高度卡尺規(guī)范

11范圍本規(guī)程適用于分度值或分辨力為0.01mm、0.02mm、0.05mm和0.10mm,測(cè)量范圍(0～2000)mm各種規(guī)格的游標(biāo)、帶表和數(shù)顯高度卡尺的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。2引用文獻(xiàn)本規(guī)程引用下列文獻(xiàn)JJF1001—1998通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1059—1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示GB/T21390—2008游標(biāo)、帶表和數(shù)顯高度卡尺使用本規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3概述高度卡尺是用來(lái)測(cè)量制件表面高度位置和精密劃線的量具。其主要結(jié)構(gòu)形式分別為游標(biāo)高度卡尺(見(jiàn)圖1)、帶表高度卡尺(見(jiàn)圖2和圖3)和數(shù)顯高度卡尺(見(jiàn)圖4和圖5)。2圖4單柱數(shù)顯高度卡尺1—?jiǎng)澗€量爪；2—尺框；3—主尺；4—微動(dòng)裝置；5—數(shù)字顯示器；6—緊固螺釘；圖5雙柱式數(shù)顯高度卡尺1—?jiǎng)澗€量爪；2—尺框；3—雙立柱；4—手輪；5—鎖緊裝置；6—數(shù)字顯示器；7一功能按鈕；8—底座34計(jì)量性能要求4.1標(biāo)尺標(biāo)記的寬度和寬度差4.1.1游標(biāo)高度卡尺的主標(biāo)尺和游標(biāo)尺的標(biāo)記寬度和寬度差應(yīng)符合表1的規(guī)定。標(biāo)尺標(biāo)記寬度標(biāo)尺標(biāo)記寬度差4.1.2帶表高度卡尺的主標(biāo)尺標(biāo)記和圓標(biāo)尺標(biāo)記寬度及指針末端寬度為(0.10～0.20)mm。寬度差不超過(guò)0.05mm。4.2量爪測(cè)量面和底座工作面的表面粗糙度量爪測(cè)量面和底座工作面的表面粗糙度R。不大于表2的規(guī)定。表面粗糙度R?/μm4.3量爪測(cè)量面和底座工作面的平面度量爪測(cè)量面和底座工作面的平面度不大于表3的規(guī)定。測(cè)量上限量爪測(cè)量面的平面度底座工作面的平面度注：底座工作面輪廓邊緣1mm范圍內(nèi)不計(jì)，工作面只允許中間凹。4.4量爪測(cè)量面與底座工作面的平行度量爪測(cè)量面與底座工作面的平行度不超過(guò)表4的規(guī)定。分度值(分辨力)量爪測(cè)量面與底座工作面在同一平面時(shí)的平行度4.5重復(fù)性帶表高度卡尺和數(shù)顯高度卡尺重復(fù)性不超過(guò)表5的規(guī)定。4分度值/分辨力帶表高度卡尺4.6漂移數(shù)顯高度卡尺的數(shù)字漂移在1h時(shí)間內(nèi)不超過(guò)一個(gè)分辨力。4.7零值誤差高度卡尺的量爪測(cè)量面與平板相接觸(底座工作面與量爪測(cè)量面在同一平面)時(shí)，游標(biāo)上的“零”標(biāo)記和“尾”標(biāo)記與主標(biāo)尺相應(yīng)標(biāo)記相互重合，重合度不超過(guò)表6的“零”標(biāo)尺標(biāo)記重合度“尾”標(biāo)尺標(biāo)記重合度4.8示值誤差高度卡尺最大允許誤差不超過(guò)表7的規(guī)定。測(cè)量上限分度值(分辨力)最大允許誤差士0.075通用技術(shù)要求5.1.1高度卡尺表面鍍層均勻、光澤協(xié)調(diào)一致、標(biāo)尺標(biāo)記和計(jì)數(shù)器應(yīng)清晰，表蒙透明清潔。無(wú)銹蝕、碰傷、毛刺、鍍層脫落及明顯劃痕，無(wú)目力可見(jiàn)的斷線或粗細(xì)不勻等，以及影響外觀質(zhì)量的其他缺陷。55.1.2高度卡尺上必須有制造廠名或商標(biāo)、分度值和出廠編號(hào)。5.1.3后續(xù)檢定的高度卡尺，允許有不影響使用準(zhǔn)確度的外觀缺陷。5.2各部分相互作用5.2.1尺框沿尺身移動(dòng)手感平穩(wěn)，無(wú)阻滯或自重下滑現(xiàn)象。數(shù)字顯示應(yīng)清晰、完整、無(wú)黑斑和閃跳現(xiàn)象。各按鈕功能可靠、工作穩(wěn)定。5.2.2緊固螺釘和微動(dòng)裝置的作用可靠。5.2.3主尺尺身應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度裕量，以保證在測(cè)量范圍上限時(shí)尺框及微動(dòng)裝置不致5.3各部分相對(duì)位置5.3.1游標(biāo)尺標(biāo)記表面棱邊至主標(biāo)尺標(biāo)記表面的距離不大于0.30mm。5.3.2圓標(biāo)尺的指針末端蓋住短標(biāo)記長(zhǎng)度的30%～80%。指針末端與標(biāo)尺標(biāo)記表面之間的間隙不超過(guò)表8的規(guī)定。指針末端與標(biāo)尺標(biāo)記表面之間的間隙5.3.3量爪測(cè)量面與平板相接觸時(shí)，圓標(biāo)尺的指針位于正上方，此時(shí)毫米讀數(shù)部位至主標(biāo)尺“零”標(biāo)記的距離不超過(guò)標(biāo)記寬度，壓線不超過(guò)標(biāo)記寬度的1/2。6.1檢定條件6.1.1檢定室內(nèi)溫度：(20±5)℃。6.1.2檢定室內(nèi)相對(duì)濕度：不超過(guò)80%。6.1.3檢定前，將被檢高度卡尺及量塊等檢定用設(shè)備同時(shí)置于平板上，其平衡溫度時(shí)間見(jiàn)表9的規(guī)定。測(cè)量上限(mm)平衡溫度時(shí)間(h)126.2檢定項(xiàng)目和檢定設(shè)備高度卡尺的檢定項(xiàng)目及主要檢定設(shè)備見(jiàn)表10。6檢定項(xiàng)目檢定檢定使用中1外觀十十十2各部分相互作用 十十十3塞尺M(jìn)PE:±12μm,工具顯微十士 4工具顯微鏡MPEV:3μm或讀數(shù)顯微鏡MPE:±10μm十士5表面粗糙度比較樣塊MPE:十士6面度刀口形直尺M(jìn)PEV:2μm十十7行度1級(jí)平板，分度值為0.002mm的十十83級(jí)或5等量塊，1級(jí)平板十十一9十十十工具顯微鏡MPEV:3μm或讀數(shù)顯微鏡MPE:±10μm十十3級(jí)或5等量塊，1級(jí)平板十十一注：表中“+”表示應(yīng)檢定，“—”表示可不檢定，“士”表示該項(xiàng)目未經(jīng)修理的可不檢定。6.3檢定方法6.3.1外觀6.3.2各部分相互作用目力觀察和手動(dòng)試驗(yàn)。6.3.3各部分相對(duì)位置目力觀察或用塞尺進(jìn)行比較測(cè)量，必要時(shí)用工具顯微鏡或讀數(shù)顯微鏡測(cè)量。6.3.4標(biāo)尺標(biāo)記的寬度和寬度差用工具顯微鏡或讀數(shù)顯微鏡測(cè)量。主標(biāo)尺、游標(biāo)尺、圓標(biāo)尺的標(biāo)記至少各抽測(cè)3條。標(biāo)記寬度差以受測(cè)標(biāo)記中最大與最小寬度之差確定。6.3.5量爪測(cè)量面和底座工作面的表面粗糙度用表面粗糙度比較樣塊進(jìn)行比較測(cè)量。測(cè)量時(shí)以最接近的表面粗糙度比較樣塊值作7為測(cè)量結(jié)果。6.3.6量爪測(cè)量面和底座工作面的平面度量爪測(cè)量面和底座工作面的平面度用刀口形直尺以光隙法測(cè)量。分別在量爪測(cè)量面和底座工作面的長(zhǎng)邊、短邊及對(duì)角線位置上進(jìn)行。其平面度根據(jù)各方位的間隙情況確定。當(dāng)所有檢定方位上出現(xiàn)的間隙均在中間部位或兩端部位時(shí)，取其中一方位間隙量最大的作為平面度。當(dāng)其中有的方位中間部位有間隙，而有的方位兩端部位有間隙，則平面度以中間和兩端最大間隙量之和確定。6.3.7量爪測(cè)量面與底座工作面的平行度將高度卡尺置于平板上，移動(dòng)盡框，使量爪測(cè)量面與平板正常接觸，用杠桿千分表測(cè)量，杠桿千分表的安裝位置見(jiàn)圖6,測(cè)量時(shí)，應(yīng)在量爪相互垂直的兩個(gè)方向上進(jìn)行，以杠桿千分表讀數(shù)中最大值與最小值的差值確定。移動(dòng)測(cè)量爪至中部和頂部分別用相同方法測(cè)量。6.3.8重復(fù)性’在相同桑件下移動(dòng)尺框，在任意位比上，使量爪測(cè)量面與量塊或平板接觸，重復(fù)測(cè)量5次并讀數(shù)。重復(fù)性以最大與最小讀數(shù)差值確定6.3.9漂移目力觀察。在測(cè)量范圍兩的任意位置緊固尺框，在1h時(shí)間內(nèi)每隔15min觀察1次，顯示值的變化不大于規(guī)定值。帶有自動(dòng)關(guān)機(jī)功能的數(shù)顯高度卡尺可不檢此項(xiàng)。6.3.10零值誤差將高度卡尺置于平板上，移動(dòng)尺框，使量爪測(cè)量面與平板正常接觸(有微動(dòng)裝置的需使用微動(dòng)裝置),分別在尺框緊固和松開(kāi)的情況下，用目力觀察。必要時(shí)用工具顯微鏡測(cè)量。6.3.11示值誤差用3級(jí)或5等量塊測(cè)量。測(cè)量點(diǎn)的分布：對(duì)于測(cè)量范圍上限在300mm內(nèi)的高度卡尺，不少于均勻分布3點(diǎn)，如(0～300)mm的高度卡尺，其測(cè)量點(diǎn)為101.30mm,201.60mm,291.90mm,或101.20mm,201.50mm,291.80mm;對(duì)于測(cè)量范圍上限大于300mm的高度卡尺，不少于均勻分布6點(diǎn)，如(0～500)mm的高度卡尺，其測(cè)量點(diǎn)為80mm,161.30mm,240mm,321.60mm,400mm,491.90mm,或80mm,161.20mm,240mm,321.50mm,400mm,491.80mm。測(cè)量點(diǎn)的分布根8測(cè)量時(shí)，量爪處于允許伸出的最大長(zhǎng)度位置，見(jiàn)圖7。量塊工作面長(zhǎng)邊和量爪測(cè)量面長(zhǎng)邊應(yīng)垂直。測(cè)量在尺框緊固螺釘緊固和松開(kāi)兩種狀態(tài)下進(jìn)行，無(wú)論尺框緊固與否，量爪測(cè)量面與量塊表面接觸應(yīng)能正?；瑒?dòng)，接觸時(shí)使用微動(dòng)裝置。各點(diǎn)示值誤差以該點(diǎn)讀數(shù)值與量塊尺寸之差確定。見(jiàn)公式(1):6.4檢定結(jié)果的處理經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的發(fā)給檢定證書(shū)；不符合的發(fā)給檢定結(jié)果通知書(shū)，并注明不6.5檢定周期檢定周期一般不超過(guò)1年。9高度卡尺示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定A.1測(cè)量方法(以游標(biāo)類高度卡尺為例)高度卡尺(以下簡(jiǎn)稱卡尺)的示值誤差采用3級(jí)或5等量塊進(jìn)行檢定，檢定點(diǎn)的分布，對(duì)于300mm以內(nèi)的卡尺在全量程范圍內(nèi)不少于均勻分布的3點(diǎn)，對(duì)于測(cè)量范圍上限大于300mm的高度卡尺，在全量程范圍內(nèi)不少于均勻分布的6點(diǎn)。下面針對(duì)分度值為0.02mm的150mm卡尺141.9mm點(diǎn)示值誤差檢定的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)量塊采用3級(jí)量塊。A.2數(shù)學(xué)模型高度卡尺示值誤差L—7卡零的讀數(shù)值；L?——量塊的長(zhǎng)度。考慮到溫度偏離20℃時(shí)，線膨脹系數(shù)及溫度差的影響，上述公式簡(jiǎn)化為如下形式：L,—量塊的長(zhǎng)度(20℃條件下);ae,a?—分制為卡尺和量塊的線膨脹系數(shù)；A.3方差和靈敏系數(shù)由于△t.和△基本是采用同一只溫度計(jì)測(cè)量而具有相關(guān)性，其數(shù)學(xué)處理過(guò)程比較復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)處理過(guò)程，需要通過(guò)如下方法將相關(guān)轉(zhuǎn)化為不相關(guān)。由公式(A.2)就得到如下示值誤差的計(jì)算公式：公式(A.3)可以看出，各變量之間彼此不相關(guān)，由公式式中：u?,uz,u?,u?分別表示Le,Lb,δa,δt的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來(lái)源和評(píng)定A.4.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值u(x;)卡尺對(duì)線誤差1標(biāo)準(zhǔn)量塊偏差卡尺和量塊的熱膨脹系數(shù)差卡尺和量塊的溫度差A(yù).4.2游標(biāo)卡尺讀數(shù)的對(duì)線誤差估算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?對(duì)0.02mm分度值的游標(biāo)卡尺，對(duì)線誤差分布區(qū)間為0.01mm,均勻分布，由公式得A.4.3檢定用3級(jí)量塊估算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?3級(jí)量塊的制造偏差是該標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的主要影響因素，量塊按級(jí)使用時(shí)，其測(cè)量不確定度用其制造偏差的最大允許誤差，按均勻分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：A.4.4卡尺和量塊的熱膨脹系數(shù)差估算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?由于材料性質(zhì)的差異，兩種材料熱膨脹系數(shù)界限在(11.5±1)×10-6/℃的范圍內(nèi)服從均勻分布，則δa的區(qū)間半寬為2×10-6/℃,服從三角分布，測(cè)量尺寸為L(zhǎng),偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度的范圍是±5℃,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算如下：A.4.5卡尺和量塊間的溫度差估算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?卡尺和量塊間存在溫度差，以等概率落于區(qū)間±0.5℃內(nèi)任何處。其區(qū)間半寬為0.5℃,測(cè)量尺寸為L(zhǎng)和線膨脹系數(shù)11.5×10-6℃-1,三個(gè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算u?=141900μm×11.5×10-℃A.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2=uì+u2+ui+uì=2.92+1.72+0.62+0.52=11.91(μm2)ueA.6擴(kuò)展不確定度取k=2,擴(kuò)展不確定度如下：L=141.9mmU=k·uc=2×3.5μm=7.0μm=0.007根據(jù)相同的評(píng)定方法，可知L=491.9mm和L=991.9別為0.013