JJF 1485-2014 國家檢定校準 規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術規(guī)范JJF1485—2014圓度定標塊校準規(guī)范CalibrationSpecificationforRoundnessFlickCalibrationStandard2014-08-25發(fā)布2014-11-25實施國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布JJF1485—2014圓度定標塊校準規(guī)范JJF1485—2014CalibrationSpecificationforRoundnessFlickCalibrationStandard歸口單位:全國幾何量工程參量計量技術委員會主要起草單位:上海市計量測試技術研究院中國計量科學研究院參加起草單位:阿美特克集團泰勒·霍普森公司海克斯康測量技術(青島)有限公司本規(guī)范委托全國幾何量工程參量計量技術委員會負責解釋JJF1485—2014本規(guī)范主要起草人:姜志華(上海市計量測試技術研究院)張恒(中國計量科學研究院)曾燕華(上海市計量測試技術研究院)張波(上海市計量測試技術研究院)參加起草人:張彤(阿美特克集團泰勒·霍普森公司)王晉(?？怂箍禍y量技術(青島)有限公司)尹春節(jié)(阿美特克集團泰勒·霍普森公司)JJF1485—2014目錄引言………………………(Ⅱ)范圍……………………(1)引用文件………………(1)概述……………………(1)計量特性………………(1)1234定標塊的表面粗糙度………………(1)定標塊的圓度………………………(1)定標塊的弦高值……………………(1)4.14.24.3校準條件………………(2)5環(huán)境條件……………(2)測量標準及其他設備………………(2)其他條件……………(2)5.15.25.3校準項目和校準方法…………………(2)6定標塊的表面粗糙度………………(2)定標塊的圓度………………………(2)定標塊的弦高值……………………(3)6.16.26.3校準結果表達…………(3)復校時間間隔…………(3)78附錄A定標塊弦高值測量結果的測量不確定度評定示例…………(4)附錄B校準證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式……………………(8)ⅠJJF1485—2014引言JJF1071—2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構成支撐本校準規(guī)范制定的基礎性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次制定。ⅡJJF1485—2014圓度定標塊校準規(guī)范范圍121~50μm圓度定標塊(以下簡稱定標塊)的校準。本規(guī)范適用于弦高標稱值為()引用文件本規(guī)范引用了下列文件:GBT7234/—2004GBT7235/—2004產(chǎn)品幾何量技術規(guī)范(GPS)圓度測量術語、定義及參數(shù)產(chǎn)品幾何量技術規(guī)范(GPS)評定圓度誤差的方法半徑變化量測量GBT26098/—2010圓度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;凡不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修訂單)適用于本規(guī)范。概述3定標塊是一個在圓度誤差和表面粗糙度都很小的外圓柱表面上,加工出一個與圓柱軸線平行的小平面的標準器。小平面在圓柱體徑向截面上的弦高值F即為定標塊的弦高值。定標塊用于校準和檢測儀器放大倍率等參數(shù)。典型定標塊的結構見圖1。圖1定標塊結構示意圖計量特性4定標塊的表面粗糙度4.14.24.3定標塊測量面的表面粗糙度Ra一般不大于0.05μm。定標塊的圓度定標塊的圓度誤差一般不大于0.10μm。定標塊的弦高值定標塊弦高值的測量不確定度一般為5%~2%。注:以上指標不是用于合格性判別,僅供參考。1JJF1485—2014校準條件5環(huán)境條件5.1溫度條件:溫度條件應根據(jù)被校定標塊的測量不確定度要求確定。推薦的最低5.1.1要求為實驗室內(nèi)溫度為(20±1)℃,其變化不應超過0.5℃/h,定標塊及校準用設備在室內(nèi)平衡溫度的時間不少于12h。相對濕度:實驗室內(nèi)的相對濕度不大于65%。實驗室內(nèi)應無影響測量的噪音、振動和磁場。5.1.25.1.3測量標準及其他設備5.2推薦使用表1所列測量標準及設備標準器,允許使用滿足不確定度要求的其他測量標準及其他設備進行校準。表1測量標準及其他設備設備名稱序號校準項目技術要求表面粗糙度測量儀表面粗糙度比較樣塊MPE:±(2%~5%)定標塊的表面粗糙度1MPE:+12%~-17%定標塊的圓度23圓度儀主軸徑向跳動:0.03μm定標塊的弦高值其他條件5.3定標塊的表面不應有銹蝕、劃傷、碰傷等缺陷。定標塊底座應平穩(wěn),主體與底座聯(lián)接應穩(wěn)定牢固,不應有松動、相對轉動等現(xiàn)象。校準項目和校準方法6首先檢查外觀和各部分相互作用,確定沒有影響計量特性因素后再進行校準。定標塊的表面粗糙度6.1定標塊的表面粗糙度用表面粗糙度測量儀進行測量。在規(guī)定區(qū)域圓弧面上與小平面上分別測量,取最大值作為測量結果。也可以采用表面粗糙度樣塊比較測量。有爭議時應以表面粗糙度測量儀進行測量。定標塊的圓度6.2定標塊的圓度誤差用圓度儀進行測量,測量時在定標塊規(guī)定區(qū)域的中截面處進行,圓度誤差的評定應去除小平面部分。將圓度儀通電預熱至少15min(或按儀器說明書的規(guī)定對儀器進行通電預熱和儀器狀態(tài)調(diào)整),采用高斯濾波器,濾波器范圍選擇“(1~50)波/轉”擋,測桿選用“標準測桿”,受力方向選擇“外側”,測力選擇“中等測力”,放大倍數(shù)選擇“低倍”擋。將定標塊置于圓度儀工作臺中心,使測頭與定標塊中截面相接觸,放大倍數(shù)選擇由低至高,調(diào)整定標塊與儀器回轉中心同軸。測量時,先讓主軸空轉3圈,再開始測量并記錄數(shù)據(jù)。以最小包容區(qū)域法或最小二乘法評定其圓度誤差。2JJF1485—2014定標塊的弦高值6.3定標塊的弦高值用圓度儀進行測量,測量時在定標塊規(guī)定區(qū)域的中截面處進行。將定標塊置于圓度儀工作臺中心,使測頭與定標塊中截面相接觸,放大倍數(shù)選擇由低至高,調(diào)整定標塊與儀器回轉中心同軸。測量時,先讓主軸空轉3圈,再開始測量并記錄數(shù)據(jù)。采用高斯濾波器,濾波器范圍選擇“(1~500)波/轉”擋,放大倍數(shù)根據(jù)相應的弦高值選取,以最小外接圓法評定其圓度誤差,并以測量得到的圓度誤差值Ront作為定標塊的弦高值F,見公式()。1()1F=Ront式中:F———弦高值,μm;Ront———圓度誤差值,μm。校準結果表達7經(jīng)過校準的定標塊發(fā)給校準證書,一般情況下,校準結果至少應給出定標塊弦高值的測量結果、評定方法及測量不確定度。校準證書的內(nèi)容及內(nèi)頁格式見附錄B。復校時間間隔8由于復校時間間隔的長短是由定標塊的使用情況、使用者、定標塊本身質(zhì)量等諸因素所決定的,因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。建議復校時間間隔一般不超過1年。3JJF1485—2014附錄A定標塊弦高值測量結果的測量不確定度評定示例校準任務A.1A.2A.3校準20μm定標塊的弦高值。測量原理采用接觸式,動態(tài)測量。測量方法在圓度儀上測量。測量前應將儀器調(diào)整至滿足測量需要的狀態(tài)。測量時在定標塊規(guī)定區(qū)域的中截面處進行,以最小外接圓法評定其圓度誤差,并以測量得到的圓度誤差值作為測量結果。測量條件A.4———環(huán)境溫度(20±1)℃,溫度變化不應超過0.5℃/h,環(huán)境相對濕度≤65%;———圓度儀常年固定安裝在實驗室內(nèi),定標塊在實驗室內(nèi)的平衡時間不少于12h;———圓度儀傳感器為電感式;定標塊為鋼制。測量模型A.5由測量原理和方法,得到測量模型:(A.1)F=Ront式中:F———弦高值,μm;Ront———圓度誤差值,μm。不確定度傳播率A.62()22()uF=cuRontc(A.2)測量不確定度來源及說明(見表A.1)A.7表A.1測量不確定度來源及說明序號不確定度來源說明儀器傳感器的定標誤差儀器主軸跳動—12儀器主軸存在徑向跳動和軸向跳動,此處主要表現(xiàn)為徑向跳動對結果有影響儀器分辨力測量重復性定標塊的圓度誤差測量位置偏差溫度—3——4567中截面定位誤差實驗室溫度對20℃會有偏離,同時存在溫度波動被測件與儀器的回轉主軸無法完全同軸安裝誤差4JJF1485—2014標準不確定度評估A.8A.8.1儀器傳感器的定標誤差引入的標準不確定度分量u1圓度儀傳感器的定標誤差不超過±1.5%,符合均勻分布,k=3,對于20μm的圓度定標塊,則u1=20μm×1.5%/3=0.173μm儀器主軸跳動引入的標準不確定度分量u2圓度儀的徑向跳動的最大允許值為0.03μm,半?yún)^(qū)間為0.015μm,符合均勻分布,k=3,則A.8.2u2=0.015μm/3=0.009μmA.8.3由儀器分辨力/重復性引入的標準不確定度分量u3儀器分辨力為0.01μm,區(qū)間半寬度為0.005μm,符合均勻分布,,則由儀器分辨力引入的標準不確定度分量為:k=3u31=0.005μm/3=0.003μm在各種條件均不改變的情況下,在短時間內(nèi),用標稱值F=20μm的圓度定標塊進行重復性實驗,每個截面共測量10次(即n=10)。實驗數(shù)據(jù)為(單位:μm):20.00,20.01,20.01,20.00,19.99,20.00,20.02,20.03,20.01,20.00。由貝塞爾公式sx=0.012μm,實際測量取三次測量的平均值為測量結果,則計算得到()nu32=0.012μm/3=0.007μm分辨力引入的不確定度分量u31和測量重復性引入的不確定度分量u32,取結果較大者,則u3=u32=0.007μmA.8.4定標塊的圓度誤差引入的標準不確定度分量u4定標塊圓度誤差的PV值為0.10μm,則由定標塊的圓度誤差引入的標準不確定度分量為:u4=0.10μm=0.033μm3A.8.5測量位置偏差引入的標準不確定度分量u5定標塊弦高值的測量要求在中截面位置進行,當測量位置相對中截面出現(xiàn)偏差時會對測量結果產(chǎn)生影響。在選定的中截面位置測量后,距其上下0.2mm附近各測量1次,以3個位置測量的最大差值作為中截面的定位誤差,得到結果為0.03μm,按均勻分布處理,則由測量位置偏差引入的標準不確定度分量為:u5=0.03μm=0.017μm3由溫度引入的標準不確定度分量u6A.8.6定標誤差測量屬于一種微觀尺寸的測量,所以環(huán)境溫度對20℃的偏差要求不高,實驗室溫度保持在(20±1)℃的范圍內(nèi),溫度偏離的影響可以忽略不計。溫度的變化會影響定標誤差的測量結果,但在測量前,定標塊已經(jīng)放置在儀器上充5JJF1485—2014分恒溫,避免溫度變化引起形狀變化,且在測量期間溫度波動小于0.1℃,所以溫度變化的影響可以忽略不計。即u6=0A.8.7安裝誤差引入的標準不確定度分量u7安裝時,需要調(diào)整被測件與儀器的回轉主軸同軸,但是無法調(diào)整到完全一致。在數(shù)據(jù)處理的過程中,由于安裝誤差不能完全重合帶來的偏心影響已經(jīng)通過數(shù)據(jù)處理修正,故殘留誤差影響估計在±0.01μm以內(nèi),符合均勻分布,,則k=3u7=0.01μm/3=0.006μm合成標準不確定度A.9主要標準不確定度匯總表A.9.1測量20.00μm定標塊的測量不確定度分量及計算結果見表。A.2表A.2主要標準不確定度及計算結果匯總表標準不確定度分量代號對測量結果影響的變化限μm包含因子標準不確定度分量/影響測量評定類型分布類型影響量序號不確定的來源μmuikiumμi儀器傳感器的定標誤差u1B均勻±0.3000.30030.17330.00912儀器主軸跳動分辨力/重復性分辨力u2u3均勻—BABA0.0300.0120.010.015——0.007u31u32均勻—0.005—30.00334重復性—0.0120.0070.0330.017定標塊的圓度誤差u4A—0.033———測量位置偏差溫度u5u6u7——0567ABB0.0100均勻均勻30安裝誤差±0.0100.01030.0060.177合成標準不確定度:uck=2擴展不確定度():U0.36合成標準不確定度計算A.9.2由于參與計算的各項標準不確定度分量之間沒有值得考慮的相關性,則合成標準不確定度為:uc=u21+u22+u23+u24+u25+u226+u7=0.1732+0.0092+0.00722222+0.033+0.017+0+0.006μm=0.177μm擴展不確定度計算A.106JJF1485—2014包含因子k=2,則擴展標準不確定度U:U=kuc=2×0.177μm≈0.36μm采用相對不確定度表示,則Urel:UUrel=×100%=1.8%F7JJF1485—2014附錄B校準證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式校準證書至少包括以下信息:B.1a)標題“校準證書”;b)