JJF(魯) 127-2022 接觸（觸針）式表面輪廓測量儀校準(zhǔn)規(guī)范

1、山東省地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF（魯） 1272022接觸（觸針）式表面輪廓測量儀校準(zhǔn)規(guī)范Calibration Specification for Contact (Stylus) Surface Contour Tester20220624 發(fā)布20220701 實(shí)施山 東 省 市 場 監(jiān) 督 管 理 局發(fā) 布JJF（魯） 1272022JJF（魯） 1272022接觸（觸針）式表面輪廓測量儀校準(zhǔn)規(guī)范Calibration Specification for Contact (Stylus)Surface Contour Tester歸 口 單 位：山東省幾何量計(jì)量技術(shù)委員會主要起草單位：山東

2、省計(jì)量科學(xué)研究院山東省計(jì)量檢測中心參加起草單位：威海市產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量檢驗(yàn)研究院本規(guī)范委托山東省幾何量計(jì)量技術(shù)委員會負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：何慶雨（山東省計(jì)量檢測中心） 張?。ㄉ綎|省計(jì)量科學(xué)研究院） 臧軍（山東省計(jì)量檢測中心）參加起草人：劉大忠（山東省計(jì)量科學(xué)研究院） 孫磊（山東省計(jì)量檢測中心） 唐瑩（山東省計(jì)量科學(xué)研究院）遲軍科（威海市產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量檢驗(yàn)研究院）目錄引言（II） HYPERLINK l _bookmark0 1范圍（1）2引用文件（1） HYPERLINK l _bookmark1 3概述（1） HYPERLINK l _bookmark2 計(jì)量特性（2） HYPERLI

3、NK l _bookmark3 基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度（2） HYPERLINK l _bookmark4 輪廓垂直分量（Z 軸）示值誤差（2） HYPERLINK l _bookmark5 輪廓水平分量（X 軸）示值誤差（2） HYPERLINK l _bookmark6 圓弧半徑測量示值誤差（2） HYPERLINK l _bookmark7 圓弧半徑測量重復(fù)性（2） HYPERLINK l _bookmark8 角度測量示值誤差（2） HYPERLINK l _bookmark9 角度測量重復(fù)性（2） HYPERLINK l _bookmark10 校準(zhǔn)條件（2） HYPERLINK l _bo

4、okmark11 環(huán)境條件（2） HYPERLINK l _bookmark12 測量標(biāo)準(zhǔn)及其它設(shè)備（2） HYPERLINK l _bookmark13 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法（2） HYPERLINK l _bookmark14 基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度（3） HYPERLINK l _bookmark15 輪廓垂直分量（Z 軸）示值誤差（3） HYPERLINK l _bookmark16 輪廓水平分量（X 軸）示值誤差（3） HYPERLINK l _bookmark17 圓弧半徑測量示值誤差（3） HYPERLINK l _bookmark18 圓弧半徑測量重復(fù)性（4） HYPERLINK l _

5、bookmark19 角度測量示值誤差（4） HYPERLINK l _bookmark20 角度測量重復(fù)性（5） HYPERLINK l _bookmark21 校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)（5） HYPERLINK l _bookmark22 校準(zhǔn)證書（5） HYPERLINK l _bookmark23 復(fù)校時(shí)間間隔（6） HYPERLINK l _bookmark24 附錄 A輪廓垂直分量（Z 軸）示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定示例（7） HYPERLINK l _bookmark25 附錄 B校準(zhǔn)原始記錄信息及格式（9） HYPERLINK l _bookmark26 附錄 C校準(zhǔn)證書內(nèi)頁信息及格式

6、（11）I引言JJF 1071-2010國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則、JJF 1001-2011通用計(jì)量術(shù)語及定義、JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示共同構(gòu)成支撐本校準(zhǔn)規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。II接觸（觸針）式表面輪廓測量儀校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于接觸（觸針）式表面輪廓測量儀的校準(zhǔn)。引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GB/T 6062-2009 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 接觸（觸針）式儀器的標(biāo)稱特性GB/T 19600-2004 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 接觸（觸針）式儀器的校準(zhǔn)JB/T 11271-2012 接觸（觸針）式

7、表面輪廓測量儀凡是注日期的引用文件，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。概述12345678接觸（觸針）式表面輪廓測量儀（以下簡稱“輪廓儀”）一般由傳感器、驅(qū)動箱、立 柱、電子信號處理裝置、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)等組成。其工作原理是儀器的驅(qū)動箱帶動傳感器 沿被測表面作勻速滑行，傳感器通過觸針感受被測表面的幾何形狀變化，并轉(zhuǎn)化成電信號， 該信號經(jīng)放大和處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再由軟件系統(tǒng)分析處理得到需要測量的幾何參數(shù)。輪廓儀主要用于測量機(jī)械零部件的二維形狀和位置參數(shù)，如角度、直線度、曲面曲率半徑、線輪廓度等。典型的儀器結(jié)構(gòu)見圖 1。圖 1接觸（

8、觸針）式表面輪廓測量儀1底座；2工作臺；3觸針；4基準(zhǔn)導(dǎo)軌；5立柱；6驅(qū)動箱；7傳感器；8計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1計(jì)量特性基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度可用任意指定測量長度基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度和全行程基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度兩種方式表述。輪廓垂直分量（Z 軸）示值誤差輪廓水平分量（X 軸）示值誤差圓弧半徑測量示值誤差圓弧半徑測量重復(fù)性角度測量示值誤差角度測量重復(fù)性校準(zhǔn)條件環(huán)境條件校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度：（203），相對濕度不超過 65%；校準(zhǔn)室內(nèi)應(yīng)無影響測量的灰塵、振動、噪音、氣流、腐蝕性氣體和較強(qiáng)磁場；被校儀器及測量標(biāo)準(zhǔn)在室內(nèi)連續(xù)平衡溫度的時(shí)間不少于 2h；校準(zhǔn)前，被校儀器連續(xù)通電預(yù)熱時(shí)間應(yīng)不少于 30min。測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

9、輪廓儀校準(zhǔn)項(xiàng)目和測量標(biāo)準(zhǔn)見表 1，也可采用滿足測量準(zhǔn)確度要求的其他標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。表 1 校準(zhǔn)項(xiàng)目和測量標(biāo)準(zhǔn)序號校準(zhǔn)項(xiàng)目測量標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求1基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度1 級平面平晶或長平晶2輪廓垂直分量（Z 軸）示值誤差量塊，3 等；1 級平面平晶或長平晶3輪廓水平分量（X 軸）示值誤差激光干涉儀，MPE:（0.03m +1.510-6L）4圓弧半徑測量示值誤差標(biāo)準(zhǔn)球或標(biāo)準(zhǔn)半球，U2.0m （k=2）5圓弧半徑測量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)球或標(biāo)準(zhǔn)半球，U2.0m （k=2）6角度測量示值誤差角度塊，2 級7角度測量重復(fù)性角度塊，2 級校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)前，應(yīng)確認(rèn)儀器無影響使用性能的銹蝕、碰傷等缺陷；各活動部件運(yùn)動應(yīng)

10、平穩(wěn)、靈活，無卡滯、跳動和爬行現(xiàn)象；緊固部件作用有效、可靠；可調(diào)部分應(yīng)有足夠的調(diào)整范圍。確定無影響校準(zhǔn)計(jì)量特性的因素后再校準(zhǔn)，允許采用滿足測量不確定度要求的其他校2準(zhǔn)方法?；鶞?zhǔn)導(dǎo)軌直線度用 1 級平面平晶或長平晶進(jìn)行校準(zhǔn)。將工作面長度大于輪廓儀 X 軸測量范圍的平晶水平放置在輪廓儀工作臺面上，調(diào)整平晶工作平面與輪廓儀基準(zhǔn)導(dǎo)軌平行。設(shè)置輪廓儀顯示分辨力為最小值，設(shè)定 X 軸測量行程為指定測量長度，在 X 軸測量范圍內(nèi)任選 3 個(gè)位置測量平晶表面輪廓，分別評定測量輪廓的直線度，取各段直線度的最大值作為任意指定測量長度基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度；以全行程表面輪廓的直線度作為全行程基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度。輪廓垂直分量（Z

11、 軸）示值誤差用 3 等量塊進(jìn)行校準(zhǔn)。在傳感器測量范圍內(nèi)選擇 5 個(gè)大致均勻分布的測量點(diǎn)，分別選取對應(yīng)尺寸的 3 等量塊作為各測量點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)器。將量塊按尺寸從大到小研合在平晶上，并使各量塊盡量平行且接觸緊密。調(diào)整工作臺臺面與驅(qū)動箱運(yùn)動方向平行后，將研合量塊的平晶放置在輪廓儀工作臺上，從大到小依次測量各量塊表面輪廓。采用點(diǎn)到擬合直線距離的方式對量塊高度差進(jìn)行評定，以量塊高度差的測得值與實(shí)際值之差為該點(diǎn)示值誤差，取各點(diǎn)示值誤差的最大值作為輪廓垂直分量（Z 軸）示值誤差。輪廓水平分量（X 軸）示值誤差用激光干涉儀進(jìn)行校準(zhǔn)。將激光干涉儀的反光鏡固定在輪廓儀驅(qū)動箱與傳感器連接件上，將干涉鏡固定在輪廓儀工作

12、臺上，調(diào)整激光干涉儀的光束使其準(zhǔn)直；然后，將輪廓儀觸針移動至初始位置，并使激光干涉儀讀數(shù)置零后，在全行程范圍內(nèi)均勻分布的 5 個(gè)位置上進(jìn)行測量，以輪廓儀 X 軸示值與激光干涉儀示值之差為各點(diǎn)示值誤差，取各點(diǎn)示值誤差的最大值作為輪廓水平分量（X 軸）示值誤差。圓弧半徑測量示值誤差將標(biāo)準(zhǔn)球或標(biāo)準(zhǔn)半球放置于輪廓儀工作臺上，先調(diào)整其位置，使觸針滑行軌跡通過球面的最高點(diǎn)，然后測量其圓弧輪廓，所測圓弧輪廓的圓周角不小于 75。在 AD、BD、AC 三個(gè)區(qū)域（見圖 2）上，分別計(jì)算圓弧半徑測得值與標(biāo)準(zhǔn)球或標(biāo)準(zhǔn)半球的半徑實(shí)際值之差，作為該段圓弧半徑的示值誤差，取各段圓弧半徑示值誤差絕對值的最大值作為測量結(jié)果。

13、3BCAD圖 2圓弧評估區(qū)域圓弧半徑測量重復(fù)性按 6.4 所述方法，對圓弧輪廓的同一位置連續(xù)重復(fù)測量 3 次，用極差法按公式（1）計(jì)算重復(fù)性：式中:s = RC（1）R3 次重復(fù)測量中，最大值與最小值之差，mm；C極差系數(shù)，3 次測量時(shí)取 C =1.69。角度測量示值誤差60將 60角度塊固定在平口鉗中，如圖 3 所示，分別調(diào)整角度塊的底面及側(cè)面平行于觸針滑行方向。測量角度塊兩工作面之間的角度值，連續(xù)測量 3 次，取測得值的平均值與角度塊實(shí)際值之差作為該角度的示值誤差。水平線圖 360角度塊擺放示意圖將 90與 30的角度塊研合后固定在平口鉗中，如圖 4 所示，分別調(diào)整 30角度塊的底面及側(cè)面

14、平行于觸針滑行方向。測量 90角度塊左、右傾斜時(shí)的角度值，連續(xù)測量 3 次，取測得值的平均值與角度塊實(shí)際值之差作為該角度的示值誤差。選取各角度示值誤差絕對值的最大值作為測量結(jié)果。4角度測量重復(fù)性圖 490角度塊傾斜擺放示意圖水平線按 6.6 所述方法，對 60角度塊同一位置連續(xù)重復(fù)測量 3 次，用極差法計(jì)算重復(fù)性。校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)證書校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書（報(bào)告）上反映，校準(zhǔn)證書（報(bào)告）應(yīng)至少包括以下信息：標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”；實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同）；證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；客戶的名稱和地址；被校對象的描述和明確標(biāo)識；進(jìn)行校準(zhǔn)的日

15、期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被校對象的接收日期；如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；對校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；校準(zhǔn)環(huán)境的描述；校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；對校準(zhǔn)規(guī)范偏離的說明；校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。5經(jīng)校準(zhǔn)后的輪廓測量儀出具校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁格式和信息見附錄 C。復(fù)校時(shí)間間隔由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由儀器的使用保養(yǎng)情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等因素所決定，送校單位可根據(jù)

16、實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔，建議不超過 1 年。6附錄A輪廓垂直分量（Z 軸）示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定示例測量方法在環(huán)境溫度（203）的條件下，采用 3 等量塊（U=0.10m+110-6ln）研合在平晶上的方法測量輪廓垂直分量（Z 軸）10mm 處的示值誤差，測得值和實(shí)際值之差為測量結(jié)果。測量模型式中：6 = Li Ls（A.1）6 輪廓垂直分量校準(zhǔn)點(diǎn)示值誤差，mm；Li輪廓儀示值，mm； Ls量塊實(shí)際值，mm。式（A.1）中，Li和Ls之間互相獨(dú)立，其靈敏系數(shù)與方差分別為：c1 = &6 = 1c2 = &6 = 1&Li&Lsu2 6 = c2 u2 Li + c2 u2 L

17、s12標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定儀器測量重復(fù)性引入的不確定度分量 u(Li)對輪廓儀垂直分量（Z 軸）10mm 處示值點(diǎn)，用 10mm 量塊重復(fù)測量 10 次，測量結(jié)果為：10.0013mm、10.0016mm、10.0019mm、10.0019mm、10.0023mm、10.0014mm、10.0018mm、 10.0014mm、10.0011mm、10.0018mm。經(jīng)計(jì)算得出單次測量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：s = u(Li) = .香m標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量 u(Ls)（1）3 等量塊中心長度擴(kuò)展不確定度 U=0.10m+110-6Ls，包含概率 p=0.99，包含因子 k=2.63。當(dāng)Ls=10mm 時(shí)，

18、u1 Ls = U/k= (0.10+10.01)m/2.63=0.04m（2）量塊的線膨脹系數(shù) = 11.5 1 1香1，量塊溫度 t 與標(biāo)準(zhǔn)溫度 20的偏差以等概率落在3范圍內(nèi)，服從均勻分布。則對于 10mm 量塊：u2 Ls = Ls /= .2m（3）1 級平面平晶的平面度為 0.05m，假定其服從均勻分布：7u Ls = .5m/u2 Ls + u2 Ls + u2 Ls12綜上，標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u(Ls)為u Ls =合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表= .m= .21m標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值 u(xi)靈敏系數(shù)ci u(xi)(m)u(

19、Li)儀器測量重復(fù)性引入的不確定度分量.香m1.香mu(Ls)標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量.21m-1.21m合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算c12u2(Li) + c22u2(Ls)uc =擴(kuò)展不確定度計(jì)算=.香2 + .212m = .2mU = k uc = 2 .2m = .8香m .9m ，k = 28附錄B校準(zhǔn)原始記錄信息及格式接觸（觸針）式表面輪廓測量儀校準(zhǔn)原始記錄委托單位地址儀器名稱證書編號制造廠型號出廠編號標(biāo)準(zhǔn)器名稱標(biāo)準(zhǔn)器證書號有效期至測量范圍不確定度（或準(zhǔn)確度）溯源機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)依據(jù)溫 度濕 度校準(zhǔn)日期建議下次校準(zhǔn)日期校準(zhǔn)內(nèi)容1.基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度：任意指定長度基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度(m/mm)測量位置 1測量位置 2測量位置 3全行程基準(zhǔn)導(dǎo)軌直線度(m/mm)2.輪廓垂直分量（Z 軸）示值誤差量塊尺寸（mm）量塊偏差（m）輪廓儀示值（mm）示值誤