JJF 1331-2011 电感测微仪校准规范

ððF

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1331-2011

电感测微仪校准规范

CaIibrationSpecificationforInductiveMicrometers

2011-12-28发布

2012-06-28实施

国家质量监督检验检瘟总局发布

JJF1331-2011

电感测微仪校准规范

FJJF1331-2011:

CalibrationSpecification

;代替JJG396-2002;

forInductiveMicrometers

归口单位:全国几何量工程参量计量技术委员会

主要起草单位:河南省计量科学研究院

参加起草单位:中原量仪股份有限公司

辽宁省计量科学研究院

上海市计量测试技术研究院

本规范委托全国几何量工程参量计量技术委员会负责解释

JJF1331-2011

本规范主要起草人:

黄玉珠(河南省计量科学研究院)

贾晓杰(河南省计量科学研究院)

范乃肮(河南省计量科学研究院)

参加起草人:

于振溪(中原量仪股份有限公司)

石作德(辽宁省计量科学研究院)

姜志华(上海市计量测试技术研究院)

JJF1331-2011

录

目

引言………………………(I1)

1范围……………………(1)

2引用文件………………(门

3术语……………………(川

4概述……………………(门

5计量特性………………(2)

5.1零位平衡……………(2)

5.2漂移…………………(幻

5.3示值变动性…………(2)

5.4轴向测头测杆径向受力对示值的影响……………(2)

5.5测力及测力变化……………………(2)

5.6示值误差……………(2)

5.7"和"与"差"演算示值误差……………………(川

6校准条件………………(川

6.1环境条件……………(3)

6.2校准用设备…………(川

7校准项目和校准方法…………………(3)

7.1校准项目……………(3)

7.2校准方法……………(3)

8校准结果的表达………………………(们

9复校时间间隔…………(8)

附录A配对法校准示值误差计算示例………………(们

附录B0.01μm挡位数显式电感测微仪示值误差测量结果的不确定度评定……(10)

附录Co.1μm挡位数显式电感测微仪示值误差测量结果的不确定度评定………(13)

附录D校准证书内容及内页格式……………………oω

I

JJF1331-2011

引

JJF1071-2010<<国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-1998<<通用计量术语及

定义》、JJF1059-1999<<测量不确定度评定与表示》、JJF1094-2002<<测量仪器特性

评定》、JJG396-2002<<电感测微仪》共同构成支撑校准规范制修订工作的基础性系列

规范。

(2等或

E

JJF1331-2011

电感测微仪校准规范

1范围

本规范适用于分辨力(分度值)(0.01~10)μm、标称范围(-1OOO~+1000)μm

电感测微仪的校准。

2引用文件

GB/T26094-2010电感测微仪

GB/T26095-2010电子柱电感测微仪

GB/T26097-2010数显电感测微仪

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文

件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

3术语

3.1零位平衡zerobalance

在转换电感测微仪量程挡位时，各挡零位示值的一致性。

3.2示值变动性thevariationindication

在相同测量条件下，仪器对同一被测量进行多次重复测量其结果之间的最大差异。

4概述

电感测微仪是一种测量微小位移量的高准确度测量仪器，它由轴向或旁向电感传感

器(测头)将位移量转换成电信号，通过显示装置将被测量显示出来。电感测微仪按显

示装置的不同分为数显式、指针式和电子柱式三种型式。其外形见图1、图2、图3。

图1数显式电感测微仪

1一数字表;2一测量功能选择开关;3量程转换开关;4-放大倍数调整旋钮;5一零位调整旋钮;6轴向测头

图2指针式电感测微仪

1一指针;2一指示表;3一放大倍数调整旋钮;4一量程转换开关;5一测量功能选择开关;6一轴向测头

l

JJF1331-2011

一付;5一合格指示灯;

程指示灯;

5

5.1

5.4

电感测微仪

漂移

示值变动性

μm

的型式

口

数显式

一

川

指针式

-

u

O.2

电子柱式1个分度值1个分度值

5.5测力及测力变化

测力不大于设计规定值，测力变化不超过测力值的士20%。

5.6示值误差

5.6.1数显式电感测微仪分辨力为0.01μm挡位的最大允许误差为士0.08μm;其他

各挡位的最大允许误差Ò(1)计算。

按式

i

Ò=士0.3%(I川+l)(1)

i

式中:

Si一--校准点的标称值，μm;

l一-校准点挡位的量程，μm。

2

JJF1331-2011

5.6.2指针式电感测微仪分度值为O.1μm挡位的最大允许误差为+0.10μm;其他各

挡位的最大允许误差乱按式(2)计算。

ò;二士l%(ls;I+l)(2)

式中:

S;一一校准点的标称值，μm;

1一一校准点挡位的量程，μm。

5.6.3电子柱式电感测微仪各挡位最大允许误差不超过1个分度值。

5.7"和"与"差"演算示值误差

"和"与"差"演算的示值误差不超过演算范围的1%。

注:以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。

6校准条件

6.1环境条件

0

6.1.1校准室温度(20+1)C，温度变化不大于0.5OCjh，相对湿度不大于80%。

6.1.2校准室内应元影响测量的灰尘、振动、噪音、腐蚀性气体及较强磁场的影响。

6.1.3校准用的电源应避免电压突变。

6.2校准用设备

校准用设备见表2。

表2校准项目和校准用设备

序号

校准项目

设备名称及计量特性

1

零位平衡测量台架

2

漂移测量台架，3等量块

3

示值变动性

测量台架，3等量块

4

轴向测头测杆径向受力对示值的影响测量台架，分度值0.01N测力计

5

测力及测力变化测力仪MPE:士1%

6

示值误差2等、3等量块，测量台架

7

2等、3等量块，测量台架

"和"与"差"演算示值误差

7校准项目和校准方法

校准前，电感测微仪和校准用器具等温平衡时间不少于4h，并使电感测微仪通电

预热大于30mino用旁向测头校准时，其测杆轴线应和台架工作面的垂直方向垂直。

首先检查外观和各部分的相互作用，确定没有影响校准计量性能的因素后再进行

校准。

7.1校准项目

校准项目见表20

7.2校准方法

7.2.1零位平衡

在仪器放大倍数正确的情况时，将测头安装在测量台架(以下简称台架)上，使测

JJF1331-20门

头与台架工作面相接触，量程转换开关置于最小标称范围挡位，测微仪示值调至零位，

用转换开关依次转换至其他量程挡位，观察各挡对零位的偏移量，取绝对值最大的偏移

量作为测量结果。

7.2.2漂移

量程开关置于最小标称范围挡位，使测头与台架工作面上放置的5mm量块接触，

调整电感测微仪为任一示值，在连续2h内，读取每间隔o.5h电感测微仪的示值，取

2h内示值与起始值的最大变化量作为测量结果。

7.2.3示值变动性

按7.2.1安装的条件下，量程转换开关置于最小标称范围挡位，用测头对同一量块

重复测量9次，取最大读数和最小读数之差作为测量结果。

7.2.4轴向测头测杆径向受力对示值的影响

在台架上放置一5mm量块，使测头与量块接触，量程转换开关置于最小标称范围

挡位，调整电感测微仪显示任一示值，稳定后沿径向给测头施加0.1N的力，读取示值

的变化量。校准应在垂直于测杆轴线均匀分布的四个方向上进行，取最大变化量为测量

结果。

7.2.5测力及测力变化

使安装在台架上的测头处于工作状态，用测力计沿测量方向对测头向上慢慢加力，

当电感测微仪分别处于最小示值、零位和最大示值时，读出测力计的示值;然后使测力

计慢慢向下移动，当电感测微仪重新处于最大示值、零位和最小示值时，再次读取测力

计的示值。取通过零位时两次测力计的读数平均值作为测力的测量结果，取最小示值和

最大示值时测力计四次读数与测力值之差绝对值的最大值作为测力变化的测量结果。

7.2.6示值误差

用量块以配对法或直接法测量测微仪示值误差时，所选用的量块尺寸和配对的对数

见表3、表4、表50

7.2.6.1按7.2.1安装的条件下进行示值误差的校准。

直接法测量时，先用所选的最小尺寸量块对准零位，用其他各尺寸的量块按正向依

次测量示值误差。再以最大尺寸量块对准零位，用其他各尺寸的量块按负向依次测量示

值误差，各校准点的示值误差按式(3)求得。

8二Ti一(Li-LO)(3)

i

式中:

μm

一-各校准点的示值误差，

4

μm;

一一一测微仪上读取的示值，

ri

μm;

Li~校准点上所用量块的实际尺寸，

μm

Lo对零用量块的实际尺寸，。

-

配对法测量时，每一校准点应选用尺寸相互有联系的量块进行配对。用第一块量块

对准零位，第二块量块测量校准点的示值误差;再以第二块量块对准零位，第三块量块

测量该校准点的示值误差，依次类推，直至所需配对量块的最后一块量块。校准正向示

值时，量块尺寸按递增方式进行。校准负向示值时，量块尺寸按递减方式进行。校准点

(4)

的示值误差乌按式求得。

4

JJF1331-2011

三JTJ(Ln-Lo)

lr=j=l(4)

n

式中:

a;一一-校准点的示值误差，μffi;

γJ一一每次读数值，μffi;

n2

读数值的阳凸和

uam

j=l

Ln一一最后一块量块的实际尺寸，μffi;

Lo-第一块用于对零的量块的实际尺寸，μm

n一一量块所需配对数。

表3数显电感测微仪

量块尺寸

受检点量块等别

分辨力标称范围

校准方法

μmμmμm口1口1

及配对数

o.992,O.994,o.996,o.998,

士2

1.000,1.002,1.004

2等

o.01一10~十10

配对法

6X才1,1.01,1.02,1.03,

士10

1.04,1.05,1.06

土20

土40

1,1.02,1.04,1.06,

0.1-100~十100士602等

直接法1.08,1.10

士80

士100

+200

土400

1,1.2,1.4,1.6,

l一1000~+1000士6003等

直接法1.8,2.0

士800

:i::1000

表4指针式电感测微仪

量块等别

分度值

量块尺寸/mm

校准方法受检点/μm

标称范围/μm

μm

及配对数

O.991,o.992,o.993,o.994,

士1

O.995,o.996

2等O.991,O.993,o.995,O.997,

O.1-3~十3

配对法士2

5对O.999,1.001

O.991,O.994,O.997,1.000,

:i::3

1.003,1.006

5

JJF1331-2011

表4(续)

分度值

量块等别

标称范围/μm校准方法受检点/μm

量块尺寸/mm

μm

及配对数

士20.991,0.993,0.995,0.997

+40.991,0.995,0.999,1.003

2等

O.5一10~+10

配对法

士63对O.991,o.997,1.003,1.009

士101,1.01,1.02,1.03

:1::10

1.0-30~十30士201,1.01,1.02,1.03

直接法2等

士30

士20

士40

1,1.02,1.04,1.06,

5.0-100~+100

士60

3等

直接法

1.08,1.10

士80

土100

士50

土100

士1501,1.05,1.1,1.15,1.2,

10-300~+3003等

直接法

1.25,1.3

士200

士250

:1::300

表5电子柱式电感测微仪

量块等别

分度值

量块尺寸/mm

标称范围/μm校准方法受检点/μm

μm

及配对数

0.991,0.993,

土2

0.995,0.997

O.991,o.995,

土4

0.2一10~十102等O.999,1.003

配对法

3X才

0.991,o.997,

土6

1.003,1.009

士101,1.01,1.02,1.03

:1::10

0.5-25~十25直接法3等1,1.01,1.02

土20

6

JJF1331-2011

表5(续)

分度值量块等别

标称范围/μm受检点/μm量块尺寸/mm

校准方法

μm

及配对数

土10

士20

1,1.01,1.02,1.03,

-50~十50

1.0土303等

直接法1.04,1.05

::1:40

士50

士20

土40

1,1.02,1.04,1.06,

2-100~+100::1:603等

直接法1.08,1.10

士80

::1:100

士100

士200

1,1.1,1.2,1.3,

10一500~+500直接法士3003等

1.4,1.5

土400

::1:500

7.2.6.2电感测微仪各挡位的示值误差也可采用满足测量要求的其他方法测量。

7.2.7"和"与"差"演算示值误差

7.2.7.1"和"演算示值误差

将测头A和B分别装夹在台架上，量程转换开关置于任一挡位，测量功能选择开

关分别置于+A和+B位置，将B测头的零位平衡调整好，然后使A、B示值均为零。

在保持B测头示值为零的情况下，用量块作为标准，给A测头不超过1/2量程的正向

位移，观察各点的示值误差，反向亦然。再使A测头示值为零，给B测头不超过1/2

量程的正向位移，观察各点的示值误差，反向亦然。

以士10μm挡位为例简述其演算方法:

1)使A、B测头示值为零，将量程开关置于:::I:10μm挡位;

2)B测头示值为零不变，分别给A测头5μm，10μm的正向位移和-5μm，

-10μm的反向位移，读出各点的示值误差;

3)使A测头示值为零，分别给B测头5μm，10μm的正向位移和一5μm，

-10μm的反向位移，读出各点的示值误差;

"差"演算示值误差

将测量功能开关置于+A和-B位置上，然后按"和"演算示值误差的方法进行。

JJF1331-2011

8校准结果的表达

校准后的电感测微仪，出具校准证书。校准证书应给出校准结果及测量不确定度。

9复校时间间隔

建议复校间隔不超过1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用

者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此送校单位可根据实际情况自主决定复校时间

间隔。

8

JJF1331-2011

附录A

配对法校准示值误差计算示例

以数显电感测微仪为例，校准分辨力为0.01μm，标称范围(-10μm~+10μm)

中+10μm点的示值误差，所需的量块尺寸及相应的数据处理见表A.1。

表A.l

10μm

+10μm

、.

对零位用量块校准用量块测微仪读数值

校准用量块测微仪读数值对零位用量块

μm

尺寸/mm尺寸/mmμm尺寸/mm尺寸/mm

1.001.01+10.141.061.05-10.16

1.011.02+9.901.051.04-9.97

1.021.03+9.791.041.03-10.44

1.031.04十10.561.031.02一9.60

1.041.05+9.921.021.01-9.