JJF 2279-2025 圆锥螺纹量规校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2279—2025圆锥螺纹量规校准规范CalibrationSpecificationforTaperThreadGauges2025-09-08发布2026-03-08实施国家市场监督管理总局发布JJF2279—2025圆锥螺纹量规校准规范CalibrationSpecificationforTaperThreadGauges→→→→→→→→→→→→→→→→JJF2279—2025归口单位:全国几何量长度计量技术委员会主要起草单位:湖南省计量检测研究院中国计量科学研究院参加起草单位:山东计量科学研究院深圳市中图仪器股份有限公司本规范委托全国几何量计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:张拥军(湖南省计量检测研究院)裴丽梅(中国计量科学研究院)杨璐(湖南省计量检测研究院)参加起草人:张健(山东省计量科学研究院)陈静(湖南省计量检测研究院)张鹏(深圳市中图仪器股份有限公司)JJF2279—2025Ⅰ引言 1范围 (1)2引用文件 (1)3概述 (1)4计量特性 (2)5校准条件 (2)6校准项目和校准方法 (3)7校准结果表达 (13)8复校时间间隔 (13)附录A测量力与螺旋升角的修正方法 (14)附录B紧密距校准方法 (16)附录C扫描测量仪法测量圆锥螺纹塞规基准中径测量不确定度的评定示例 (17)附录D量球法测量圆锥螺纹塞规基准中径测量不确定度的评定示例 (20)附录E圆锥螺纹塞规锥度测量不确定度的评定示例 (24)附录F校准证书数据页格式 (27)JJF2279—2025ⅡJJF1071—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》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。JJF2279—20251圆锥螺纹量规校准规范1范围本规范适用于圆锥螺纹量规(不含石油螺纹工作量规)的校准。2引用文件本规范引用了下列文件:JJF1071—2010国家计量校准规范编写规则JJF1345—2012圆柱螺纹量规校准规范GB/T12716—201160°密封管螺纹GB/T32534—2016圆锥螺纹检测方法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件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3概述圆锥螺纹量规(以下简称量规)是对内、外圆锥螺纹要素尺寸边界条件进行综合检验的计量器具,用于控制圆锥螺纹要素的极限尺寸。圆锥螺纹量规示意图如图1所示。圆锥螺纹要素图如图2所示。 图1圆锥螺纹量规示意图JJF2279—20252基准大径基准大径A基准中径基准小径基准中径基准小径基准平面基准平面-P图2圆锥螺纹要素图(外螺纹)4计量特性计量特性及符号见表1。表1计量特性及符号序号名称符号序号名称符号1基准中径d2、D25牙侧角α1、α22基准大径d、D6牙型角α3基准小径d1、D17螺距P4基准距离lg8中径圆锥锥度(简称锥度)T注:d2、d、d1为外螺纹参数,D2、D、D1为内螺纹参数。根据用户的预期应用来选择计量特性进行校准。5校准条件5.1环境条件温度为(20±2)℃,每小时温度变化不超过1℃。对湿度的最低要求根据其对测量不确定度的影响而定。校准前被校仪器和所用标准器在室内平衡温度的时间一般不少于2h。5.2测量用标准器及配套设备测量用标准器及配套设备见表2。JJF2279—20253表2测量用标准及配套设备序号测量用标准器名称校准项目技术要求1螺纹量规扫描测量仪基准中径、螺距、牙侧角、牙型角、基准大径(塞规)、基准小径、锥度校准结果的不确定度应满足:2测长仪(机)、量针/T型球探针基准中径、基准大径(塞规)、基准小径(环规)、锥度3坐标测量机牙型角、基准大径(塞规)、基准小径、锥度4数显高度计、平板基准距离5电感测微仪、量块组合6轮廓仪牙侧角注:允许使用测量不确定度满足要求的其他测量设备,MPEV为被测量规示值最大允许误差的绝对值。6校准项目和校准方法6.1校准的一般方法量规计量特性的测量应尽可能在相互垂直的两个轴截面上进行,若基准平面上牙体切削导致螺纹不连续,可以旋转至合适位置(螺纹长度尽量长)进行测量,至少测量2条母线。圆锥螺纹塞规基准平面为垂直于螺纹轴线与小端面相距一个基准距离的平面。基准平面通常无法直接测量,参考螺纹标准或依据实际情况,指定一个平面作为测量参考面。计算螺纹基准中径、基准大径(塞规)、基准小径(环规)时应将测量参考面上获得的测量结果计算至基准平面。采用螺纹量规扫描测量仪进行校准时,可以利用夹具对量规进行定位,使量规的轴截面与扫描仪的探针运动平面重合。探针在量规的轴截面对轮廓表面进行扫描,对点集进行分割处理和数学计算,获得量规的各项计量特性,包括基准中径、基准大径、基准小径、螺距、牙侧角、锥度等,因此在后续校准方法中不再具体描述。6.2基准中径基准中径可以采用测长仪(机)或坐标测量机对量规基准中径进行测量,测量方法可采用量球法、量针法或在螺纹齿面上进行连续扫描的方法,也可采用其他满足测量要求的方法进行测量。6.2.1量球法测量外螺纹基准中径以在测长仪(机)上采用量球法测量圆锥外螺纹基准中径为例,校准方法如下:根据被测螺纹的螺距和牙侧角,按照式(1)选择适用的量球直径(量针的选用也可参照此公式):JJF2279—2025式中:dm—量球直径;P—螺距;α—牙型角,α=α1+α2;=α2;对于非对称螺纹α—牙型角,α=α1+α2;所选量球应先经过校准,用环规按式(2)对T型测头的K值进行校准,应采用仪器生产商推荐的测量力。式中:K=DS-δL(2)K—T型测头的K值(见图3);DS—光面标准环规的校准直径;δL—T型测头在光面标准环规直径方向上左右两次接触时测长仪(机)位移的测量示值之差。测量平面的选择:安装被测件时,调整工作台使螺纹轴线与仪器测量方向垂直;在保留全部螺纹牙槽范围内,确定基准平面所在的被测牙槽和被测直径方向,使测量线尽可能接近基准平面,使量球与小端面接触,测量小端面的螺纹轴向位置,记录工作台螺纹轴向位移示值zs和T型测头螺纹轴向浮动位移示值z。若基准平面处只能在螺纹一侧测量而另一侧牙槽已不存在,选择尽可能接近基准平面且两侧均可测量的被测牙槽i(由基准平面所在牙槽起向小端面数第i个牙槽),将量球置于被测牙槽i内,分别测量和记录测长仪(机)测量示值xi、工作台螺纹轴向位移示值zi和T型测头螺纹轴向浮动位移示值z,将量球置于螺纹另一侧±0.5P的两相邻被测牙槽内,测量和记录测长仪(机)测量示值xi+0.5P和xi-0.5P,再将量球置于被测牙槽0(基准平面所在牙槽)和螺纹另一侧+0.5P的牙槽内,见图3(a),分别测量和记录测长仪(机)测量示值x0、x0+0.5P、工作台螺纹轴向位移示值z0和T型测头螺纹轴向浮动位移示值z。若基准平面处螺纹两侧均可测量,被测牙槽i即为基准平面所在牙槽,见:,xi+0.5P=x0+0.5P,xi-0.5P=x0-0.5P,zi=z0,z=z。d2=2rc+2rp+(δa+l)·T(3)式中:d2—基准中径;rc—测量平面内,被测牙槽两牙侧线交点到螺纹轴线的径向距离;rp—测量平面内,被测牙槽两牙侧线交点到中径线的径向距离;4δa—测量平面内,被测牙槽两牙侧线交点到测量线的轴向距离,δa>0表示测量线比牙侧线交点更靠近大端面,δa<0表示测量线比牙侧线交点更靠近小端面,δa=0表示测量线过牙侧线交点;45sl′x0z0z0dmmxi-0.5PiziK′(a)′′zszsldmmK(b)图3外螺纹中径测量的量球法6l—从基准平面到测量线的距离;T—圆锥螺纹中径圆锥的锥度。rc、rp和δa按式(4)、式(5)和式(6)计算:式中:小端一侧,i=2表示靠近大端一侧(见图4);ri—在测量平面内,测量线与牙侧线交点到螺纹轴线的径向距离小端一侧,i=2表示靠近大端一侧(见图4);—角。(i=1,2);r1rPr1rPrcr2图4外螺纹量球法的轴向平面图在不考虑过量球与牙侧面切点和螺纹轴线的平面(θi平面)与过量球中心和螺纹轴线的平面的夹角θi的影响,也不考虑量球中心与切点的连线与θi平面的夹角βi对测量结果的影响时,r1、r2可通过式(7)、式(8)和式(9)来计算:(7)JJF2279—20257(8)dm+δl+δt+δF式中:m—量球沿测量线与螺纹牙槽两侧接触,量球中心到螺纹轴线径向距离的2倍;xi+0.5P—量球与被测牙槽i+0.5P接触,测长仪(机)的测量示值;xi—量球与被测牙槽i接触,测长仪(机)的测量示值;xi-0.5P—量球与被测牙槽i-0.5P接触,测长仪(机)的测量示值;x0+0.5P—量球与被测牙槽0+0.5P接触,测长仪(机)的测量示值,x0为量球与被测牙槽0(基准平面所在牙槽)接触时的测长仪(机)的测量示值;K—T型测头的K值;dm—量球(针)直径;δl—量球3次与不同轴向位置的牙槽接触,不同的切点处升角影响所引入的修正值;δt—温度效应所引入的修正值;δF—测量力所引入的修正值。关于螺旋升角和测量力对螺纹中径的影响见附录A。对于对称圆锥螺纹量规可以采用简化式(10)计算基准中径:式中:l—从基准平面到测量线的距离,测量线位置比基准平面更靠近小端时该距离取正值,反之取负值。式(10)中上面的运算符用于外螺纹中径(d2)的计算,下面的运算符用于内螺纹中径(D2)的计算。6.2.2量球法测量内螺纹基准中径选用合适的量球,校准时T型测头的测力应采用仪器生产商推荐的测量力。由被测牙槽0(最接近大端面牙槽)起沿被测螺纹母线向小端面逐牙测完所有可测量完整牙槽,分别记录测长仪(机)测量示值x0,…,xi,…,xj,…,xn,工作台轴向位移示值z0,…,zi,…,zj,…,zn,T型测头螺纹轴向浮动位移值z,…,zi',…,zj',…,zn';再在被测牙槽i的螺纹另一侧测量±0.5P的两相邻牙槽,如图5所示,记录测长仪(机)测量示值xi+0.5P和xi-0.5P。基准中径按式(11)~式(17)计算:d2=2rc-2rp+δα·T(11)(12)JJF2279—20258 基准平面(大端面) ′zbzbizixi-0.5Pjzjzn图5内螺纹中径测量的量球法(14)(15)(16)dm+δl+δt+δF由于大部分螺纹标准未对圆锥螺纹环规的中径公差进行规定,因此在实际操作中可以通过紧密距测量对环规的参数进行综合检验,具体方法见附录B。6.3基准大径(塞规)6.3.1坐标测量法圆锥螺纹塞规基准大径可采用坐标测量机或量块、量针结合测长类计量器具进行测量。此处以坐标测量机为例,大径测量方法和数据处理如下:在塞规大径圆锥面上进行测量,应该在完整牙型上进行测量,以测量4条母线为例。获得的各测量点坐标为Pm(i,j)(xi,j,yi,j,zi,j)。计算计算R=Fi(0)z+Mi(0)9根据计算得到的量规轴向截面上各牙的坐标值(zi,j,Ri,j),按式(18)计算得到测量参考面处测量值:式中:Mi(0)—量规的第i条母线与测量参考面交点的直径;zi,j—量规第i条母线的第j牙实测z向坐标值;Ri,j—量规第i条母线的第j牙的实测半径值;n—量规的被测牙数。大径圆锥在测量参考面处的直径按式(19)计算:(19)基准平面处计算大径d按式(20)计算:式中:d=Md+L×T(20)Md—大径圆锥在测量参考面处的直径值;L—基准平面距测量参考面间的距离(测量参考面位置比基准平面更靠近小端面时取正值,反之取负值);T—大径圆锥锥度。计算大径偏差੭d按式(21)计算;式中:੭d=d-ddnom—大径标称值,mm。6.3.2量块、量针测量法以测长仪(机)测量圆锥外螺纹基准大径为例,其测量方式如下:将被测螺纹的小端面置于工作台面上,使量块、量针置于工作台面上并紧靠大径圆锥两侧母线,测量M值;再将量块、量针置于量块组合上并紧靠大径圆锥母线,测量੭M值,如图6所示。量块组合高度H与量针半径之和应尽可能等于基准距离lg。基准大径按式(22)计算:式中:M—标准圆柱外侧的跨距;dm—标准圆柱的直径,取两标准圆柱直径的平均值;JJF2279—202510B—量块厚度,取两量块厚度的平均值;φ—被测螺纹圆锥半角,取名义值;lg—从基准平面到圆锥外螺纹小端面的轴向距离;੭M—量块、量针两次分别置于工作台面上和量块组合上,并紧靠同一侧大径圆锥母线,两次观测值之差;H—量块组合高度。Bφ /dmdmlg/lgHHΔMΔM图6外螺纹大径测量的量块、量针法6.4基准小径基准小径采用坐标测量机或其他满足测量要求的仪器进行测量,可参照圆锥螺纹塞规基准大径的测量方法进行测量,见6.3基准大径(塞规)。圆锥螺纹环规小径的测量基准面一般位于其大端面,特殊情况可参考相应螺纹标准。6.5基准距离基准平面到小端面的距离通常可采用数显高度计和平板组合测量,量块和电感测微仪组合进行比较测量,或采用其他满足测量不确定度要求的仪器测量。采用数显高度计测量圆锥螺纹塞规基准平面时,将小端放置在平板上,高度计测头在平板上对零,移动测头测量基准距离,至少测量三个位置,取平均值,如图7所示。有多个台阶面的塞规,测量台阶高度时可参照基准距离的方法进行测量。6.6牙侧角量规牙侧角采用坐标测量机、轮廓仪或满足测量要求的其他仪器,以坐标测量机测量为例:在有效螺纹全长两端各减去一圈螺纹的范围内,在螺纹牙侧上进行直接测量,分别拟合直线,直线与螺纹轴线垂线的夹角即为所测量的牙侧角。在量规的上、中、下三段各选一牙,分别测量其牙侧角偏差α11、α12、α13、α21、α22、α23,最后将这几牙的牙侧角偏差的算术平均值作为该量规的牙侧角偏差,α1、α2按式(23)、式(24)计算:JJF2279—202511α1=(α11+α12+α13)/3(23)α2=(α21+α22+α23)/3(24)图7数显高度计测量基准距离6.7牙型角根据上述方法测量获得牙侧角α1、α2,牙型角即为两牙侧角之和。6.8螺距量规螺距可采用坐标测量机等满足测量要求的仪器进行测量,以坐标测量机测量为例:从任一母线的完整牙开始在螺纹槽中进行测量,以测量4条母线为例,获得测量数据。获得的各测量球心点坐标为Pp(i,j)(xi,j,yi,j,zi,j)。,,j代表每条母线测量时的第j牙第一组:Pp(1,1)(x1,1,y1,1,z1,1)Pp(1,j)(x1,j,y1,j,z1,j)Pp(1,n)(x1,n,y1,n,z1,n)第三组:Pp(3,1)(x3,1,y3,1,z3,1)Pp(3,j)(x3,j,y3,j,z3,j)Pp(3,n)(x3,n,y3,n,z3,n)第二组:Pp(2,1)(x2,1,y2,1,z2,1)Pp(2,j)(x2,j,y2,j,z2,j)Pp(2,n)(x2,n,y2,n,z2,n)第四组:Pp(4,1)(x4,1,y4,1,z4,1)Pp(4,j)(x4,j,y4,j,z4,j)Pp(4,n)(x4,n,y4,n,z4,n)对量规测量得到的各条母线的zij数据进行数据处理计算螺距误差。单个螺距实测值Pp(i,j)按式(25)计算:12式中:zi,j—量规第i条母线第j牙z轴的读数(j≤2,…,n);zi式中:zi,j—量规第i条母线第j牙z轴的读数(j≤2,…,n);zi,j-1—量规第i条母线第j-1牙z轴的读数。单个螺距偏差੭Pi,j按式(26)计算:式中:Pnom—螺距的标称值。∑੭Pi,j按式(27)计算:੭Pi,j=Pi,j-P在∑੭Pi,j中分别找出最大值(∑੭Pi,j)max和最小值(∑੭Pi,j)min。在测量长度范围内,任意两牙之间的螺距累积偏差੭PiMAX应是居后的最大值(∑੭Pi,j)max或最小值与居前的最小值(∑੭Pi,j)min或最大值之差,如图8所示。螺距累积偏差੭P取每条母线的੭PiMAX的绝对值最大者。∑ΔPi,jΔPiMAXnP∑ΔPi,j图8螺距累积偏差图6.9锥度量规锥度采用坐标测量机、测长仪(机)等满足测量要求的仪器进行测量,以坐标测量机测量为例:其具体数据处理如下,以测量4条母线为例:首先对所测量的4条母线进行最小二乘法拟合R=Ti(0)z+Mi(0)计算:(28)拟合直线的斜率按式(29)计算(28)13式中:zi,j—量规第i条母线的第j牙实测z向坐标值;n—量规所测量的螺纹牙数;Ti(0)—量规的第i条母线的锥度。获得4条母线的锥度后Ti(0),然后按式(30)计算量规的锥度Tm:(30)式中:Ti(0)—量规的第i条母线的锥度测量值。按下面公式计算出该量规的锥度偏差:量规锥度偏差੭T按式(31)计算:੭T=(Tm-Tnom)×LT(31)式中:Tnom—锥度标称值;LT—螺纹锥度的计算长度。LT的长度根据不同的标准查阅,例如NPT系列量规的LT是在L1长度上进行计算,R系列量规根据有效螺纹长度进行计算。7校准结果表达经校准的量规出具校准证书。校准证书应符合JJF1071—2010的要求。测量不确定度评定示例、校准证书数据页格式分别见附录C、附录D。8复校时间间隔量规的所有者根据使用频次、使用条件和磨损情况自行确定复校时间间隔。14附录A测量力与螺旋升角的修正方法A.1测量力的修正从原理上圆锥螺纹量规的测量力修正和圆柱螺纹量规修正近似,采用圆柱螺纹量规的方法对测量力进行修正。测量过程中测量力大小与接触方式决定变形的程度,部分弹分析。A.1.1球形探针测量力的修正使用球形探针时可参照JJF1345—2012的相关公式进行修正。球和螺纹牙槽接触时,可简化为球和平面接触,变形修正近似公式如下:(A.1)式中:ω0—球和平面接触的变形;—数(垂(.;;红宝石为0.25),i=1,2;dD—探针直径。Ei—弹性模数(钢为2×1011N/m2;红宝石为4×1011N/m2),dD—探针直径。通常球形探针与量规应采用不同材料。螺旋线形的牙侧可以简化为V形槽,探针与V形槽接触时,垂直于牙侧的测量力下降为F/[2sin(α/2)]。在原始测量力的方向(中径方向)引起的探针变形比垂直于牙侧方向的变形大1/[sin(α/2)]倍,则:ωV0=[sin(α/2)]-5/3(1/2)2/3ω0(A.2)式中:ωV0—V形槽中球的变形。探针两侧在量规上引起的变形修正均考虑,则:A.1.2使用三针时测量力的修正A2=2ωV0(A.3).3.2进行修正。A.2螺旋升角的近似修正圆锥量规的螺旋升角在不同位置上是变化的,螺旋升角修正会对中径和锥度产生影响。从原理上圆锥螺纹量规的螺旋升角和圆柱螺纹量规修正近似,具体参照JJF1345—2012。螺旋升角的近似修正公式为:其中或(A.4)15式中:Ψ—螺旋升角。螺旋升角的准确修正公式可参照JJF1345—2012中的进行修正。JJF2279—202516附录B紧密距校准方法 图B.1所示。紧密距的测量应参照相应的螺纹标准进行,例如对于R系列圆锥螺纹环规, 图B.1紧密距校准示意图JJF2279—202517附录C扫描测量仪法测量圆锥螺纹塞规基准中径测量不确定度的评定示例C.1测量方法螺纹量规扫描测量仪预热后,安装与圆锥螺纹塞规规格相应的测针以及夹具,对夹具和测针进行标定。按规定方式完成圆锥螺纹塞规的装夹,螺纹量规扫描测量仪自带软件对所测获得的参数进行计算。C.2不确定度来源分析影响圆锥螺纹塞规基准中径测量结果的主要因素有测量重复性、标准器示值最大允许误差、环境条件、标准光面塞规等。下面从上述几个方面对螺纹量规扫描测量仪测量圆锥螺纹塞规的测量不确定进行评定。C.3标准不确定度评定C.3.1由测量重复性引入的标准不确定度u1RC1的圆锥螺纹塞规为测量对象,对其基准中径进行连续10次测量,采用A类方法进行评定,所得的数据如表C.1所示。表C.1实验数据和实验结果单位:mm次数12345678910读数值31.772031.771931.772131.772031.772031.772031.772131.772031.772031.7719平均值31.7720C.3.2由螺纹量规扫描测量仪最大允u许1差.0C.3.2由螺纹量规扫描测量仪最大允u许1差.0的标准不确定度u2螺纹量规扫描测量仪的最大允许误差MPE为:±(2.0μm+5×10-6L),按均匀分布计算,则C.3.3由温度差引入的标准不确定度u3测量对象及螺纹量规扫描测量仪温度偏离20℃所引入的测量误差为式中:Y—被测圆锥螺纹塞规扫描长度;δt=Y式中:Y—被测圆锥螺纹塞规扫描长度;Δα—被测圆锥螺纹塞规线膨胀系数和螺纹量规扫描测量仪光栅尺的线膨胀系数之差;Δt—被测圆锥螺纹塞规温度和螺纹量规扫描测量仪光栅尺的温度的差值。螺纹量规扫描测量仪在测量时要求温度在(20±2)℃范围内,且温度变化每小时度差引入的标准不确定为不超过1℃,得到温度偏离20℃最大差值为Δt=2.0℃,按三角分布计算,因此由温度差引入的标准不确定为JJF2279—202518螺纹量规扫描测量仪光栅尺的线膨胀系数为8.0×10-6℃-1,被测圆锥螺纹塞规线膨胀系数为12.0×10-6℃-1,得到螺纹量规扫描测量仪光栅尺与被测圆锥螺纹塞规的线膨胀系数差Δα为4.0×10-6℃-1。Y=31.77mm时,则C.3.4由线性膨胀系数引入的标准不确定度u4测量对象及螺纹量规扫描测量仪温度偏离20℃所引入的测量误差为δt=Y·Δα·Δt螺纹量规扫描测量仪光栅尺的线膨胀系数的不确定度为1.0×10-6℃-δt=Y·Δα·Δt螺纹量规扫描测量仪在测量时要求温度在20℃±2℃范围内,且温度变化每小时优于1℃,得到温度偏离20℃最大差值为Δt=2.0℃。Y=31.77mm时,则C.3.5由光面标准塞规引入的标准不确定度u5不确定度u5为根据光面标准塞规校准报告,直径扩展不确定度U=1.5μm,不确定度u5为C.3.6由基准平面测量误差引入的标准不确定度u6C.4不确定度分量6.5μm×T=1.5μm×0.062C.4不确定度分量6.5μm×T=1.5μm×0.0625≈0.10μm不确定度分量汇总见表C.2。表C.2不确定度分量汇总表不确定度来源输出量不确定度分量/μm重复性引入的标准不确定度u10.07测量仪器示值误差引入的标准不确定度u21.25温度差引入的标准不确定度分量u30.11线性膨胀系数引入的标准不确定度分量u40.04光面标准塞规引入的标准不确定度分量u50.75基准平面测量误差引入的不确定度分量u60.10JJF2279—202519C.5合成标准不确定度以上不确定度分量没有任何值得考虑的相关性,故合成标准不确定度为C.6扩展不确定度取k=2,则扩展不确定度为U=k·uc=3.0μmJJF2279—202520附录D量球法测量圆锥螺纹塞规基准中径测量不确定度的评定示例D.1测量方法量球法测量圆锥螺纹塞规中径值,安装与圆锥螺纹塞规规格相应的T型测球以及夹具,对夹具和测针进行标定,对圆锥螺纹塞规基准中径进行接触式测量并计算出基准中径值。D.2测量模型令牙侧角,由6.2.1中的式(3)推导出测量模型:D.3合成标准不确定度计算公式各不确定度分量互不相关:NPT1/2-14圆锥螺纹塞规为测量对象,其基本参数如下:5,d=.:0mm,P=1.814mm,l=0.25mm。当量球采用最佳直径时,牙侧角误差对基准中径的影响很小,可忽略不计;若不是最佳直径时,经过公式推导,简化后计算牙侧角对基准中径影响的公式如下:式中:Δdm—所选用量球偏离最佳直径的差值。Δdm=1.100mm-1.048mm=0.052mm即c3=0.181JJF2279—2025D.4标准不确定度评定影响圆锥螺纹塞规基准中径测量结果的主要因素有测量重复性、标准器、环境条件等。D.4.1由测长仪(机)引入的标准不确定度u(m)由于m值受下式中各因素影响:dm+δl+δt+δF分析引起测长仪(机)不确定度分量u(m)受测长仪(机)测量重复性、示值误差、线膨胀系数、温度差、测力大小、测球不确定度等因素影响,现分析各影响分量如下:D.4.1.1由测量重复性引入的标准不确定度u1(m)NPT1/2-14圆锥螺纹塞规为测量对象,进行10次独立重复测量,采用A类方法进行评定,所得的数据如表D.1所示。表D.1实验数据和实验结果单位:mm次数12345678910读数值19.769519.769219.769019.769319.768719.768819.768719.769019.769419.7696平均值19.7691u1(m)=0.33u1(m)=0.33μmD.4.1.2D.4.1.2由测长仪(机)示值误差引入的标准不确定度u2(m)以均,(度:(.相μ+,×10-6),D.4.1.3由线膨胀系数及温度差引入的标准不确定度u3(m)被测圆锥螺纹量规与测长仪(机)光栅尺温度差优于0.1℃,按均匀分布计算,则D.4.1.4由测量力引入的标准不确定度u4(m)不同测量力导致测球产生的形变和测杆弯曲程度存在差异,使用测长仪(机)进行测量时,测量力约为0.3N,则21u4(m)=0.2μm21JJF2279—202522D.4.1.5由T型测头常数引入的标准不确定度u5(m)知,U=0.3μm,k=2,则T型测头常数K=DS-Δl,考虑环规的测量不确定度对K值的知,U=0.3μm,k=2,则测长仪(机)在校准T型测头常数由于自身测长误差引入的测量不确定度uT=0.15μmD.4.1.6由测长仪(机)测量D.4.1.6由测长仪(机)测量m值带入的标准不确定度u(m)D.4.2由()引标)定)(+)u(m)+u(m)≈0.50μm从证书可知,U=0.3μm,k=2,则D.4.3圆锥螺纹塞规牙侧角引入的标准不确定度u(α/2)当采用最佳量球直径时,牙侧角误差对中径的影响很小;若不是最佳直径时,计算对基准中径的影响公式如下:参照GB/T12716—2011《60°密封管螺±11',按均匀分布计算,则D.4.4圆锥螺纹塞规螺距误差引入的标准不确定度u(P)参照GB/T12716—2011《60°密封管螺纹》中圆锥螺纹塞规螺距的允±5μm,按三角分布计算,则D.4.5圆锥螺纹塞规锥角误差引入的标准不确定度u(T)NPT1/2-14圆锥螺纹塞规其锥角最大允许偏差为0.015°,则D.4.6圆锥螺纹塞规基准距离误差引入的标准不确定度u(l)圆锥螺纹塞规基准距离误差引入的标准不确定度分量u(l)主要取决于Z方向数显千分表引入的测量不确定度,该表最大允许误差为±2μm,按均匀分布计算,则D.5不确定度分量汇总表不确定度分量汇总见表D.2。JJF2279—202523表D.2不确定度分量汇总表不确定度来源输入量的标准不确定度灵敏系数ci输出量的不确定度分量测长仪(机)引入的标准不确定度u(m)0.50μm10.50μm测球直径引入的标准不确定度u(dm)0.15μm-2-0.30μm牙侧角引入的标准不确定度u(α/2)0.0020.181mm0.4μm螺距误差引入的标准不确定度u(P)2.04μm0.8661.8μm锥角误差引入的标准不确定度u(T)0.0002mm/mm0.24mm0.05μm基准距离误差引入的标准不确定度u(l)1.15μm0.06250.07μmD.6合成标准不确定度以上不确定度分量没有任何值得考虑的相关性,故合成标准不确定度u(d2)为D.7扩展不确定度U=k·uc=3.8U=k·uc=3.8μmJJF2279—2025附录E圆锥螺纹塞规锥度测量不确定度的评定示例E.1测量方法螺纹量规扫描测量仪预热后,完成圆锥螺纹塞规的装夹,螺纹量规扫描测量仪自带软件对所测获得的参数进行计算。E.2测量模型式中:T—圆锥螺纹塞规中径锥度;d2大、d2小—圆锥螺纹塞规基准中径最大值和最小值;L—显示器上的被测圆锥螺