千分尺檢定規(guī)程

1千分尺檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于分度值為0.01mm,測量上限至500mm的外徑千分尺；測量上限至25mm的板厚、壁厚千分尺；以及分辨力為0.001mm,0.0001mm,測量上限至500mm的數(shù)顯外徑千分尺的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗。2引用文獻本規(guī)程引用下列文獻：JJF1001—1998《通用計量術(shù)語及定義》JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》JJF1094—2002《測量儀器特性評定》GB/T1216—2004《外徑千分尺》GB/T20919—2007《電子數(shù)顯外徑千分尺》JB/T2989—1999《板厚千分尺》使用本規(guī)程時，應(yīng)注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。3概述千分尺是由尺架、測砧、測微螺桿、測力裝置、鎖緊裝置和讀數(shù)裝置等組成。如圖圖1測砧為固定式的千分尺1—尺架；2—測砧；3—測微螺桿；4—鎖緊裝置；5一固定套管；6—微分筒；7—測力裝置；8—隔熱裝置圖2測砧為可換式或可調(diào)式的千分尺21—尺架；2—測砧；3—測微螺桿；4—鎖緊裝置；5—固定套管：6—微分筒；7-測力裝置；8—隔熱板1—尺架；2—測微螺桿；3—鎖緊裝置；4—固定裝置；5—微分筒；6—隔熱裝置；7—測砧；8—按鈕；9—顯示器；103千分尺是應(yīng)用螺旋副傳動原理，將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的一種量具，主要用來測量各種外尺寸。4計性能要求4.1測微螺桿的軸向串動和徑向擺動測微螺桿的軸向串動和徑向擺動均不大于0.01mm。4.2測砧與測微螺桿測量面的相對偏移測砧與測微螺桿測量面的相對偏移量應(yīng)不超過表1規(guī)定。表1測砧與測微螺桿測量面的相對偏移量4.3測力千分尺的測力(系指測量面與球面接觸時所作用的力)應(yīng)為(5～10)N。4.4刻線寬度及寬度差微分筒刻線寬度為(0.08～0.20)mm,固定套管上的刻線與微分筒上的刻線的寬度差均應(yīng)不大于0.03mm。帶刻度盤的刻線寬度為(0.20～0.30)mm,其寬度差應(yīng)不大于4.5指針與刻度盤的相對位置板厚千分尺刻度盤上的指針末端應(yīng)蓋住刻線盤短刻線長度的30%～80%,指針末端上表面至刻線度盤表面的距離應(yīng)不大于0.7mm。指針末端與刻度盤刻線的寬度應(yīng)一致，差值應(yīng)不大于0.05mm。4.6微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離微分筒錐面棱邊至固定套管刻線表面的距離應(yīng)不大于0.4mm。4.7微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置當(dāng)測量下限調(diào)整正確后，微分筒上的零刻線與固定套管縱刻線對準時，微分筒的端面與固定套管毫米刻線右邊緣應(yīng)相切，若不相切，壓線不大于0.05mm,離線不大于4.8測量面的平面度外徑千分尺測量面的平面度應(yīng)不大于0.6μm。壁厚千分尺、板厚千分尺測量面的平面度應(yīng)不大于1.5μm。數(shù)顯外徑千分尺測量面平面度應(yīng)不大于0.3μm。4.9數(shù)顯外徑千分尺的示值重復(fù)性4數(shù)顯外徑千分尺的示值重復(fù)性應(yīng)不大于1μm。4.10數(shù)顯外徑千分尺任意位置時數(shù)值漂移在任意位置時的數(shù)值漂移應(yīng)不大于1μm/h。4.11兩測量面的平行度外徑千分尺鎖緊裝置堅固與松開時，千分尺兩工作面的平行度均應(yīng)不超過表2規(guī)定。表2外徑千分尺示值的最大允許誤差及兩測量面的平行度最大允許誤差/μm兩測量面的平行度/μm0～25,25～50士4250～75,75～100士53士645200～225,225～250士86250～275,275～300士97300～325,325～3509350～375,375～400400～425,425～450450～475,475～500板厚千分尺兩測量面的平行度應(yīng)不超過4μm。數(shù)顯外徑千分尺兩測量面的平行度應(yīng)不超過表3規(guī)定。表3數(shù)顯外徑千分尺示值的最大允許誤差及兩測量面平行度最大允許誤差/μm兩測量面的平行度/μr0～25,25～50士250～75,75～100士33200～225,225～250士4250～275,275～3004300～325,325～350350～375,375～4005400～425,425～450450～475,475～500士764.12示值誤差外徑千分尺示值的最大允許誤差應(yīng)不超過表2規(guī)定。5數(shù)顯外徑千分尺示值的最大允許誤差應(yīng)不超過表3規(guī)定。對于測量上限大于150mm的千分尺可只檢測微頭示值誤差，測微頭各點相對于零點的示值最大允許誤差不超過±3μm。4.13數(shù)顯外徑千分尺細分誤差4.14校對用量桿4.14.1外徑千分尺校對用量桿外徑千分尺校對用量桿的隔差相級辦值應(yīng)為四過表4規(guī)定。步基千分尺校對用量桿的尺于他接碼也動量校對量桿標稱尺變動量/μm122花工士945尺寸偏差變動量/μm11士42365.1.1千分尺及其校對用的量桿不應(yīng)有碰傷、銹蝕、帶磁或其他缺陷，標尺刻線應(yīng)清晰、均勻，數(shù)顯外徑千分尺數(shù)字顯示應(yīng)清晰、完整。5.1.3千分尺上應(yīng)標有分度值、測量范圍、制造廠名(或廠標)及出廠編號。5.1.4后續(xù)檢定和使用中檢驗的千分尺及其校對用的量桿不應(yīng)有影響使用準確度的外5.2各部分的相互作用5.2.1微分筒轉(zhuǎn)動和測微螺桿的移動應(yīng)平穩(wěn)無卡滯現(xiàn)象。5.2.2可調(diào)或可換測砧的調(diào)整或裝卸應(yīng)順暢，作用要可靠，調(diào)零和鎖緊裝置的作用應(yīng)5.2.3帶有表盤的千分尺，表針移動應(yīng)靈活、無卡滯現(xiàn)象。6.1檢定條件6.1.1環(huán)境條件檢定千分尺的室內(nèi)溫度和被檢千分尺在室內(nèi)平衡溫度的時間均應(yīng)符合表6規(guī)定。室內(nèi)濕度不大于70%RH。表6室內(nèi)溫度及被檢千分尺在室內(nèi)平衡溫度的時間名稱千分尺~100土52士43數(shù)顯~1003士2士145主要檢定設(shè)備見表7。6.2檢定項目檢定項目見表7。7序號首次檢定后續(xù)檢定1外觀——-—十十十2十+十3測微螺桿的軸向串動和徑向擺動十十—4測砧與測微螺桿測量面的相對偏移十—5測力+十—6+7指針與刻線盤的相對位置塞尺十——8微分筒錐面的端面棱邊至工具顯微鏡、塞尺+———9微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置十十—十十復(fù)性十十?dāng)?shù)顯外徑千分尺任意位置十十十兩測量面的平行度十十——示值誤差十+一十十立式接觸式干涉儀、測長十十—注：“+”表示應(yīng)該檢定，“—”表示可不檢定。6.3檢定方法6.3.1外觀6.3.2各部分的相互作用6.3.3測微螺桿的軸向竄動和徑向擺動一般情況下用手感檢查測微螺桿的軸向竄動和徑向擺動。有異議時，可按下列方法測量面接觸，沿測微螺桿軸向方向分別往返加力3N～5N,如圖7所示。杠桿千分表8示值的變化，即為軸向竄動量。6.3.3.2測微螺桿的徑向擺動亦用杠桿千分表檢定。檢定時，將測微螺桿伸出尺架10mm后，使杠桿千分表接觸測微螺桿端部，再沿杠桿千分表測量方向加力2N~3N然后在相反方向加同樣大小的力，此時杠桿千分表示值的變化即為徑向擺動量。徑向擺動的檢定應(yīng)在測微螺桿相互垂直的兩個方向進行。此過程如圖8所示。6.3.4測砧與測微螟杵測量面的相對一般情況下目力難察千分尺測砧分尺可使兩測量面基接接觸觀察其偏移侈微蝶種測量測量上陽加力方向杠桿千分表的相對偏移～25)mm的千于25mm的于分尺可借助校對量桿進行檢定。如是異議時，可按下列方色測量范圍為45)mm的用塞尺比較；測量上限大于25mm的外出開分尺用專用檢具測出偏移量在平板上用桿百分表檢定；對側(cè)重把圍大30mm的千分中用百分表檢定。檢定時借助千斤既放置在平板上，如醫(yī)所示，調(diào)整頂使千分尺的河泳螺桿與平板工作面平行，然后用百分表測出測砧縣微螺方位上的偏移量,然后將尺架側(cè)轉(zhuǎn)90°,按上述反去測出測砧與測微梁桿在另一方位上的偏移量y。迅卡與測微螺桿測量面的相對偏移按下式求得此項檢定也可用其他專團檢具檢定架千斤頂、百分表)測量桿被檢尺千斤頂平板圖9在平板上用杠桿百分表檢定示意圖6.3.5測力用分度值不大于0.2N的專用測力計檢定。檢定時，使測量面與測力計的球工作面96.3.6刻線寬度及寬度差在工具顯微鏡上檢定。微分筒或刻線盤上的刻線寬度至少任意抽檢3條刻線。此項檢定也可采用滿足不確定度要求的其他方法。6.3.7指針與刻線盤的相對位置指針末端與刻度盤短刻線的相對位置可用目力估計。指針末端上表面至刻度盤表面的距離應(yīng)用塞尺進行檢定。上述檢定應(yīng)在刻度盤上均勻分布的3個位置上進行。指針末端與刻度盤的刻線的寬度差在工具顯微鏡上檢定。此項檢定也可采用滿足不確定度要求的其他方法。6.3.8微分筒錐面的端面樓，全國定替外的師離定。檢定時在微分筒后動一周內(nèi)不少于3個位置上進行切時，讀取微少簡的零刻線與圈管紙?？叹€偏移量。6.3.10測量地兩平面度對于新的和修理后的千分尺技術(shù)光波干涉法檢定，將平面平晶的測量面與千小口測量面研合，調(diào)整平晶使測量面上的干涉環(huán)或干選的數(shù)目盡可能少。外徑千分尺則量面不應(yīng)出現(xiàn)2條,壁厚千分尺、板厚千分尺木應(yīng)出現(xiàn)5條以上，數(shù)顯千分尺不應(yīng)出現(xiàn)1條以上相同一涉帶。對于后實應(yīng)定的可用刀口尺“隙法檢定6.3.11數(shù)星兩徑千分尺的示值重責(zé)性在相同測章條件下重復(fù)測量分別讀數(shù)。示值重復(fù)性以最太與最小讀數(shù)的差值確6.3.12數(shù)顯入在十分尺任意位置一數(shù)值漂移6.3.13兩測量面的子付度測量上限至100千分尺兩測量面的平行度用塊厚復(fù)差為1/4測微螺桿螺距的平行平晶檢定。也可用重出檢應(yīng)數(shù)顯千分尺用4我量大檢定，外徑、板厚千分尺用5等量塊檢定。測量上限大于的化分R樹洲工面的平行度用圖10鋼球檢具檢定。兩測量面的平行度也可用其他相應(yīng)準確度的儀器檢定。調(diào)正量具(或?qū)Ｓ昧織U)千分尺測杠圖10檢平行度的鋼球檢具使用平行平晶檢定時，依次將4塊厚度差為1/4螺距的平行平晶放入兩測量面間，使兩測量面與平行平晶接觸，轉(zhuǎn)動棘輪機構(gòu)，并輕輕轉(zhuǎn)動平晶，使兩測量面出現(xiàn)的干涉環(huán)或干涉帶數(shù)目減至最少。分別讀取兩測量面上的干涉條紋數(shù)，取兩測量面上的干涉條紋數(shù)目之和與所用光的波長值的計算結(jié)果作為兩測量面的平行度。利用平行平晶組中每一塊平行平晶按上述程序分別進行檢定，取其中最大值作為受檢千分尺的兩測量面平行度測量結(jié)果。使用量塊檢定時，采用其尺寸差為1/4螺距的4塊量塊進行。每個量塊以其同一部位放入圖11所示測量面間的4個位置上分別在微分筒上讀數(shù)，并求出其差值。以四組差值中最大值作為被檢千分尺兩測量面的平行度。1圖11用量塊檢定平行度的示意圖6.3.14示值誤差外徑、壁厚、板厚千分尺示值誤差用5等專用量塊檢定，數(shù)顯千分尺用4等專用量塊檢定。各種千分尺的受檢點應(yīng)均勻分布于測量范圍的5點上，如表8中所示。得出千分尺示值與相應(yīng)量塊尺寸的差值，各點上的示值誤差均不應(yīng)超過表2或表3最大允許誤差的要求。測量上限大于100mm的千分尺，將專用量塊依次研合在相當(dāng)于千分尺測量范圍下限的5等量塊上依次進行檢定。各點上的示值誤差均不應(yīng)超過表2或表3中的規(guī)定。對于測量范圍大于25mm的千分尺應(yīng)以相應(yīng)的千分尺測量下限的量塊對零。表8各種千分尺受檢點測量范圍/mm受檢點尺寸/mm0～100～150～25大于25A+5.12A+10.25A+15.37A+20.5A+25注：表中A為千分尺的測量下限。對于測量上限大于150mm的千分尺在平面度、平行度、測砧與測微螺桿測量面的相對偏移等計量性能均滿足要求的情況下，可以只檢定測微頭的示值誤差。用專用量塊借助專用檢具按(0～25)mm的千分尺受檢點檢定，如圖12所示。圖12檢定測微頭示值誤差的專用檢具6.3.15數(shù)顯千分尺細分誤差在測量范圍任意位置上，沿測量方向轉(zhuǎn)動微分筒，每間隔0.04mm檢定1次，共檢定12點，分別讀出各受檢點數(shù)顯裝置的顯示值與微分筒讀數(shù)值之差。其最大差值應(yīng)對于沒有微分筒的數(shù)顯千分尺，可用量塊檢定。外徑千分尺校對用量桿的尺寸及變動量在光學(xué)計或測長機上采用4等量塊以比較法進行檢定。數(shù)顯千分尺校對用量桿的尺寸及變動量在立式接觸干涉儀或測長機上采用3等量塊以比較法進行檢定。也可用同等準確度的其他儀器檢定。對于平測量面的校對用量桿應(yīng)采用球面測帽在圖13所示的5點上進行檢定，各點尺寸偏差均不應(yīng)超過表4或表5中尺寸偏差的規(guī)定。圖13檢定校對用量桿尺寸及變動量的示意圖最大尺寸與最小尺寸之差不應(yīng)超過表4或表5中變動量的規(guī)定。對于球測量面的校對量桿，應(yīng)用直徑為8mm的平面測帽進行檢定。6.4檢定結(jié)果的處理經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的出具檢定證書，校對用量桿應(yīng)給出實測值的最大值。不符合本規(guī)程要求的出具檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項目。千分尺的檢定周期不超過1年。CHINACHINA附錄A千分尺示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定A.1測量方法依據(jù)本規(guī)程，分度值為0.01mm千分尺示值誤差的檢定是在規(guī)定條件下用5等量塊進行的。下面僅對(0～25)mm、(125～150)mm、(475～500)mm點示值誤差，進行檢定結(jié)果的測量不千分尺的示值誤差eXbLb——量塊的長度值(20A.3方差和靈度系數(shù)在公式(A.D為簡化運算，靈敏系數(shù)c;:去微小量，并較二\pe/aLm二依據(jù)不確定度傳播律公式人喻出量估卻值的防差為：METRO千分尺的測量上限METROu2=i2(e)=c2·uì+c2·u2+ci·g+uzL=25mm表A.1標準不確定度u(x;)不確定度來源標準不確定度值u(x;)c?=af/ax;測量重復(fù)性10.480檢定用量塊對零量塊讀數(shù)量塊10.233標準不確定度不確定度來源標準不確定度值千分尺和量塊的線脹系數(shù)差0.816×10-6℃-1L·△t=0.025×千分尺和量塊的溫度差0.173℃L·a=0.025×L=150mm標準不確定度u(x;)不確定度來源標準不確定度值u(x;)c;=af/ax;測量重復(fù)性U?uz1U22檢定用量塊對零量塊讀數(shù)量塊10.661千分尺和量塊的線脹系數(shù)差0.816×10-6℃-1L·△t=0.15×千分尺和量塊的溫度差0.173℃L·a=0.15×0.298L=500mm表A.3標準不確定度u(x;)·不確定度來源標準不確定度值u(x;)c;=af/ax;測量重復(fù)性1u2?u22檢定用量塊對零量塊讀數(shù)量塊1千分尺和量塊的線脹系數(shù)差0.816×10-6℃-1L·△t=0.5×千分尺和量塊的溫度差0.173℃0.995A.5標準不確定度計算A.5.1測量重復(fù)性的不確定度u選擇(125～150)mm的千分尺，對150mm點用量塊進行測量，在重復(fù)性條件下，u?=s=0.48μmJJG21—2008A.5.2檢定用量塊的測量不確定度u?5等量塊的測量不確定度為U=0.5μm+5×10-6L。A.5.2:1對零量塊的不確定度分量uzi被檢千分尺下限為零，不用對零量塊，則：uzi=0.00μm以125mm量塊對零，不確定度為1.2μm,k=2.58,uz?=1.2μm/2.58=0.47千分尺測量上限L=500mm時：以400mm與75mm量塊組合后對零，不確定度分別為2.5μm和0.9μm,A.5.2.2讀數(shù)用量塊不確定度分量u?z千分尺測量上限L=25mm時：檢定點用25mm量塊的不確定度為0.6μm,k=2.58,則uz?=0.6μm/2.58=0.233μm千分尺測量上限L=150mm時：檢定點用150mm量塊的不確定度為1.2μm,k=2.58,則：u?z=1.2μm/2.58=0.465μm千分尺測量上限L=500mm時：檢定點用500mm量塊的不確定度為3.0μm,k=2.58,則u?z=3.0μm/2.58=1.16μmu?=√ua+u=√0.002+0.2332μm=0.233uz=√u?+ui?=√0.472+0.4652μm=0.661μmu?=√ui+uiz=√1.032+1.162μm=1.55A.5.3千分尺和量塊間線脹系數(shù)差給出的不確定度u?取千分尺和量塊線脹系數(shù)均為α=(11.5±1)×10-6℃-1,線脹系數(shù)差δa的界限為士2×10-6℃-1,服從三角分布，k=√6,則：ua=2×10-6℃-1/√6=0.816×10-A.5.4千分尺和量塊間的溫度差給出的不確定度u?千分尺和量塊間有一定的溫度差存在，并以等概率落于估計區(qū)間為(-0.3~檢定測量范圍不超過100mm千分尺時，規(guī)程要求溫度允許偏差△t=±5℃;大于線脹系數(shù)取α=11.5×10-6℃-1。u2=u+u2+(L·△t)2·ug+(L·a)2·u=(0.48μm)2+(0.233μm)2+(0.025×10?μm×5uo=0.55μm=(0.48μm)2+(0.661μm)2+(0.15×10?μm×4℃℃u2=ui+u2+(L·△t)2·u:+(L·a)2·u?=(0.48μm)2+(1.55μm)2+(0.5×10?μm×4℃×0.816×10-6℃-1)2+(0.5×10?μm=5.296uc=2.30取置信因子k=2。U=k×ue=2×0.55μm=1.1μmU=k×uc=2×0.998μm=2.0μmU=k×uc=2×2.30μm=4.6μm只檢定測微頭時，按(0～25)mm千分尺示值誤差的擴展不確定度計算經(jīng)分析，檢定千分尺示值誤差的擴展不確定度與其最大允許誤差的絕對值之比基本滿足三分之一關(guān)系，可以開展檢定。數(shù)顯千分尺示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定件下用4等量塊進行檢定的。下面僅對測量范圍(0～25)mm、(75～100)mm和(475~500)mm數(shù)顯千分尺的測量上限點示值誤差檢定結(jié)果的測量不確定度進行分析。數(shù)顯千分尺的示值誤差e:e=Lm-Lb+Lm·am·△tm—Lb·αb·△tbLm——數(shù)顯千分尺的示值(標準條件下);Lh——量塊的長度(標準條件下);e=Lm-Lk+L·△t·δa+L·a·δtc?=ae/aLm=1;c?=3e/aL,=—1;c?=ae/aδa=L·△t;c?=ae/aδt=L·au2=u2(e)=cì·ui+c2·u2+c3·uì+ci·ui=uí+u2+(L·△t)2·u:+(L·a)2·ui(B.3)L=25mm表B.1標準不確定度u(x;)不確定度來源標準不確定度值u(x;)c;=af/ax;測量重復(fù)性10.300u?U21U22檢定用量塊對零量塊讀數(shù)量塊0.00010.0968表(續(xù))標準不確定度u(x;)不確定度來源標準不確定度值u(x;)u?數(shù)顯千分尺和量塊的線脹系數(shù)差0.82×10-6℃~1L·△t=0.025×u?數(shù)顯千分尺和量塊的溫度差0.115℃L·a=0.025×L=100mm標準不確定度u(x;)不確定度來源標準不確定度值u(x;)c?=af/ax;u?測量重復(fù)性1u?Uz1U22檢定用量塊·對零量塊讀數(shù)量塊1u?數(shù)顯千分尺和量塊的線脹系數(shù)差0.82×10-6℃~1L·△t=0.1×U?數(shù)顯千分尺和量塊的溫度差L·a=0.1×L=500mm表B.3標準不確定度u(x;)不確定度來源標準不確定度值u(x;)c;=?f/ax;u?測量重復(fù)性10.300U?uziU22檢定用量塊對零量塊讀數(shù)量塊10.620u?數(shù)顯千分尺和量塊的線脹系數(shù)差0.82×10-6℃-1L·△t=0.5×0.410u?數(shù)顯千分尺和量塊的溫度差0.115℃0.660對分度值為0.001mm測量范圍(0～25)mm的數(shù)顯千分尺，在重復(fù)性條件下對25JJG21—2008B.5.2檢定用量塊的測量不確定度u?4等量塊的測量不確定度U=0.2μm+2×10-6L,k=2.58。B.5.2.1對零量塊的不確定度分量uz?數(shù)顯千分尺測量上限L=25mm時：被檢數(shù)顯千分尺下限為零，不用對零量塊，則：uzi=0.00μm數(shù)顯千分尺測量上限L=100mm時：以75mm量塊對零，不確定度為0.35μm,k=2.58,則：uzi=0.35μm/2.58=0.136μm數(shù)顯千分尺測量上限L=500mm時：以400mm和75mm量塊組合后對零，不確定度為1μm和0.35B.5.2.2檢定用量塊的不確定度u?z數(shù)顯千分尺測量上限L=25mm時：檢定該點用25mm量塊的不確定度為0.25μm,k=2.58,則：u?z=0.25μm/2.58=0.0968μm數(shù)顯千分尺測量上限L=100mm時：檢定該點用100mm量塊的不確定度為0.4μm,k=2.58,則：u?z=0.4μm/2.58=0.155μm檢定該點用500mm量塊的不確定度為1.2μm,k=2.58,則：uzz=1.2μm/2.58=0.465