直線度測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1890—20211直線度測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于直線度測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:GB/T11336—2004直線度誤差檢測(cè)JB/T11501—2013氣浮式直線度測(cè)量?jī)x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。3概述直線度測(cè)量?jī)x由精密導(dǎo)軌、滑座和測(cè)微指示表(儀)(以下簡(jiǎn)稱測(cè)微表)等構(gòu)成,滑座移動(dòng)時(shí)測(cè)微表的測(cè)頭與被測(cè)試件表面接觸,測(cè)量出被測(cè)試件表面的直線度誤差。其主要型式有氣浮式和滑動(dòng)式,示意圖分別見(jiàn)圖1和圖2。圖1氣浮式直線度測(cè)量?jī)x示意圖1—導(dǎo)軌;2—立柱;3—橫臂;4—測(cè)微表;5—?dú)飧』鵍JF1890—20212圖2滑動(dòng)式直線度測(cè)量?jī)x示意圖1—導(dǎo)軌;2—滑座;3—立柱;4—夾表?xiàng)U;5—測(cè)微表4計(jì)量特性4.1測(cè)微表示值誤差4.2直線度誤差4.3測(cè)量重復(fù)性5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件5.1.1溫度:(20±5)℃;溫度變化不超過(guò)0.5℃/h。等溫不少于8h。5.1.2實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)無(wú)影響測(cè)量準(zhǔn)確度的灰塵、噪音和振動(dòng)。5.2校準(zhǔn)項(xiàng)目及校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)項(xiàng)目及校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器見(jiàn)表1。表1校準(zhǔn)項(xiàng)目及校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)微表示值誤差按照相應(yīng)的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)器直線度誤差、測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺:直線度誤差小于被校準(zhǔn)直線度測(cè)量?jī)x允許誤差的1/2~1/3注:允許使用滿足測(cè)量不確定度要求的其他標(biāo)準(zhǔn)器。6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)前,首先對(duì)直線度測(cè)量?jī)x的外觀及各部分相互作用進(jìn)行檢查,確定沒(méi)有影響計(jì)量特性的因素后再進(jìn)行校準(zhǔn)。JJF1890—202136.1測(cè)微表示值誤差按照相應(yīng)的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定的方法進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。6.2直線度誤差將直線度測(cè)量?jī)x和標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺放置在檢驗(yàn)平板上,測(cè)微表測(cè)頭與標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺測(cè)量面接觸,使測(cè)頭測(cè)量方向垂直于標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺測(cè)量面,調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺測(cè)量面與直線度測(cè)量?jī)x的移動(dòng)方向平行(即測(cè)微表測(cè)頭與標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺測(cè)量面首端和末端接觸時(shí)示值大致相同),將測(cè)微表讀數(shù)調(diào)整為零或在零附近?；允锥讼蚰┒艘苿?dòng),全行程等間隔測(cè)量不少于10點(diǎn),依次讀取各測(cè)量位置測(cè)微表的讀數(shù)值ai(a0,a1,a2,…,a9,a10)。然后再進(jìn)行一次全行程的重復(fù)測(cè)量,依次讀取各測(cè)量位置測(cè)微表的讀數(shù)值aj,取各校準(zhǔn)點(diǎn)的2次測(cè)量讀數(shù)的平均值作為各校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量值。按最小區(qū)域法獲得直線度測(cè)量?jī)x的直線度誤差。對(duì)雙面直線度測(cè)量?jī)x需在垂直面內(nèi)和水平面內(nèi)分別進(jìn)行測(cè)量。若標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺的工作長(zhǎng)度短于被校準(zhǔn)直線度測(cè)量?jī)x的測(cè)量行程時(shí),可采用分段重合法進(jìn)行校準(zhǔn),分段重合長(zhǎng)度不短于1/3測(cè)量行程。具體數(shù)據(jù)處理參見(jiàn)附錄A。6.3測(cè)量重復(fù)性直線度誤差測(cè)量時(shí)每一測(cè)量點(diǎn)2次讀數(shù)用極差法計(jì)算該點(diǎn)的測(cè)量重復(fù)性,計(jì)算方法見(jiàn)公式(1),再以所有測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量重復(fù)性計(jì)算合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差作為儀器測(cè)量重復(fù)性校準(zhǔn)結(jié)果,計(jì)算方法見(jiàn)公式(2)。s'=(1)式中:s'實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差;R—最大值與最小值之差,μm;C—重復(fù)測(cè)量2次的系數(shù),數(shù)值為1.13。合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算公式: s=i')2(2)式中:s—合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差;m—樣本數(shù)。7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的直線度測(cè)量?jī)x出具校準(zhǔn)證書(shū)。校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)包含校準(zhǔn)結(jié)果以及測(cè)量不確定度。校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)符合JJF1071—2010中5.12的要求。校準(zhǔn)證書(shū)的內(nèi)容可參考附錄C。8復(fù)校時(shí)間間隔復(fù)校時(shí)間間隔根據(jù)儀器使用情況由用戶自行確定。JJF1890—20214附錄A分段重合法校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理示例采用三段重合法以量程1000mm的標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺校準(zhǔn)測(cè)量行程2000mm的直線度測(cè)量?jī)x。A.1原理滑座在每測(cè)量段移動(dòng),測(cè)得各測(cè)量點(diǎn)偏差值(示值),經(jīng)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換為該輪廓點(diǎn)在測(cè)量軸線的坐標(biāo)值,進(jìn)一步按最小區(qū)域包容法獲得該直線度測(cè)量?jī)x的直線度誤差。三段重合測(cè)量法示意見(jiàn)圖A.1。圖A.1三段重合測(cè)量法示意圖A.2測(cè)量步驟將量程1000mm的標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺安裝在可調(diào)整的支架上,與被校準(zhǔn)測(cè)量行程2000mm的直線度測(cè)量?jī)x并排放置在平板上,調(diào)整好相互之間的位置,并使標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺的測(cè)量面與被校準(zhǔn)直線度測(cè)量?jī)x滑座方向基本平行。然后開(kāi)始校準(zhǔn)直線度測(cè)量?jī)x前1000mm行程(a段)的直線度,將11個(gè)校準(zhǔn)位置點(diǎn)的示值記入表A.1中。接著將標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺相對(duì)直線度測(cè)量?jī)x前移500mm,進(jìn)行直線度測(cè)量?jī)x第二段(b段)行程的校準(zhǔn),反復(fù)調(diào)整支架使b5、b10點(diǎn)的示值分別等于a5、a10點(diǎn)的示值,移動(dòng)滑座讀出b6、b7、b8、b9、b11、b12、b13、b14、b15點(diǎn)的示值。記入表A.1中進(jìn)行換算。表A.1測(cè)量數(shù)據(jù)(一)μm測(cè)量點(diǎn)0123456789101112131415a段示值02545430159b段示值44115993-2-3-7重合段平均值43.50.5159前1000mm實(shí)際值0254543.50.5159JJF1890—20215接著將標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺相對(duì)直線度測(cè)量?jī)x再前移500mm,進(jìn)行直線度測(cè)量?jī)x后1000mm第三段(c段)行程的校準(zhǔn),反復(fù)調(diào)整支架使c10、c15點(diǎn)的示值分別等于b10、b15點(diǎn)的示值,移動(dòng)滑座讀出c11、c12、c13、c14、c16、c17、c18、c19、c20點(diǎn)的示值,記入表A.2中進(jìn)行換算。表A.2測(cè)量數(shù)據(jù)(二)μm測(cè)量點(diǎn)567891011121314151617181920b段示值993-2-3-7c段示值983-2-3-7-34435重合段平均值98.53-2-3-7500mm~2000mm實(shí)際值98.53-2-3-7-34435-34435由表A.1、表A.2得到測(cè)量行程2000mm直線度測(cè)量?jī)x各位置點(diǎn)輪廓坐標(biāo)值(μm):0,2,5,4,5,4,3.5,0.5,1,5,9,8.5,3,-2,-3,-7,-3,4,4,3,5。由此,即可按最小包容區(qū)域法獲得直線度測(cè)量?jī)x的直線度誤差。JJF1890—20216附錄B直線度測(cè)量?jī)x直線度誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定示例B.1測(cè)量方法采用1m標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺和分度值為0.1μm的電感測(cè)微儀對(duì)(0~1000)mm的直線度測(cè)量?jī)x(垂直面)的直線度誤差進(jìn)行測(cè)量,全行程等間隔測(cè)量不少于6點(diǎn),取各校準(zhǔn)點(diǎn)的2次測(cè)量平均值作為校準(zhǔn)值,按最小包容區(qū)域法對(duì)所有校準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算得出直線度測(cè)量?jī)x直線度誤差。B.2測(cè)量模型直線度測(cè)量?jī)x直線度誤差的校準(zhǔn)結(jié)果e:e=A-B(B.1)式中:A—直線度測(cè)量?jī)x直線度誤差最高點(diǎn)測(cè)得值,μm;B—直線度測(cè)量?jī)x直線度誤差最低點(diǎn)測(cè)得值,μm。B.3不確定度傳播律和靈敏系數(shù)不確定度傳播律:u=u2(e)=2·u=c12·u2(A)+c22·u2(B)(B.2)靈敏系數(shù):c1==1;c2==-1B.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定B.4.1標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺直線度誤差引入的不確定度分量u1由標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺校準(zhǔn)證書(shū)給出垂直面的直線度誤差為0.8μm,服從均勻分布,則:u1=0.8μm23=0.23μmB.4.2測(cè)微表示值誤差引入的不確定度分量u2分度值為0.1μm的電感測(cè)微儀的示值誤差為±0.1μm,服從均勻分布,測(cè)量?jī)纱稳∑骄?則:u2=0.1μm23=0.041μmB.4.3測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量u3根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中重復(fù)性數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果得:u3==0.099μmJJF1890—20217B.4.4估讀誤差引入的不確定度分量u4分度值為0.1μm的電感測(cè)微儀估讀誤差約為分度值的十分之一,即0.01μm,服從均勻分布,則:u4=0.01μm3=0.005μm將估讀誤差與測(cè)量重復(fù)性比較,取大值。B.5標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量列于表B.1中。表B.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表序號(hào)評(píng)定方法不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)靈敏系數(shù)ci1B標(biāo)準(zhǔn)研磨面平尺示值誤差0.23μm-12B測(cè)微表示值誤差0.041μm-13A測(cè)量重復(fù)性0.099μm1B.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按照校準(zhǔn)規(guī)范中示值誤差變化范圍的處理方法,是以測(cè)量結(jié)果中的最大值與最小值之差確定,即測(cè)量結(jié)果的不確定度對(duì)直線度誤差的測(cè)量不確定度影響2次,按照評(píng)定規(guī)則,直線度誤差范圍的測(cè)量不確定度應(yīng)為測(cè)量結(jié)果不確定度的2倍,且不確定度分量間無(wú)相關(guān)性,故:uc=2×u12+u22+u32=2×0.232+0.0412+0.0992μm=0.25μmB.7擴(kuò)展不確定度取k=2,U=kuc=0.5μm。JJF1890—20218附錄C校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)容校準(zhǔn)證書(shū)的內(nèi)容應(yīng)排列有序、清晰,并包括下列內(nèi)容:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書(shū)”;b)實(shí)驗(yàn)