深度卡尺的设计和计量特性（2025版）

GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020深度卡尺的设计和计量特性1范围本文件规定了以下两种深度卡尺最重要的设计和计量特性：——带模拟指示：游标刻度或圆盘刻度(表盘)；——带数字指示：数字显示。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ISO14253-1产品几何技术规范(GPS)工件与测量设备的测量检验第1部分:按规范验证合格或不合格的判定规则[Geometricalproductspecifications(GPS)—Inspectionbymeasurementofworkpiecesandmeasuringequipment——Part1:Decisionrulesforverifyingconformityornonconform-itywithspecifications]注：GB/T18779.1—2022产品几何技术规范(GPS)工件与测量设备的测量检验第1部分：按规范验证合格或不合格的判定规则(ISO14253-1:2017,IDT)ISO14253-5产品几何技术规范(GPS)工件与测量设备的测量检验第5部分：指示式测量仪器的检验不确定度[Geometricalproductspecifications(GPS)—Inspectionbymeasurementofwork-piecesandmeasuringequipment——Part5:Uncertaintyinverificationtestingofindicatingmeasur-inginstruments]注：GB/T18779.5—2020产品几何技术规范(GPS)工件与测量设备的测量检验第5部分：指示式测量仪器的检验不确定度(ISO14253-5:2015,MOD)ISO14978:2018产品几何技术规范(GPS)GPS测量设备通用概念和要求[Geometricalproductspecifications(GPS)—GeneralconceptsandrequirementsforGPSmeasuringequipment]注:GB/T24634—2009产品几何技术规范(GPS)GPS测量设备通用概念和要求(ISO14978:2006,IDT)ISO/IECGuide98-3测量的不确定性第3部分:测量不确定性的表达指南(GUM:1995)[Un-certaintyofmeasurement——Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)]注:GB/T27418—2017测量不确定度评定和表示(ISO/IECGuide98-3:2008,MOD)ISO/IECGuide99国际计量学词汇基础和通用概念及相关术语(VIM)[Internationalvocabu-laryofmetrology-Basicandgeneralconceptsandassociatedterms(VIM)]3术语和定义ISO14978和ISO/IECGuide99界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1深度卡尺calliperdepthgauge在具有一定刚性的主尺身上移动尺框，将尺框测量基准面和深度测量面(或测量爪的外测量面)相1GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020对移动所分隔的距离进行读数，用于测量台阶高度特性或深度特性的测量器具。注1：一般设计示例见图1和图2。注2：示值能采用模拟的(游标刻度或圆盘刻度)或数显的方式。3.2测量面接触measuringfacecontact测量面与工件实体特征之间的接触。3.2.1测量面全接触fullmeasuringfacecontact测量面的整个区域与工件实体特征之间的完全接触。3.2.2测量面局部接触partialmeasuringfacecontact测量面的局部区域与工件实体特征之间的接触。4设计特性4.1总体设计和命名深度卡尺的总体设计和工艺应遵守ISO14978：2018中的总体指导原则及其附录C的要求。深度卡尺的一般设计示例见图1和图2。游标深度卡尺主尺身的刻度间距为1mm；对于带表深度卡尺，其主尺身上的刻度间距应为1mm或2mm。标引序号说明：1----尺框测量基准面； 6----主标尺;2----尺框测量爪; 7----游标尺;3----锁紧螺钉; 8----深度测量面;4----尺框; ld——测量基准面长度。5----主尺身;图1游标深度卡尺的设计示例(带锁紧螺钉尺框)2GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020标引序号说明：1——尺框测量基准面； 7——尺框测量爪；2——测量基准面扩展安装孔； 8——外测量面;3——锁紧螺钉； 9----测量爪;4——尺框; 10——深度测量面；5——主尺身; l。——测量基准面长度；6---数字显示; l。——尺身测量爪宽度。图2带有用于扩展测量基准面安装孔的数显带钩深度卡尺的设计示例4.2尺寸制造商应声明重要的深度卡尺设计尺寸，如表1所示。表1所示数值是深度卡尺的推荐尺寸而非本文件的规定尺寸。对于带钩深度卡尺，制造商应说明尺身测量爪的相关尺寸。表1深度卡尺测量基准面的推荐尺寸单位为毫米量程测量基准面长度ld≤150100≤200100≤250100≤300100~150≤350100~150≤500150~250≤1000150~2505计量特性5.1概述计量特性和相关的最大允许误差(MPE)值适用于制造商定义的深度卡尺在使用时的所有示值情3GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020况，以及按照制造商的推荐所使用时的情况，MPE值不能小于深度卡尺的分辨力或分度值，见附录A。5.2额定工作条件制造商应说明适用于MPE值的所有额定工作条件。除非另有规定，否则所有MPE值的检测仅适用于温度为20℃的额定工作条件。因此，额定工作温度应修正到20℃，以获得深度卡尺在20℃的条件下进行检测时产生的示值误差。如果温度没有修正到20℃，本文件允许将结果纳入测量不确定度评定表中(见6.2)。深度卡尺是一种手动操作的测量仪器，因此使用者的操作影响应纳入测量系统规定中。使用者应熟练地操作深度卡尺。5.3参考点数显和带表深度卡尺应有零位调节的功能。数显深度卡尺应能在其量程内的任意位置置零，带表深度卡尺应在圆度盘范围内置零。对于具有零位调节功能的深度卡尺，当深度测量面与平板接触进行置零时，本文件中描述的计量特性适用。因此评估计量特性时，参考点被认为是固定的。对于没有零位调节功能的深度卡尺，当深度测量面与平板接触时可能会出现误差。该误差应在不采用任何修正的情况下纳入计量特性评估中。5.4检测方法示值误差的检测应采用合适的仪器或相关测量标准进行，例如使用符合ISO3650的量块平板，且应进行充分检测来确认检测结果。针对合格检测，使用者可以任意选择检测点。除非另有规定，否则检测点的合格检测应符合本文件的要求。在考虑检测点时，应适当地考虑深度卡尺的设计和工作条件，因为这些因素会产生短周期误差或局部误差。对于带表或游标深度卡尺，所选择的检测点应分布于指示表指示一圈的范围内或游标标尺的标尺范围内。例如，对于带表卡尺选择的检测点，确保表针指向点能在圆度盘一周内的不同角度上分布。5.5测量面局部接触误差E(受EMPE限制)测量面局部接触误差是指用测量面局部接触标准器具时所产生的示值误差。该误差通过深度卡尺的示值与标准器具参考值之间的偏差计算得出。测量面局部接触误差应通过测量一个与尺框测量基准面有较小接触面积的标准器具来测出。例如，在一个合适的平板上放置一对符合ISO3650的量块，且量块应分别放置在测量基准面的不同位置，在深度卡尺量程内的多个检测点上进行检测(见图3)。检测点应尽可能均匀地分布在深度卡尺的量程内，检测点的数量至少应符合表2的要求。至少有一个检测点应位于量程的90%或更大的位置。参考点不计入表2的最少检测点数量。在图3所示的测量面局部接触误差检测中，量块与尺框测量基准面的接触位置应取最长和最短两个测试点，一个靠近尺身，一个尽可能远离尺身。在计算测量面局部接触误差时，不应取多次检测值的平均值。因此，测量面局部接触误差的检测应考虑重复性的影响。注：测量面局部接触误差是深度卡尺的综合检测误差，包括刻度误差、所施加测量力的大小，以及尺身和尺框之间的间隙、尺身的偏斜、尺框测量基准面的平面度的影响。4GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020表2测量面局部接触误差点数量程mm检测点数≤150≥5≤300≥6≤1000≥7>1000≥85.6位移误差S(受SMPE限制)位移误差是指除零点或参考(偏移)点的测量面以外的任何测量面采用全部或局部接触时的示值误差(见图4)。在测量爪外测量面与尺框基准测量面接触的情况下进行零位或参考(偏移)设置后，使用深度测量面时，该误差被计算为深度卡尺示值与标准器具的参考值之间的偏差值，必要时可加上尺身测量爪的尺寸。对于深度卡尺的每一种测量方式，均应分别用不少于一个检测点进行测量。对每一种测量方式，检测其位移误差可使用符合ISO3650的量块进行检测。标引序号说明：1——量块。5GB/T46655—2025/ISO13385-2:20205.7MPE值对于验收检测，应由制造商按照本文件的要求对MPE值作出规定。对于复检测试，使用者应说明MPE值。表3给出了计量特性规格表示例，其中留有空白用于填写MPE值。本文件旨在供制造商或使用者对MPE值作规定之用。当未规定MPE值时，应使用附录B。5.8特殊情况对于具有一个以上读数标尺的深度卡尺，例如两种分度值读数，MPE值均对其适用。应在每一种读数方式对应的量程内进行检测。对于在尺身上配备多个测量面的深度卡尺，例如图2所示的深度卡尺，MPE值适用于所有的测量面。应检测一个测量面局部接触误差E，其他测量面的位移误差S。表3计量特性规格表示例测量范围lmm最大允许测量误差EMPEμmSMPEμm0≤l≤5050<1≤100100<l≤200200<l≤300300<l≤400400<l≤500500<l≤600600<l≤700700<l≤800800<l≤1000机械刻度分度值或数显分辨力mm6与规范的一致性验证6.1一般要求所有的示值误差应符合规定的MPE值。6.2测量不确定度测量不确定度的评定应遵循ISO/IECGuide98-3的规定。与规范一致性验证时，应按照ISO14253-5的规定对与检测值相关的测量不确定度(该检测值的不确定度)进行评定。更多指导原则见ISO14978:2018的附录D。对于检测时与使用的参考标准器具有关的不确定度以及与温度有关的任何不确定度通常应作为测量不确定度的因素。检测值的不确定度不应包括深度卡尺的各种误差，比如深度卡尺的重复性或分辨力的误差。6GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020如5.2所述，使用者应有熟练操作深度卡尺的技能，以便确定是否符合技术规范。如ISO14253-5所述，当使用者有熟练的操作技能时，任何与深度卡尺使用者操作技能相关的检测值变化通常不作为测量的不确定度因素加以考虑。6.3判定规则在判定符合或不符合规范时，应遵循规则来判定。如果规范中没有规定规则，并且供方和客户之间没有特别协议,则应适用ISO14253-1的默认规则。注:关于选择替代决策规则,查阅ISO/TR14253-6。7标志深度卡尺应使用字母数字标志进行耐久性序列识别，以识别单个产品。对于图2所示的深度卡尺，应在尺框上注明宽度l。的值，以便在使用深度测量面进行测量时进行读数。GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020附录A(资料性)计量特性的校准指南深度卡尺的校准通常宜在量程内对其各项计量特性进行评估。总体而言，校准宜根据本文件对整个量程内的所有计量特性进行校准。根据深度卡尺的预期用途，宜考虑与使用要求相关的校准。例如，对于仅在部分量程内使用的深度卡尺，无须对整个量程进行检测。GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020附录B(规范性)计量特性的默认MPE值如果未声明MPE值，则表B.1中的值应适用于测量范围高达1000mm，分度值或分辨力为0.01mm、0.02mm或0.05mm的深度卡尺。对于表B.1中的MPE值，根据ISO/TR14253-6的规定，与规范一致性验证时适用的判定规则应简化为接收和拒收，其测量能力指数Cm为4或更大。检测值的测量不确定度应根据ISO1425-5进行评定(见6.2)。注：表B.1中的MPE值根据ISO/TR14253-6的规定，其判定规则为简单的接收和拒收，这是一个判定规则声明的范例而并非默认规则(见6.3)。表B.1测量范围达1000mm的深度卡尺的MPE值测量范围lmm分度值或分辨力0.01mm0.02mm0.05mmEMPEμmSMPEμmEMPEμmSMPEμmEMPEμmSMPEμm0≤l≤50±20±30±20±40±50±5050<l≤100±30±50±40±60±50±100100<l≤200±30±50±40±60±100±100200<l≤300±40±60±40±60±100±100300<l≤400±40±60±40±60±100±100400<l≤500±50±70±60±80±100±100500<l≤600±50±70±60±80±150±150600<l≤700±60±80±60±80±150±150700<1≤800±60±80±60±80±150±150800<l≤1000±70±90±80±100±150±1509GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020附录C(资料性)与GPS矩阵模型的关系C.1概述有关GPS矩阵模型的完整细节，见ISO14638。ISO14638中列出的GPS矩阵模型对GPS体系进行了综述，本文件是该体系的一部分。除非另有说明，ISO8015中给出的GPS基本规则适用于本文件，ISO14253-1中给出的默认判定规则适用于按照本文件制定的规范；有关替代判定规则的更多选择性信息，见ISO/TR14253-6。C.2 关于本文件及其使用的信息本文件为游标、带表和数显深度卡尺提供了最重要的设计和计量特性。C.3在GPS矩阵模型中的位置本文件是一项GPS通用标准。如表C.1所示，在通用GPS矩阵中对标准链中链环F(测量设备)和链环G(校准)的尺寸和距离产生影响。表C.1GPS矩阵模型中的位置几何特征链环ABCDEFG符号和标注要素要求要素特征符合与不符合测量测量设备校准尺寸距离形状方向位置跳动轮廓表面结构区域表面结构表面缺陷C.4 相关的标准表C.1所示标准链涉及的标准为相关的标准。10GB/T46655—2025/ISO13385-2:2020参考文献[1]