塞尺检定装置计量标准技术报告Word下载.docx
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测量时,首先将测长仪的球形测帽与平面测帽接触,读取测长仪的读数值作为相对零点A0。
然后,移动测长仪的测量轴使两测量帽离开,将塞尺片放入两测量帽之间,使球形测帽与塞尺正面接触,平面测帽与塞尺反面接触。
对于I型塞尺,在塞尺工作区中心线上分布的3点进行测量;
对于II型塞尺,应在边缘位置增加2个测量点。
各点读数值Ai与相对零点数值A0之差即为该点正面的厚度值Li正。
对于标称值大于0.10mm的塞尺,还应测量塞尺1、2、3点的反面厚度Li反。
测量时,使球形测帽与塞尺反面接触,平面测帽与塞尺正面接触。
厚度片拆ei可按以下公式计算。
ei=Li-L0
式中:
Li为第i点厚度值;
L0为塞尺标称尺寸。
三、计量标准器及主要配套设备
计量标准器
名称
型号
测量范围
不确定度
或准确度等级
或最大允许误差
制造厂及
出厂编号
检定周期或复校间隔
检定或
校准机构
万能测长仪
(0~100)mm
MPE:
±
(1+L/200)μm
主要配套设备
表面粗糙度比较样块
Ra(0.025~6.3)μm
MPE:
-17%~+12%
四、计量标准的主要技术指标
型号:
测量范围:
(0~100)mmMPE:
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
(20±
8)℃
2)℃
合格
2
湿度
/
3
4
5
6
六.计量标准的量值溯源和传递框图
上一级计量器具
本本级计量器具
下一级计量器具
七、计量标准的稳定性考核
用一台测量范围为(0.02~1.00)mm的塞尺对万能测长仪进行一组稳定性测量。
每间隔1个月对其0.02mm点偏差进行一组测量,共进行10组。
数据如下:
单位(μm)
时间
2018.6.5
2018.7.8
2018.8.10
2018.9.6
+2.1
+2.2
+2.5
+2.3
+2.4
7
8
9
10
平均值
2.3
2.2
2.4
从上面数据中,可以得到平均值
的最大值和最小值之差为:
2.4-2.2=0.2μm,小于万能测长仪的最大允许误差的绝对值(1.0001μm),因此该装置稳定可靠。
八、检定或校准结果的重复性试验
对一台测量范围为(0.02~1.00)mm的塞尺,在重复性条件下用本装置对其0.02mm点的偏差进行10次测量,得(μm):
+1.0、+1.2、+1.2、+1.3、+1.4、+1.2、+1.2、+1.3、+1.3、+1.3
s=0.11µ
m
装置的重复性标准偏差为0.13µ
m,小于不确定度分析中的重复性数据,因此重复性考核合格。
九、检定或校准结果的不确定度评定
塞尺片厚度值测量结果的不确定度评定
A.1测量方法
以测长仪测量标称厚度d为0.02mm,3.00mm的塞尺为例,按照JJG62-2017《塞尺检定规程》规定的测量方法和测量条件进行塞尺厚度偏差测量不确定度评定。
A.1测量模型
塞尺的厚度偏差ei:
ei=Li-L0+
+
Li------第i点厚度值,mm;
L0------塞尺标称尺寸,mm;
------测力造成的压陷变形对测量结果的影响,mm;
------测长仪测帽的平面度对测量结果的影响,mm;
------测量位置偏离对测量结果的影响,mm;
A.3分量的标准不确定度评定
A.3.1测量重复性引入的标准不确定度分量u1
对塞尺进行了10次重复性测量,得到标准偏差为0.13μm(0.02mm厚度塞尺),0.53μm(3.00mm厚度塞尺)。
则
u1=0.13μm(d=0.02mm)
u1=0.53μm(d=3.00mm)
A.3.2测长仪引入的标准不确定度分量u2
测长仪在测量范围内的最大允许误差为±
1.0μm,由仪器最大允许误差导致的不确定度为矩形分布,包含因子
,则
u2=1.0μm/
=0.59μm
A.3.3测力造成的压陷变形引入的标准不确定度分量u3
测量时,塞尺的一面与平测帽接触,由于是平面对平面的接触,变形量可以忽略不计;
另一面是球测帽与塞尺的平面接触,变形量不能忽略。
根据公式:
f------变形量,μm;
p-----测量力,N;
d------球形测量头直径,mm;
K1------不同情况下的材料系数。
在塞尺厚度的测量过程中,测头和塞尺的材料都是钢,则K1=0.415。
按正反弦分布保守估算,包含因子为
,则:
u3=f/
=
/
=0.17μm
A.3.4测长仪测帽的平面度引入的标准不确定度分量u4
测长仪测帽的平面度为0.15μm,按反正弦分布保守估算,包含因子为
u4=0.15μm/
=0.11μm
A.3.5测量位置偏离引入的标准不确定度分量u5
估计测点位置在规定测量位置1mm区域内,有尺片厚度的不均匀以及弯曲度引入测量不确定度。
0.02mm厚度塞尺尺片厚度在1mm范围内不均匀值不超过0.5μm,为矩形分布,包含因子为
;
3mm厚度塞尺尺片厚度在1mm范围内不均匀值及弯曲度影响不超过2μm,为矩形分布,包含因子为
u5=0.5μm/
=0.29μm(d=0.02mm)
u5=2μm/
=1.2μm(d=3.00mm)
A.4标准不确定度一览表
标准不确定度分量u(xi)
不确定度来源
标准不确定度值
u(xi)
ci
∣ci∣×
u(xi)
µ
m
u1
d=0.02mm
测量重复性引入的标准不确定度分量
0.13
d=3.00mm
0.53
u2
测长仪引入的标准不确定度分量
0.59
-1
u3
测力造成的压陷变形引入的标准不确定度分量
0.17
u4
测长仪测帽的平面度引入的标准不确定度分量
0.11
u5
测量位置偏离引入的标准不确定度分量
0.29
1.2
A.6合成标准不确定度
uc=
可得:
μm=0.7μm(d=0.02mm)
uc=
μm=1.5μm(d=3.00mm)
A.7扩展不确定度
取k=2,则:
U0.02=uc×
k=0.7μm×
2=1.4μm(d=0.02mm)
U3.00=uc×
k=1.5μm×
2=3.0μm(d=3.00mm)
标称值为0.02mm塞尺的极限偏差为±
0.005mm,满足U0.02≤0.005mm/3;
标称值为3.00mm塞尺的极限偏差为±
0.048mm,满足U3.00≤0.048mm/3,故测量方法可行。
十、检定或校准结果的验证
用比对法,进行校准结果的验证。
用同一台塞尺为例,分别由我单位、济南市计量检定测试院和青岛市计量技术研究院校准0.02mm点,结果如下:
实验室校准结果
山东省计量院
济南市计量检定测试院
青岛市计量技术研究院
示值误差(μm)
+2.9
+3.0
+2.7
比对结果应该满足:
其中,
,
=1.4μm,n=3
则:
≤
×
1.4
即:
0.6μm≤0.82μm,
上述测量结果表明本标准装置测量结果可靠。
十一、结论
本计量标准装置标准器及配套设备齐全,测量不确定度、稳定性和测量重复性均符合JJF1033—2016计量标准考核规范要求和JJG62-2017《塞尺检定规程》要求,可以开展塞尺的检定和校准工作。
十二、附加说明