线位移传感器技术报告.docx
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线位移传感器技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称线位移传感器校准装置
计量标准负责人
建标单位名称
填写日期
一、建立计量标准的目…………………………………………………………（）
二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………………（）
三、计量标准器及主要配套设备………………………………………………（）
四、计量标准的主要技术指标…………………………………………………（）
五、环境条件……………………………………………………………………（）
六、计量标准的量值溯源和传递框图…………………………………………（）
七、计量标准的稳定性考核……………………………………………………（）
八、检定或校准结果的重复性试验……………………………………………（）
九、检定或校准结果的不确定度评定…………………………………………（）
十、检定或校准结果的验证……………………………………………………（）
十一、结论………………………………………………………………………（）
十二、附加说明…………………………………………………………………（）
一、建立计量标准的目的
二、计量标准的工作原理及其组成
线位移传感器的校准：
是由万能测长仪、量块及激光干涉仪作为长度标准器，为线位移传感器提供位移输入值，采用数字多用表作为二次仪表读取线位移传感器的输出量。
调整传感器的范围内大致均匀分布的11个校准点分别读出长度标准器给出的位移值Li和各校准点的输出值yi.以正反两个行程为一个测量循环，共测量三个循环，采用最小二乘法计算参比直线方程。
从而求得其灵敏度、基本误差、线性度、回程误差、重复性。
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
测长仪
HPD-3000
（0~3000）mm
MPE:
±（0.5+L/1000）μm
激光干涉仪
XL-80
（0~40）m
MPE:
±0.5×10-6L
量块
83块组
（0.5~100）mm
3等
量块
8块组
（125~500）mm
3等
量块
5块组
（600~1000）mm
3等
数字多用表
8508A
（0~1000）V
MPE:
DCV±（0.004～0.1）%
主要配套设备
四、计量标准的主要技术指标
名称
型号
测量范围
分度值
不确定度
或准确度等级
或最大允许误差
测长仪
HPD-3000
（0~3000）mm
0.1μm
MPE:
±（0.5+L/1000）μm
激光干涉仪
XL-80
（0~40）m
0.1μm
MPE:
±0.5×10-6L
量块
83块组
（0.5~100）mm
/
3等
量块
8块组
（125~500）mm
/
3等
量块
5块组
（600~1000）mm
/
3等
数字多用表
8508A
（0~1000）V
0.00001mv
MPE:
DCV±（0.004～0.1）%
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
（20±2）℃
（20±2）℃
合格
2
湿度
不大于70%RH
不大于70%RH
合格
3
4
5
6
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上
一
级
计
器
具
本级
计
量
器
具
下
一
级
计量
器具
七、计量标准的稳定性考核
考核时间
2018年8月14日
2018年10月19日
2018年12月14日
2019年2月20日
核查标准
名称：
位移传感器型号：
LXW-510BRG100（S）编号：
05
测量条件
19℃
20℃
20℃
20℃
测量次数
测得值（%）
测得值（%）
测得值（%）
测得值（%）
1
0.19
0.18
0.15
0.15
2
0.18
0.17
0.17
0.16
3
0.19
0.18
0.15
0.14
4
0.20
0.16
0.16
0.15
5
0.18
0.18
0.14
0.18
6
0.19
0.17
0.15
0.16
7
0.17
0.19
0.12
0.14
8
0.20
0.18
0.14
0.17
9
0.18
0.16
0.13
0.18
10
0.19
0.17
0.12
0.14
0.187
0.174
0.143
0.157
变化量
/
-0.013
-0.031
0.014
允许变化量
0.08
0.08
0.08
0.08
结论
合格
合格
合格
合格
考核人员
考核时间
核查标准
名称：
位移传感器型号：
LXW-510BRG100（S）编号：
05
测量条件
测量次数
测得值（%）
测得值（%）
测得值（%）
测得值（%）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
变化量
允许变化量
结论
考核人员
八、检定或校准结果的重复性试验
选一型号为LXW-510BRG100（S）的位移传感器，在装置的工作正常条件下，等精度重复测量其40mm点的示值10次，得结果如下：
序号
测量值Xi（mV）
1
-11.78
2
-11.81
3
-11.72
4
-11.80
5
-11.78
6
-11.75
7
-11.76
8
-11.78
9
-11.82
10
-11.84
平均
-11.784
S=
=0.035mV=0.003%，小于不确定度分析中重复性数据符合要求。
九、检定或校准结果的不确定度评定
项目名称：
线位移传感器示值误差测量结果的不确定度分析
1测量过程简述
1）测量依据：
依据JJF1305-2011《线位移传感器》校准规范
2）测量环境条件：
温度（20±2）℃
3）测量标准：
万能测长仪，测量范围（0～3000）mm，最大允许误差MPE：
±（0.8+1.1×10-6L）μm；数字多用表，测量范围（0～1000）V，测量不确定度U=2.3×10-6，k=2。
4）被测对象：
（0～1000）mm分度值为0.001mm拉线式位移传感器，最大允许误差±0.2%。
5）测量方法：
JJF1305-2011《线位移传感器》校准规范，把被测线位移传感器固定在三米测长仪尾座固定测头上，拉线固定在移动端测头上，输出信号连接数字多用表，通过移动侧头测量位移值并记录相应的电压信号，按照JJF1305-2011计算传感器基本误差，并进行不确定度评定。
2数学模型
根据JJF1305-2011，线位移传感器基本误差及绝对误差（示值误差）计算公式：
（1）
：
――拉线位移传感器的基本误差
：
――测长仪的位移读数值
：
――拟合值
：
――满量程
其中：
可看为常量，只有
一个变量，因此只考虑影响该实际测量值的相对不确定度。
3不确定度来源
线位移传感器基本误差及绝对误差校准结果的不确定度主要来源于以下几个方面：
（1）传感器重复性引入的标准不确定度分量；
（2）测长仪示值引入的标准不确定度分量；
（3）安装线位移传感器引入的标准不确定度分量；
（4）回程误差引入的标准不确定度分量；
（5）环境条件的影响；
（6）数字多用表读数引入的不确定度分量。
4.标准不确定度评定
4.1传感器测量重复性引入的标准不确定度分量u1
对于基本误差要求为±0.2%的线位移传感器，其重复性要求应不超过0.03%，因此其重复性引入的不确定度
4.2测长仪示值引入的标准不确定度分量u2
测长仪的最大允许误差为：
MPE：
±（0.5+1×10-6L）μm，由于被测传感器测量上限为1000mm，按均匀分部计算：
4.3安装线位移传感器引入的标准不确定度分量u3
安装线位移传感器时拉线与测头位移轴相重合，其阿贝误差可以忽略。
4.4回程误差引入的标准不确定度分量u4
对于基本误差要求为±0.2%的拉线位移传感器，其回程误差的要要求不超过0.03%，按均匀分部处理，即
4.5环境条件的影响u5
对于按规范规定的温度条件先进行的校准，环境因素的影响可忽略不计。
4.6数字多用表读数引起的不确定度u6
数字多用表直流电压测量的相对示值误差限±0.03%，工作时固定在2V量程不存在选择量程误差，按均匀分布：
5.合成标准不确定度及扩展不确定度
5.1合成标准不确定度
合成不确定度：
5.2扩展不确定度
取包含因子
，则：
6.不同参数的线位移传感器不确定度评定
6.1数学模型
从以上不确定度评定的来源可知，不同参数线位移传感器不确定度评定的区别仅在于其允许的重复性误差上线带来的不确定度。
即：
（2）
中，仅u1有变化。
6.2不同参数的线位移传感器不确定度
重复性%
0.01
0.02
0.03
0.05
0.1
0.2
不确定度%
0.05
0.07
0.08
0.12
0.21
0.41
十、检定或校准结果的验证
选一拉线式位移传感器送三家同一级计量检定机构校准并与本装置比对:
y0=0.19%，y1=0.17%,y2=0.16%
三家实验室检定结果测量不确定都为U=0.08%，
则
不确定度得到验证。
十一、结论
经技术分析与验证，该装置技术指标符合JJF1305-2011《线位移传感器校准规范》的要求。
可以开展线位移传感器的校准工作。
十二、附加说明
1、JJF1033-2016《计量标准考核规范》
2、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》
3、JJF1305-2011《线位移传感器校准规范》
4、计量标准履历书及重复性、稳定性考核记录
5、建立计量标准技术报告
6、计量标准考核（复查）申请表
7、计量标准量值溯源图
8、计量标准及配套设备使用说明书
9、计量标准历年检定合格证
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