差引入的不确定度分量u₆配对量块的温度差△t以在±0.1℃范围内估计，假设其在该范围内等概率分布，可得其标准不确定度u(△t)=0.0577℃。依据规范用于校准示值误差的标准量块其标称尺寸均在1.12mm以内，量块的线膨胀系数α=11.5×10-⁶c-1,u₆=1.12mm×11.5×10-6c-1×0.0577℃=7.4×10-⁴μm由于u₆相对u₁、U3、u₄非常小，故可以忽略不计。C.5合成标准不确定