JJF(閩) 1072-2015 螺紋綜合測量機校準規(guī)范

1、 福建省地方計量技術(shù)規(guī)范JJF（閩）10722015螺紋綜合測量機校準規(guī)范Calibration Specification for Screwthread Measuring Machine2015-06-15發(fā)布2015-07-15實施 螺紋綜合測量機校準規(guī)范Calibration Specification for ScrewthreadMeasuring MachineJJF（閩）10722015 JJF（閩）1072-2015 JJF（閩）1072-2015 JJF（閩）*-*目錄引言.（）1范圍.（）2引用文件.（）3概述.（）4計量特性.（）4.1光面量規(guī)測量示值誤差.（）4.2

2、螺紋量規(guī)測量誤差.（）5校準條件.（）5.1環(huán)境條件.（）5.2校準用設(shè)備.（）6校準項目和校準方法.（）6.1光面量規(guī)測量示值誤差.（）6.2螺紋量規(guī)測量誤差.（）7校準結(jié)果表達.（）8復(fù)校時間間隔.（）附錄 A螺紋綜合測量機校準記錄（式樣）.（）附錄 B校準證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式.（）附錄 C螺紋綜合測量機直徑、錐角示值誤差校準結(jié)果不確定度評定.（10）附錄 D圓柱螺紋大徑、小徑、中徑、螺距測量結(jié)果不確定度評定.（15）I JJF（閩）1072-2015引 言JJF 1071-2010國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則、JJF 1001-2011通用計量術(shù)語及定義、JJF 1059.1-2012測量不確

3、定度評定與表示共同構(gòu)成支撐本校準規(guī)范的基礎(chǔ)性系列技術(shù)文件。本規(guī)范參考了 GB/T 14791-2013 螺紋術(shù)語。本規(guī)范為首次制定文件。II JJF（閩）1072-2015螺紋綜合測量機校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于接觸（觸針）式臥式螺紋綜合測量機的校準（以下簡稱螺紋綜合測量機）。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJF 1001-2011通用計量術(shù)語及定義JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示JJF 1094-2002測量儀器特性評定JJF 1071-2010國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則GB/T 14791-2013 螺紋術(shù)語GB/T 11854-2003 7/24工具圓錐量規(guī)凡是注日期

4、的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3概述螺紋綜合測量機是用來測量光面、螺紋量規(guī)的專用測量儀器，其主要由光柵測量系統(tǒng)、氣浮軸承系統(tǒng)、測控箱、檢定夾具、檢定軟件、計算機等組成。螺紋綜合測量機采用光柵尺作為長度標準，控制軟件根據(jù)用戶選擇被測螺紋的標準和輸入被測螺紋的規(guī)格、檢測量程等信息后，向控制箱的微處理器發(fā)出相應(yīng)控制指令；測控箱收到指令后，自動控制微型直流電機精確驅(qū)動測針與被測螺紋接觸掃描，由光柵測量系統(tǒng)記錄接觸掃描過程中水平和垂直方向的坐標，由計算機將二維記錄數(shù)據(jù)進行合成，按螺紋參數(shù)的相關(guān)定義進行分析，計算獲得螺紋的各種參

5、數(shù)。螺紋綜合測量機樣機如圖 1。圖1螺紋綜合測量機樣機圖1 JJF（閩）1072-20154計量特性4.1光面量規(guī)測量示值誤差4.1.1光面圓柱量規(guī)直徑測量示值誤差不大于表 1要求。表 1光面圓柱量規(guī)直徑測量示值誤差的最大允許誤差m儀器徑向測量上限60mm1.560mm2.0L10mm直徑L10mm1.0 + L/2001.5 + L/200注：L被校準尺寸，單位：mm4.1.2光面錐度量規(guī)錐角測量示值誤差不大于 10。4.2螺紋量規(guī)測量誤差4.2.1圓柱螺紋塞規(guī)測量誤差。圓柱螺紋塞規(guī)比對測量結(jié)果：大徑 En(d)、中徑 En(d2)、螺距 En(p)均小于 1。4.2.2圓柱螺紋環(huán)規(guī)測量誤差

6、。圓柱螺紋環(huán)規(guī)比對測量結(jié)果：小徑 En(D1)、中徑 En(D2)、螺距 En(p)均小于 1。注：以上計量特性要求僅供參考，驗收時應(yīng)按用戶和制造商雙方達成的技術(shù)協(xié)議，復(fù)校時可按用戶的規(guī)定。表 2校準項目和校準用設(shè)備序號校準項目校準用設(shè)備光面塞規(guī)（直徑：U=0.5m，k=2）光面環(huán)規(guī)（直徑：U=0.5m，k=2）7/24工具圓錐塞規(guī)（錐角：U=2，k=2）7/24工具圓錐環(huán)規(guī)（錐角：U=2，k=2）光面圓柱量規(guī)直徑測量示值誤差光面量規(guī)測量示值誤差1光面錐度量規(guī)錐角測量示值誤差圓柱螺紋塞規(guī)（大徑、中徑：U=3m，k=2；圓柱螺紋塞規(guī)測量誤差圓柱螺紋環(huán)規(guī)測量誤差螺距 U=2m，k=2）螺紋量規(guī)測量

7、誤差2圓柱螺紋環(huán)規(guī)（小徑、中徑：U=3m，k=2；螺距 U=2m，k=2）注：也可采用滿足測量不確定度要求的其它校準用設(shè)備進行校準。2 JJF（閩）1072-20155校準條件5.1環(huán)境條件5.1.1溫度：(201)。5.1.2濕度：不大于 75%RH。5.2校準用設(shè)備校準用設(shè)備見表 2。6校準項目和校準方法校準時，儀器說明書中如有要求先標定后測量，則按說明書中規(guī)定的操作程序，先標定再校準。6.1光面量規(guī)測量示值誤差6.1.1光面圓柱量規(guī)直徑測量示值誤差光面圓柱量規(guī)直徑測量示值誤差分為外尺寸測量示值誤差和內(nèi)尺寸測量示值誤差，兩者直徑測量點分布均按表 3。外尺寸測量示值誤差校準時，選取對應(yīng)尺寸的

8、光面塞規(guī)，用螺紋綜合測量機在每個光面塞規(guī)直徑的校準方向連續(xù)重復(fù)測量 3次，以 3次測量結(jié)果的平均值與該光面塞規(guī)直徑的參考值之差作為校準結(jié)果。同理，選取各對應(yīng)尺寸的光面環(huán)規(guī)校準內(nèi)尺寸測量示值誤差。表 3光面圓柱量規(guī)直徑測量示值誤差測量點分布儀器徑向測量上限160mm直徑測量點分布測量范圍內(nèi)大致均勻分布 3點，其中最小測量點應(yīng)10mm測量范圍內(nèi)大致均勻分布 5點，其中最小測量點應(yīng)10mm160mm6.1.2光面錐度量規(guī)錐角測量示值誤差光面錐度量規(guī)錐角測量示值誤差分為外角測量示值誤差和內(nèi)角測量示值誤差。外角測量示值誤差校準時，選一合適的 7/24工具圓錐塞規(guī)，該圓錐塞規(guī)的錐角應(yīng)經(jīng)過校準。根據(jù) 7/2

9、4工具圓錐塞規(guī)的型號規(guī)格，按相應(yīng)的測量程序輸入測量參數(shù)，并在輸出的測量結(jié)果中記錄圓錐塞規(guī)錐角。上述步驟重復(fù)測量 3次，以 3次測量結(jié)果的平均值與該工具圓錐塞規(guī)錐角的參考值之差作為校準結(jié)3 JJF（閩）1072-2015果。同理，選一合適的 7/24工具圓錐環(huán)規(guī)校準內(nèi)角測量示值誤差。6.2螺紋量規(guī)測量誤差6.2.1圓柱螺紋塞規(guī)測量誤差選用一組加工質(zhì)量較好的圓柱螺紋塞規(guī)，要求至少一個公稱直徑小等于10mm，一個公稱直徑大于 10mm。該組螺紋塞規(guī)的大徑 d、中徑 d2、螺距 P均應(yīng)經(jīng)過校準。用螺紋綜合測量機測量每個螺紋塞規(guī)，測量時根據(jù)螺紋塞規(guī)的型號規(guī)格，按相應(yīng)的測量程序輸入測量參數(shù)，并在輸出的測量

10、結(jié)果中記錄被測螺紋塞規(guī)的大徑 d、中徑 d2、螺距 P，重復(fù)測量 3次，每個參數(shù)取 3次測量結(jié)果的平均值。以大徑 d為例，對測量結(jié)果進行以下比對計算：dm drEn(d)=（1）U2mU r2式中：En(d)大徑 d比對結(jié)果；dm大徑 d測量結(jié)果平均值；dr大徑 d的參考值；U m大徑 d測量結(jié)果的擴展不確定度（由制造商提供或用戶自評定）；U r 大徑 d校準值的擴展不確定度。同理，按公式（1）的計算方法，分別計算 En(d2)、En(p)，以 3個參數(shù)的 En值作為圓柱螺紋塞規(guī)測量誤差。6.2.2圓柱螺紋環(huán)規(guī)測量誤差選用一組加工質(zhì)量較好的圓柱螺紋環(huán)規(guī)，要求至少一個公稱直徑小等于10mm，一個

11、公稱直徑大于 10mm。該組螺紋環(huán)規(guī)的小徑 D1、中徑 D2、螺距 P均應(yīng)經(jīng)過校準。按 6.2.1操作程序，分別計算每個螺紋環(huán)規(guī)的 En(D1)、En(D2)、En()，并以 3個參數(shù)的 En值作為圓柱螺紋環(huán)規(guī)測量誤差。注：當 6.2所有參數(shù)的 En值均小于 1時，表示對螺紋綜合測量機圓柱螺紋測量結(jié)果滿意。7校準結(jié)果表達經(jīng)校準的螺紋綜合測量機出具校準證書。4 JJF（閩）1072-2015校準證書校準結(jié)果內(nèi)容見附錄 B。8復(fù)校時間間隔復(fù)校時間間隔的長短取決于其使用情況，如環(huán)境條件、使用頻率等，使用單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校的時間間隔，但復(fù)校時間間隔最長一般不超過1年。5 JJF（閩）1

12、072-2015附錄 A螺紋綜合測量機校準記錄（式樣）送校單位記錄編號名稱螺紋綜合測量機型號規(guī)格型號規(guī)格儀器編號樣品制造廠名出廠編號稱技術(shù)特征證書編號光面環(huán)規(guī)標準器光面塞規(guī)螺紋環(huán)規(guī)螺紋塞規(guī)光面錐度環(huán)規(guī)光面錐度塞規(guī)技術(shù)依據(jù) JJF（閩）*螺紋綜合測量機校準規(guī)范校準地點校準日期校準員溫度：證書編號核驗員相對濕度：1、光面塞規(guī)型號實際值讀數(shù)值 1讀數(shù)值 2讀數(shù)值 3平均值最大允許誤差測量不確定度2、光面環(huán)規(guī)型號實際值讀數(shù)值 1讀數(shù)值 2讀數(shù)值 3平均值最大允許誤差測量不確定度3、光面錐度塞規(guī)錐角實際值型號型號讀數(shù)值 1讀數(shù)值 2讀數(shù)值 3平均值最大允許誤差測量不確定度4、光面錐度環(huán)規(guī)錐角實讀數(shù)值 1

13、讀數(shù)值 2讀數(shù)值 3平均值最大允許誤差測量不確定度際值6 JJF（閩）1072-20155、圓柱螺紋塞規(guī)讀數(shù)值讀數(shù)讀數(shù)平均最大允許誤參考值測量不確定 En值型號項目1值 2值 3值差度大徑中徑螺距大徑中徑螺距6、圓柱螺紋環(huán)規(guī)讀數(shù)值讀數(shù)讀數(shù)平均最大允許誤參考值型號項目測量不確定 En值1值 2值 3值差度小徑中徑螺距小徑中徑螺距7 JJF（閩）1072-2015附錄 B校準證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式B.1校準證書至少包括以下信息：a）標題：“校準證書”；b）實驗室的名稱和地址；c）進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同）；d）證書的唯一性標識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標識；e）客戶的名稱和地址；f)被校

14、對象的描述和明確標識；g)進行校準的日期，如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收日期；h)如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明；i)校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標識，包括名稱及代號；j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；k)校準環(huán)境的描述；l)校準結(jié)果及測量不確定度的說明；m）對校準規(guī)范的偏離的說明；n）校準證書或校準報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標識；o）校準結(jié)果僅對校準對象有效的聲明；p）未經(jīng)校準實驗室書面批準，不得部分復(fù)制校準證書的聲明。B.2推薦的校準證書內(nèi)頁格式：推薦的校準證書內(nèi)頁格式見表B.18 JJF（閩）1072-2015表B.1

15、校準證書校準結(jié)果內(nèi)頁格式型號規(guī)格實際值儀器示值最大允許誤差測量不確定度光面塞規(guī)光面環(huán)規(guī)光面錐度塞規(guī)光面錐度環(huán)規(guī)圓柱螺紋塞規(guī)測量不確定En值項目儀器示值最大允許誤差參考值度大徑中徑螺距大徑中徑螺距圓柱螺紋環(huán)規(guī)測量不確定En值度項目儀器示值最大允許誤差參考值小徑中徑螺距小徑中徑螺距9 JJF（閩）1072-2015附錄 C螺紋綜合測量機直徑、錐角示值誤差校準結(jié)果不確定度評定C1直徑測量示值誤差校準結(jié)果的不確定度評定C1.1概述環(huán)境溫度(201)，采用100mm的標準環(huán)規(guī)（U=0.5m，k=2）在螺紋綜合測量機上測量直徑，至少連續(xù)測量三次，計算螺紋綜合測量機直徑測量示值的平均值與標準環(huán)規(guī)直徑實際值之

16、差作為測量結(jié)果。C1.2數(shù)學模型 = Li - Ls（C1.1）式中：螺紋綜合測量機直徑測量示值誤差，mm；Li螺紋綜合測量機直徑測量示值，mm；Ls標準環(huán)規(guī)直徑實際值，mm。式（A3.1）中，Li、Ls之間互為獨立，其靈敏系數(shù)與方差分別為c1 1，c2 L 1（C1.2）（C1.3）LiSu2() c1C1.3標準不確定度的來源與評定C1.3.1螺紋綜合測量機直徑測量示值 Li引入的標準不確定度u(Li)u (Li)c2 u (LS)2 2 2 2螺紋綜合測量機直徑測量示值產(chǎn)生的不確定度主要是測量重復(fù)性引起的標準不確定度分量。對 100mm的標準環(huán)規(guī)，重復(fù)測量 10次，測量結(jié)果為：99.99

17、99mm，100.0009mm，100.0007mm，100.0002mm，99.9993mm，99.9997mm，100.0005mm，99.9995mm，99.9992mm，99.9994mm?？傻脝未螠y量實驗標準差u(Li) 0.62m由于實際測量以三次測量的平均值作為測量結(jié)果，平均值的實驗標準偏差為：u(Li) 0.62 1 =0.36m3C1.3.2標準環(huán)規(guī)直徑實際值不確定度 LS引入的標準不確定度u(LS )LS的標準不確定度來源主要是：10 JJF（閩）1072-2015標準環(huán)規(guī)的校準證書給出定值的擴展不確定度u(LS1)：螺紋綜合測量機和標準環(huán)規(guī)的溫度線膨脹系數(shù)不同,當溫度偏離

18、標準 20時引起的標準不確定度u(LS 2)螺紋綜合測量機與標準環(huán)規(guī)溫度之差引起的標準不確定度u(LS3)C1.3.2.1標準環(huán)規(guī)直徑定值不確定度引入的標準不確定度u(LS1)標準環(huán)規(guī)的校準證書給出定值的擴展不確定度：U=0.5m， k=2。則u(LS )=1/2=0.25mC1.3.2.2螺紋綜合測量機和標準環(huán)規(guī)的溫度線膨脹系數(shù)不同 ,當溫度偏離標準20時引起的標準不確定度u(LS 2)校準時,溫度在(201)的范圍內(nèi)服從均勻分布,該均勻分布的半寬 a =1,包含因子 k= 3，螺紋綜合測量機和標準環(huán)規(guī)的溫度線膨脹系數(shù)分別為(11.50.5)10-6-1和(10.20.5)10-6-1, a

19、 =1.310-6-1，則標準不確定度u(LS 2)為u(LS 2) Lak=10010311.3106 m3=0.08mC1.3.2.3螺紋綜合測量機與標準環(huán)規(guī)溫度之差引起的標準不確定度u(LS3)經(jīng)等溫后，螺紋綜合測量機與標準環(huán)規(guī)溫度之差估計在 0.3范圍內(nèi)服從均勻分布,該均勻分布的半寬 a =0.3,包含因子 k= 3，則標準不確定度u(LS3)為Lau(LS3) k=100103 0.311.51063m=0.20mC1.3.2.4 Ls標準不確定度u(LS )的計算uS u2(LS1)u2(LS 2)u2(LS3)（C1.4）11 JJF（閩）1072-20150.23 0.20=

20、0.25 m2 2 2=0.33mC1.4合成標準不確定度的計算C1.4.1標準不確定度分量一覽表將第A3.3條款評定的標準不確定度分量與靈敏系數(shù)計算列表如下：標準不確定度分量ci u(xi)標準不確定度ci不確定度來源u(xi)（m）（m）u（Li）直徑測量重復(fù)性0.360.250.080.2010.36標準環(huán)規(guī)校準值不確定度u(LS1)u(LS 2)u(LS3)u（LS）線膨脹系數(shù)不同溫度差-10.33C1.4.2合成標準不確定度計算由于 Li、Ls之間彼此獨立不相關(guān)，因此合成標準不確定度為uc c21u2(Li ) c u222L(S（C1.5）按式（B3.5）計算合成標準不確定度為：u

21、c=0.49mC1.5擴展不確定度的確定取包含因子 k=2，則擴展不確定度按式（C1.6）計算為：U k uc（C1.6）U=20.49=0.98m1.0mC1.6擴展不確定度的報告形式由于螺紋綜合測量機在內(nèi)外直徑測量的重復(fù)性是一致的，即內(nèi)外尺寸測量示值誤差的不確定度在同一點是一致的。因此，不管是內(nèi)尺寸還是外尺寸，在100mm處直徑測量示值誤差校準結(jié)果不確定度報告：U=1.0m， k=212 JJF（閩）1072-2015C2錐角測量示值誤差校準結(jié)果的不確定度評定C2.1概述環(huán)境溫度（201），螺紋綜合測量機測量光面錐度量規(guī)的錐度值，至少連續(xù)測量三次，計算螺紋綜合測量機測量光面錐度量規(guī)錐角示值

22、的平均值與光面錐度量規(guī)錐角實際值之差作為測量結(jié)果。C2.2數(shù)學模型 = Li - Ls（C2.1）式中：螺紋綜合測量機錐角測量示值誤差，（）；Li螺紋綜合測量機測量光面錐度量規(guī)錐角示值，（ ）；Ls光面錐度量規(guī)錐角實際值，（）。式（B2.1）中，Li、Ls之間互為獨立，其靈敏系數(shù)與方差分別為c1 1，c2 L 1（C2.2）（C2.3）LiSu2() c1C2.3標準不確定度分量的來源與評定C2.3.1螺紋綜合測量機錐角測量示值（Li）引入的標準不確定度u(Li)u (Li)c2 u (LS)2 2 2 2螺紋綜合測量機錐角示值產(chǎn)生的不確定度主要是測量重復(fù)性引起的標準不確定度分量。用螺紋綜合測

23、量機測量光面錐度塞規(guī)錐角，重復(fù)測量 10次，示值誤差測量結(jié)果為： +2.1，+1.7，+1.8，+1.3，-2.0，-1.2，+1.3，-2.4，+2.3，-2.1?？傻脝未螠y量實驗標準差u(Li) 1.9由于實際測量中以三次測量的平均值作為測量結(jié)果，平均值的實驗標準偏差為：u(Li) 1.9. 1 =1.13C2.3.2光面錐度量規(guī)錐角實際值（LS）引入的標準不確定度u(LS )校準證書給出光面錐度量規(guī)錐角值擴展不確定：U=2，k=2。則13 JJF（閩）1072-2015u(LS )= 2/2=1C2.4合成標準不確定度的計算C2.4.1標準不確定度分量一覽表將第B2.3條款評定的標準不確

24、定度分量與靈敏系數(shù)計算列表如下：標準不確定度分ci u(xi)標準不確定度（）ci不確定度來源量u(xi)u（Li）u（LS）（）錐角測量重復(fù)性1.11.011.1錐角校準值不確定度-11.0C2.4.2合成標準不確定度計算由于 Li、Ls之間彼此獨立不相關(guān)，因此合成標準不確定度為uc c21u2(Li ) c u222L(S（C2.4）按式（B2.4）計算合成標準不確定度為：uc=1.5C2.5擴展不確定度的確定取包含因子 k=2，則擴展不確定度按式（C2.5）計算為：U k uc（C2.5）U=21.5=3C2.6擴展不確定度的報告形式由于螺紋綜合測量機在內(nèi)外角測量的重復(fù)性是一致的，即內(nèi)外

25、角測量示值誤差的不確定度是一致的。因此，不管內(nèi)角還是外角，螺紋綜合測量機錐角測量示值誤差校準結(jié)果不確定度報告U=3， k=214 JJF（閩）1072-2015附錄 D圓柱螺紋大徑、小徑、中徑、螺距測量結(jié)果不確定度評定D1概述環(huán)境溫度(201)，采用螺紋綜合測量機測量圓柱螺紋規(guī)的大徑、小徑、中徑和螺距，螺紋綜合測量機徑向量程 100mm，測量前應(yīng)充分等溫。由于圓柱螺紋規(guī)的大徑、小徑、中徑均由掃描輪廓在徑向方向計算得出，影響因素相同，因此三者測量結(jié)果的不確定度是一致的。而螺距由掃描輪廓在軸向方向計算得出，其測量結(jié)果的不確定度主要來源于軸向標定結(jié)果及其測量重復(fù)性。D2數(shù)學模型D=L（D1.1）式中

26、：D大徑或小徑或中徑或螺距測量結(jié)果；L螺紋機對大徑或小徑或中徑或螺距測量結(jié)果值。由式（D1.1）可知 L的靈敏系數(shù) C=1，則u(D) u(L)（D1.2）D3不確定度分量評定D3.1測量重復(fù)性引入的不確定度分量u(L1)考慮到螺紋結(jié)構(gòu)的特殊性，重復(fù)測量時，務(wù)必保證每次測量的位置及測量長度是一致的，經(jīng)重復(fù)性實驗，外螺紋與內(nèi)螺紋的測量重復(fù)性一致，而且大徑、小徑、中徑、螺距的重復(fù)性結(jié)果也幾乎一致，得：u(L1) =S=0.7mD3.2螺紋綜合測量機示值誤差引入的不確定度分量u(L2)圓柱螺紋測量前，由尺寸相近的標準環(huán)規(guī)或光面塞規(guī)對螺紋機的示值進行標定，標定結(jié)果的不確定度為 U=1m，k=2，則Uu(L2) = =0.5mkD3.3圓柱螺紋規(guī)裝夾引入的不確定度分量u(L3)螺紋綜合測量機通過掃描螺紋規(guī)直徑方向（拐點位置）的上下兩側(cè)輪廓，計算大徑、小徑、中徑。因此當裝夾偏離直徑方向時，對測量結(jié)果有較大的影響。15 JJF（閩）1072-2015估計裝夾時在徑向有 2m的誤差，按均勻分布，則u(L3) =2 3 =1.2mD3