一維、二維幾何尺寸測(cè)量校準(zhǔn)規(guī)范

JJF(新)68-2021一維、二維幾何尺寸測(cè)量校準(zhǔn)規(guī)范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一維測(cè)量是單一軸向尺寸測(cè)量；二維測(cè)量是平面坐標(biāo)尺寸測(cè)量，包含平面內(nèi)任意點(diǎn)與點(diǎn)之間、點(diǎn)與線之間、線與線之間的測(cè)量。一維尺寸測(cè)量的方法有很多，可分為直接測(cè)量和比較測(cè)量，測(cè)長(zhǎng)機(jī)（儀）、光學(xué)計(jì)、工具顯微鏡、影像儀器都可進(jìn)行測(cè)量。二維尺寸測(cè)量和角度測(cè)量一般是直接測(cè)量，主要測(cè)量?jī)x器有工具顯微鏡、影像儀JJF(新)68-20212角度測(cè)量范圍0～360）°表1環(huán)境條件測(cè)量方法測(cè)量范圍（mm）環(huán)境溫度(℃)平衡溫度時(shí)間（h）一維測(cè)量L≤2000（20±2）4二維測(cè)量L≤400×500（20±2）4表2校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)用設(shè)備序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)用設(shè)備及技術(shù)要求1尺寸工具顯微鏡：測(cè)量范圍：100mm×200mm，最大允許誤差MPE:±（1+L/100）影像儀：測(cè)量范圍：400mm×500mm，最大允許誤差MPE:±（2+L/200）μm測(cè)長(zhǎng)機(jī)：測(cè)量范圍0～2000）mm，最大允許誤差MPE:±（0.5+L/100）μm（其中L單位為mm）2角度測(cè)量范圍0~360）°工具顯微鏡：測(cè)角目鏡：MPE:±1′光學(xué)分度臺(tái)：MPE:±10″影像儀：MPE:±1′正弦規(guī)：0級(jí)一維、二維幾何尺寸測(cè)量方法眾多，測(cè)長(zhǎng)機(jī)、測(cè)長(zhǎng)儀、光學(xué)計(jì)、工具顯微鏡、影像儀測(cè)量時(shí)應(yīng)按照儀器相關(guān)使用說(shuō)明書的要求進(jìn)行操作。測(cè)長(zhǎng)機(jī)、測(cè)長(zhǎng)儀、光學(xué)計(jì)的JJF(新)68-20213測(cè)量方法可參照J(rèn)JG146-2011《量塊檢定規(guī)程》和JJG343-2012《光滑極限量規(guī)檢定規(guī)程》執(zhí)行，本規(guī)范主要針對(duì)檢定規(guī)程/校準(zhǔn)規(guī)范以外的常用儀器測(cè)量部分進(jìn)行補(bǔ)充，重點(diǎn)是針對(duì)工具顯微鏡、影像儀的測(cè)量。影像法測(cè)量可進(jìn)行一維和二維測(cè)量，此方法所用儀器主要是工具顯微鏡和影像測(cè)量?jī)x。首先將被測(cè)工件放置于工具顯微鏡或影像儀工作臺(tái)上，調(diào)整被測(cè)工件，使所需不大于200mm×100mm的工件可在萬(wàn)能工具顯微鏡上測(cè)量；對(duì)于二維尺寸×500mm且形狀復(fù)雜的工件可在影像測(cè)量?jī)x上測(cè)量。具體步驟為：測(cè)量用儀器處于正常工作狀態(tài)即通電、X軸Y軸或測(cè)角分劃板歸零等基本要求（物鏡放大倍數(shù)的選擇根所需測(cè)量輪廓與儀器導(dǎo)軌工作面基本平行（即在視場(chǎng)中輪廓均應(yīng)清晰，無(wú)目力可見(jiàn)的6.1.1.1點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離：用目鏡中的米字線中心對(duì)準(zhǔn)被測(cè)輪廓的第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，在X軸和Y軸讀數(shù)窗中分別讀取坐標(biāo)值（x1,y1然后移動(dòng)工作臺(tái)，使目中心對(duì)準(zhǔn)被測(cè)輪廓的另一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，同樣在X軸和Y軸讀數(shù)窗中分別讀取坐標(biāo)值（x2,y2則兩點(diǎn)間的距離當(dāng)兩點(diǎn)的中心連線與儀器的一個(gè)測(cè)量軸（X或Y）平行時(shí)，y1=y2,兩點(diǎn)間的距離L=x1-x2。L=y1-y2。6.1.1.3平面內(nèi)線與線之間的距離：將平面內(nèi)任意一條被測(cè)量線段調(diào)整到與儀器其中點(diǎn)，測(cè)量該點(diǎn)在y(x)軸上的值y2，則點(diǎn)到線的距離為：L=y1-y2。 JJF(新)68-20214選取圓弧的一部分，利用影像法分別測(cè)出弓高和弦長(zhǎng)，再合放大倍數(shù)的物鏡，測(cè)量前調(diào)整被測(cè)工件所需測(cè)量面與工具顯微鏡導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)工具顯微鏡和被測(cè)工件直到被測(cè)工件的所需測(cè)量點(diǎn)（邊）的輪廓邊沿清晰地別讀取該點(diǎn)（邊）的坐標(biāo)值（x1,y1移動(dòng)顯微鏡工作臺(tái)到另一測(cè)量點(diǎn)（邊再用目鏡中米的坐標(biāo)值（x2,y2兩點(diǎn)（邊）的平面尺寸為圓孔直徑測(cè)量同6.2.1.1用測(cè)角目鏡測(cè)量平面角度：?jiǎn)渭兊慕嵌葴y(cè)量也可在萬(wàn)能工具顯微鏡上用測(cè)角據(jù)具體被測(cè)量工件的準(zhǔn)確度來(lái)選擇用測(cè)角目鏡還是圓分度臺(tái)進(jìn)行測(cè)量。用測(cè)角目鏡進(jìn)行角度測(cè)量時(shí)，首先將工件置于工作臺(tái)上，根據(jù)工件大小選擇適合放大倍數(shù)的物鏡，測(cè)量前調(diào)整被測(cè)工件所需測(cè)量面與工具顯微鏡導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)平面平行。調(diào)整工具顯微鏡和被測(cè)工件直到被測(cè)工件所需測(cè)量輪廓的邊沿清晰地呈現(xiàn)在工具顯微鏡的視場(chǎng)中央，用測(cè)角目鏡中米字線其中一條線與被測(cè)工件的一邊輪廓平行對(duì)齊（瞄準(zhǔn)線與輪廓邊沿之間稍留一點(diǎn)間隙然后在目鏡中讀出對(duì)應(yīng)角度值α1，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)角目鏡再用同一條線平α=(α1-α2或α=(360+α1)-α2。6.2.1.2用圓分度臺(tái)測(cè)量平面角度：將工件置于工作臺(tái)上，調(diào)整步驟同上，直到被測(cè)工件所需測(cè)量輪廓的邊沿清晰地呈現(xiàn)在工具顯微鏡的視場(chǎng)中央一般測(cè)角目鏡位于零aJJF(新)68-2021a5為：(α1-α2或(360+α1)-α2。二者測(cè)量方法一致，測(cè)量結(jié)果的有效位數(shù)不同。正弦規(guī)是利用三角法間接測(cè)量角度的一種精b△hH2)正弦規(guī)是與量塊組配合使用的，量塊組的組合尺寸H=Lsinα0(L一般為正弦規(guī)滾柱之間的尺寸，α0為被測(cè)角度標(biāo)稱值)。量塊組組合時(shí)應(yīng)注意研合技巧（將量塊量塊成作面轉(zhuǎn)到相互平行的方向；然后沿工作面長(zhǎng)邊方向向前推進(jìn)貼合在一起。在正常情況下，研合過(guò)程中手指能感覺(jué)到研合力，如研合力不大，可在旋轉(zhuǎn)和推進(jìn)時(shí)加一些壓力，但壓力3)在確定檢測(cè)擺放位置時(shí)，注意正弦規(guī)檢測(cè)方向與JJF(新)68-20216測(cè)量時(shí)首先根據(jù)被測(cè)量角度的標(biāo)稱值，通過(guò)反推計(jì)算出所需量塊的尺寸H；根據(jù)工件大小選擇合適的正弦規(guī)，將被測(cè)工件在正弦規(guī)上裝夾好后件上選取a、b兩點(diǎn)，并測(cè)出a、b兩點(diǎn)的示值之差△h，則sinα=（H±Δh）/L，此測(cè)量方法為間接測(cè)量法。若實(shí)際被測(cè)角度α>標(biāo)稱角度α0際被測(cè)角度α<標(biāo)稱角度α0，則a-b=-Δh。△α=α-α0=Δh/L（弧度）JJF(新)68-20211.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：工具顯微鏡：測(cè)量范圍（200×100）mm在符合上述條件下的測(cè)量結(jié)果，一般可直接使用本設(shè)Δx=x2-x1，Δy=y2-y1當(dāng)Δy=0：L=x1-x2傳播系數(shù)/?Δx=兩個(gè)量u(Δx)和u(Δy)正相關(guān)，則：uc=u(Δx)+u(Δy)傳播系數(shù)：?f/?x1=1，?f/?x2=1u=u2(x1)+u2(x2)8 JJF(新)68-2021兩個(gè)量考慮為正相關(guān)，則：uc=2u(x)3.1測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量u1：123456789/3.2工具顯微鏡示值誤差引入的不確定度分量u2：特例（單軸方向）時(shí)u2=（1+L/100）μm/3=0.7μmu2(Δx)=0.64μmu2(Δy)=0.46μm雙軸測(cè)量時(shí)按完全正相關(guān)處理，則合成后u2=u2(Δx)+u2(Δy)=1.1μm3.3阿貝誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響及被測(cè)件安裝與導(dǎo)軌移動(dòng)直線不平行所引入的不確定度分量u3：9 JJF(新)68-2021u3(Δx)=u3(Δy)=u3=1.2μm雙軸測(cè)量時(shí)按完全正相關(guān)處理，則合成后u3=2*1.2=2.4(μm）3.4環(huán)境溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)引入的不確定度分量u4：?jiǎn)屋S時(shí)：u4=Δ/=1.4μm雙軸時(shí)：u4(Δx)=1.1μmu4(Δy)=0.5μm雙軸測(cè)量時(shí)按完全正相關(guān)處理，則合成后u4=u4(Δx)+u4(Δy)=1.6(μm）3.5被測(cè)工件和顯微鏡的熱膨脹系數(shù)差引入的不確定度分量u5： 單軸時(shí)：u5=Δ/=0.2μm雙軸時(shí)：u5(Δx)=0.2μm雙軸測(cè)量時(shí)按完全正相關(guān)處理，則合成后u5=u5(Δx)+u5(Δy)=0.3μm3.6被測(cè)件測(cè)量基準(zhǔn)面與被測(cè)量輪廓邊沿的垂直度引入的不確定度分量u6：?jiǎn)屋S時(shí)：u6==1.2雙軸時(shí)：u6(Δx)=u6(Δy)=1.2μm雙軸測(cè)量時(shí)按完全正相關(guān)處理，則合成后u6=u6(Δx)+u6(Δy)=2.4μm單軸測(cè)量時(shí)：uc= JJF(新)68-2021取k=2，則單軸測(cè)量時(shí)：U=kuc=4.8μm兩軸測(cè)量時(shí)：U=kuc=8.0μm距離測(cè)量為L(zhǎng)=100mm時(shí)，尺寸測(cè)量的不確定度均采用U=8.0μm，k=2。JJF(新)68-20211.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：工具顯微鏡：測(cè)量范圍（200×100）mm1.4測(cè)量方法：平面內(nèi)常用圓弧半徑測(cè)量。一般采用弓高弦長(zhǎng)法測(cè)量圓弧半徑，選取在符合上述條件下的測(cè)量結(jié)果，一般可直接使用本（其中h—弓高，L—弦長(zhǎng)）u=Σ[?f/?xi]2u2(xi)傳播系數(shù)/?Δh=1/2-/?ΔL=合成不確定度：u=u2(Δh)+u2(ΔL)確定度。其弦長(zhǎng)和弓高的不確定度分量參見(jiàn)前面的兩點(diǎn)距離測(cè)量時(shí)一致，其數(shù)據(jù)列表JJF(新)68-2021被測(cè)件測(cè)量基準(zhǔn)面與被測(cè)量輪廓合成不確定度uc=2.3(μm）擴(kuò)展不確定度UU=5μm，k=2。弓高不確定度弦長(zhǎng)不確定度被測(cè)件測(cè)量基準(zhǔn)面與被測(cè)量輪廓合成不確定度uc=5.1μm擴(kuò)展不確定度U弓高不確定度弦長(zhǎng)不確定度被測(cè)件測(cè)量基準(zhǔn)面與被測(cè)量輪廓JJF(新)68-2021合成不確定度uc=117.4μm擴(kuò)展不確定度UU=235μm，kJJF(新)68-20211.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：工具顯微鏡：測(cè)量范圍（200×100）mm在符合上述條件下的測(cè)量結(jié)果，一般可直接使用本靈敏系數(shù)：?f/?α1=1，?f/?α2=1合成不確定度：u=u2(α1)+u2(α2)兩個(gè)量考慮為正相關(guān)，則：uc=2u(α)C.4.1測(cè)量重復(fù)性：在工具顯微鏡上對(duì)所需測(cè)量角度邊15233244 JJF(新)68-202155637484933光學(xué)分度臺(tái)：u2=10″/3=3.3″C.4.3安裝對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響u3：勻分布處理則=5.8C.4.4被測(cè)工件邊沿輪廓的不理想引入的不確定度分量u4：測(cè)角目鏡：uc(α)== =22222u1+u2+u3+