JJF 1254-2010 数显测高仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

—

JJF12542010

数显测高仪校准规范

CalibrationSecificationforHeihtMeasurinInstrument

pgg

withDiitalDisla

gpy

ㅤㅤㅤㅤ

2010-05-11发布2010-11-11实施

国家质量监督检验检疫总局发布

—

JJF12542010

数显测高仪校准规范

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췍

췍代替—췍

췍

JJG9291998

HeihtMeasurinInstrument췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

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withDiitalDisla

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,

本规范经国家质量监督检验检疫总局于年月日批准并自

2010511

年月日起施行。

20101111

ㅤㅤㅤㅤ

—010

JJF12542

目录

范围……………………()

11

引用文献………………()

21

概述……………………()

31

计量特性………………()

42

测量力………………()

4.12

垂直度………………()

4.22

示值变动性…………()

4.32

示值误差……………()

4.42

校准条件………………()

52

环境条件……………()

5.12

测量标准器及其他设备……………()

5.23

校准项目和校准方法…………………()

63

测量力………………()

6.13

垂直度………………()

6.23

示值变动性…………()

6.34

ㅤㅤㅤㅤ()

6.4示值误差……………4

校准结果表达…………()

74

复校时间间隔…………()

84

附录数显测高仪示值误差测量结果不确定度评定………………()

A5

附录校准证书内容…………………()

B8

—

JJF12542010

数显测高仪校准规范

1范围

本规范适用于分辨力为、、和,量程至

0.1m0.2m0.5m1m0mm1000mm

μμμμ

的数显测高仪的校准。

2引用文献

本规范引用下列文献:

—通用计量术语及定义

JJF10011998

—测量仪器特性评定

JJF10942002

—几何量测量设备校准中的不确定度评定指南

JJF11302005

/—电子数显测高仪

GBT220942008

,。

使用本规范时应注意使用上述引用文献的现行有效版本

3概述

、

数显测高仪是基于精密机械现代传感技术和电子技术的立式单坐标数字化几何量

,、ㅤㅤㅤㅤ、。

测量仪器用来测量平行平面之间距离孔和轴直径中心距以及相关形位误差等其

外形结构见图1。

图数显测高仪外形结构示意图

1

—立柱;—控制与显示器;—测量滑座;—测头;—底座

12345

1

—

JJF12542010

4计量特性

4.1测量力

数显测高仪的测量力范围和测量力变化不超过表的要求。

1

表1测量力范围和测量力变化要求

分辨力()测量力范围()测量力变化()

μmNN

//

0.10.20.50.5~1.80.2

10.5~2.10.5

4.2垂直度

数显测高仪的正面垂直度和侧面垂直度不超过表的要求。

2

表垂直度要求

2

分辨力()量程()正面垂直度()侧面垂直度()

μmmmμmμm

≤400612

//

0.10.20.5≤600816

≤10001020

≤4001020

ㅤㅤㅤㅤ

1≤6001530

≤10002550

4.3示值变动性

数显测高仪的示值变动性不超过表的要求。

3

表3示值变动性和示值误差要求

分辨力()示值变动性()示值最大允许误差

μmμm

//(-5/)

0.10.20.51.0±2m+10L3

μ

12(-5/)

±5m+10L3

μ

:。

注为数显测高仪的测量长度

L

4.4示值误差

数显测高仪的示值误差不超过表的要求。

3

:,。

注校准工作不判断合格与否上述计量特性的指标仅供参考

5校准条件

5.1环境条件

、

校准室的温度温度变化及被校数显测高仪和测量标准器在校准室内的等温时间见

。。

表测量时不应有影响校准结果的振动

4

2

—

JJF12542010

表校准条件

4

被校数显测高仪与测量标准器在

量程()温度()温度变化(/)

mm℃℃h

校准室内的等温时间()

h

≤50020±1≤0.5≥24

>50020±0.5≤0.3≥24

,,。

在校准之前应对被校数显测高仪开机预热预热时间不少于15min

5.2测量标准器及其他设备

测量标准器及其他设备见表5。

表5测量标准器及其他设备

序号校准项目主要校准设备

,

1测量力电子测力计分辨力0.01N

,

岩石平板平面度≤5m

μ

2垂直度三角形直角尺,00级

,

测微表示值误差≤1μm

,

岩石平板平面度≤5m

μ

3示值变动性

量块

,

岩石平板平面度≤5m

μ

4示值误差ㅤㅤㅤㅤ

3等、4等量块

6校准项目和校准方法

,

首先检查外观和各部分相互作用确定没有影响校准计量特性的因素后再进行

校准。

6.1测量力

,,

用电子测力计测量数显测高仪的测量力每个位置重复测量次取次测得值的

55

平均值为该位置的测量力,5次测得值的最大值与最小值之差为该位置的测量力变化。

、。

应在量程范围内上下两个位置进行测量

6.2垂直度

,;

量程≥500mm的数显测高仪每100mm取一个测量点量程<500mm的数显

,。

测高仪在整个量程内选取平均分布的个测量点测量时应将测头锁紧在测量滑

5

座上。

6.2.1正面垂直度

,

将被校数显测高仪和直角尺置于平板上使直角尺的测量面正对数显测高仪的

正面。

,,

对不带专用垂直度测头的数显测高仪将测微表装在测量滑座上使其测头与直角

,,,

尺测量面接触移动测量滑座每个测量点读取一次测微表的示值根据直角尺相应点

,。

的垂直度误差数据对示值进行修正后取最大值与最小值之差为正面垂直度

3

—

JJF12542010

,,

对带有专用垂直度测头的数显测高仪按其使用说明直接测量直角尺的测量面每

,

个测量点记录一次垂直度测头的示值根据直角尺相应点的垂直度误差数据对示值进行

,。

修正后取最大值与最小值之差为正面垂直度

6.2.2侧面垂直度

,

将被校数显测高仪和直角尺置于平板上使直角尺的测量面正对数显测高仪的

侧面。

,,

对不带专用垂直度测头的数显测高仪将测微表装在测量滑座上使其测头与直角

,,,

尺测量面接触移动测量滑座每个测量点读取一次测微表的示值取最大值与最小值

之差为侧面垂直度。

,,,

对带有专用垂直度测头的数显测高仪按其使用说明直接测量直角尺的测量面

,。

每个测量点记录一次垂直度测头的示值取最大值与最小值之差为侧面垂直度

也可采用满足测量不确定度要求的其他方法对数显测高仪的垂直度进行校准。

6.3示值变动性

(),

在测量状态下数显测高仪底座和量块都不移动用数显测高仪对量块重复测量

,;、、

10次取最大值与最小值之差为该点的测得值应在仪器测量范围的上中下位置

,。

分别进行测量取个位置测得值的最大值作为示值变动性

3

6.4示值误差

,。

将被校数显测高仪和量块置于平板上并使用出厂附带的标准测头

ㅤㅤㅤㅤ,,,,,

用数显测高仪测头接触平板并清零再依次放入0.9920.99611.004

,,,(,,…),,

1.00850100100×NN=23等量块测量量块上表面中心点高度每

,,。

个量块测量次取平均值为测得值测得值减去量块的实际尺寸为该点的示值误差

3

,。

测量过程中数显测高仪底座不得移动

也可采用满足测量不确定度要求的其他方法对数显测高仪的示值误差进行校准。

7校准结果表达

,。。

校准后的数显测高仪应填发校准证书校准证书的内容见附录B

8复校时间间隔

,,

数显测高仪的复校时间间隔根据实际使用情况由送校单位自主决定建议为

1年。

4

—

JJF12542010

附录A

数显测高仪示值误差测量结果不确定度评定

A.1任务和目标不确定度

A.1.1测量任务

测量任务是对分辨力为0.1m、量程为1000mm的数显测高仪的示值误差进行校

μ

准。

A.1.2目标不确定度

被校数显测高仪的示值最大允许误差为(-5/),则目标不

±2m+10L3=±5.3m

μμ

确定度为:

1

U5.3m1.77m1.8m

T=×μ=μ≈μ

3

A.2测量原理和方法

A.2.1测量原理

,。

机械接触方式与等量块实际尺寸进行比较

3

A.2.2测量方法

,。

直接测量数显测高仪的测得值减去等量块实际尺寸为该点的示值误差

3

A.3不确定度来源列表和讨论

ㅤㅤㅤㅤ

测量不确定度分量概述和评注见表A.1。

表A.1测量不确定度分量概述和评注

符号符号

不确定度分量名称评注

低分辨力高分辨力

量块中心长度测量不确由量块检定证书可得量块中心长度的测量

u

S1

定度不确定度和=0.99时的包含因子k

p99

,

由于量块的长度变动量当测量位置不在

u触点位置偏离量块中心

S2

量块中心时引入的分量服从矩形分布

u量块竖立放置的变形因自重而使量块中心长度变短,U形分布

S3

u数显测高仪的重复性

R1

u取两者中较大的为u

RR

u数显测高仪的数字分辨力

R2

量块与数显测高仪温度差服从矩形分布,

u量块与数显测高仪温度差在同一检定点测量次的过程中时间很短,

T13

假定温度没有发生变化

量块与数显测高仪线膨胀

u服从形分布

T2U

系数差

5

—

JJF12542010

A.4测量不确定度分量的说明及计算评定

以1000mm量块测量数显测高仪的示值误差为例进行评定。

A.4.1量块中心长度测量不确定度引入的不确定度分量u

S1

,:

由量块检定证书得到等量块的测量不确定度为

3

US1=1.10m

μ

包含因子为k=2.8,则引入的不确定度分量为:

99

US11.10m

u==μ=0.39m

S1μ

k2.8

99

A.4.2触点位置偏离量块中心引入的不确定度分量u

S2

量块工作面有效宽度为,等量块的长度变动量最大为

7.4mm31000mm

,,,

0.60m测量时有经验的操作人员可使触点落在距量块中心点为1mm的圆内服

μ

,:

从矩形分布故

0.60m1mm

μ×

u=0.60.10m

S2×=μ

/

7.4mm2

A.4.3量块竖立放置的变形引入的不确定度分量u

S3

,,,,

大尺寸量块应水平放置使用当竖立放置使用时由于自重中心长度会变短假

。,

定服从形分布经有限元分析软件计算对量块尺寸变化量为

U1000mm

,:

0.19m故

μ

u0.19m0.70.13m

S3=×=

ㅤㅤㅤㅤ

μμ

/

A.4.4由被校数显测高仪重复性数字分辨力引入的不确定度分量u

R

a)数显测高仪的重复性引入的不确定度分量u

R1

在进行重复性实验时,10次测量值见表A.2,可由贝塞尔公式算得标准偏差为:

10

()2

xx췍

-

∑i

s=i=1=0.16m

μ

101

-

表A.2重复性实验数据

序号12345678910

测量值

0.00000.00030.0001-0.00020.0000-0.0001-0.00020.00010.00020.0001

()

mm

,,:

校准示值误差时要进行次测量取平均值作为测量结果故

3

s0.16m

u==μ=0.09m

R1μ

33

b)数显测高仪的数字分辨力引入的不确定度分量u

R2

,:

被检数显测高仪的数字分辨力为0.1m故

μ

0.1m

u=μ=0.03m

R2μ

2×3

,。

因此取==0.09m

uu

RR1μ

6

—

JJF12542010

A.4.5量块与数显测高仪温度差引入的不确定度分量u

T1

,,,

在24h等温后量块与数显测高仪温度差不超过0.1℃服从矩形分布线膨胀

-6-1

,,

系数为11.5×10℃对于1000mm的量块故

-6-1

u11.510℃1000mm0.1℃0.60.00069mm0.69