JJG 989-2004 光栅式测微仪

JJG989-2004

光栅式测微仪检定规程

1范围

本规程适用于分辨力为0.01Km一IFtm，测量范围至l00mm的光栅式测微仪的首次

检定、后续检定和使用中检验。

2引用文献

本规程引用下列文献:

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

JB/T10080.2-2000光栅线位移传感器

使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。

3概述

光栅式测微仪(以下简称测微仪)是以光栅副作为测量元件，将线位移量转换为光

电信号，经电路处理并以数字显示的一种长度精密测量仪器。

测微仪按其准确度等级分为5级。测微仪按其结构分整体式和分体式两类。整体式

测微仪的传感器与显示单元在一整体上，其结构示意见图1(a)。分体式测微仪主要由

传感器(含信号电缆)和数显表两部分组成，其结构示意图见图1(b).

图1测微仪结构示意图

1-测杆;2-装夹套筒;3-测微仪主体;4一显示单元;5-数显表

d.TG989-2004

4计量性能要求

4.1测力

测力应满足表1要求。

表1测力要求

侧量范围/mm{0~100~300~500、100

分辨力如111<0.1I,0.1一<0.1一)0.1一<0.1,0.1}<0.1}X0.1

钡l力/N,1.0一‘1.5一‘1.5一‘2.0一‘2.0}〔2.5〔2.5,3.0

4.2测杆受径向力引起的示值变化

测杆受O.8N径向力引起的示值变化应满足表2要求。

4.3重复性

重复性应满足表2要求。

4.4示值误差

示值误差应满足表2中最大允许误差的要求。

表2测微仪的重复性、示值误差和测杆受径向力引起的示值变化要求1em

测杆受径向力引起的示值变化

准确度等级除掉外力后示值重复性最大允许误差

示值变化量

与原位的差值

1级0.20.10.10.4十0.004L

20.40.20.20.s+0.008L

3级10.50.51.5+0.0L

4级2113+0.02L

一225十0.04L

4.5漂移

4h内漂移应满足表3要求。

表34h内漂移要求lam

分辨力{，0.50.20.10.050.01

r

4h内漂移一,2〔1X0.6X0.3〔0.20续0.05

5通用技术要求

5]外观

仪器应标有制造厂名称(或厂标)、出厂编号、仪器型号及〔互】标志。

:_{_一涂覆层不应有脱落及影响外观质

仪器{作面不应有锈蚀、碰伤及明显的划痕，

量的缺陷

.I.IG989-2004

5.1.3数字应显示清晰、完整

后续检定的仪器允许有不影响使用功能和计量性能的上述缺陷。

5.2各部分相互作用

5.2.1夹紧装夹套筒后测杆运动应灵活、平稳、无卡滞和晃动现象。

5.2.2分体式测微仪其传感器与数显表的连接应牢固、接触可靠

5.2.3开关、按键应性能可靠。

5.2.4测微仪计数应正常，并在任意位置上都能置零。

5.3抗干扰性

在有干扰源的情况下，仪器示值变化量不超过分辨力的2倍。

6计量器具控制

计量器具控制包括首次检定、后续检定及使用中检验。

检定条件

主要检定器具及技术要求见表4

表4主要检定器具及技术要求

序号}主要检定器具一__技术要求

1}测力计分度值蕊0.05N-

.

2,3级测微仪用3等量块

2量块4级测微仪用4等量块-

5级测微仪用5等量块

3斜块式测微仪检定器分度值为。.2p.

最大允许误差:士((1.5、1。一L‘)rim

4激光测长装置

(L-测量长度，pm)

5手电钻或台灯手电钻为此‘或台灯为loow

6.1.2环境条件

6.1.2.1检定室的温度、温度变化及被检测微仪和检定用器具平衡温度时间应满足表5

的要求。

表5检定室的温度、温度变化及被检测微仪和检定用器具平衡温度时间要求

准确度等级检定室内温度/℃’温度变化量/℃/卜平衡温度时间//h

一j一

1级一一20t()2‘()2_,8

一

2级

，2)〔士{)h

3级j一

一

4级20_1

5级2012簇0.5一

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6.1.2.2测量应在被检测微仪通电预热15min后进行，测量过程中不应有影响测量的振

动、气流、电磁干扰等。

6.2检定项目

测微仪的检定项目见表6a

表6检定项目一览表

序号检定项目首次检定后续检定使用中检验

1外观+++

2各部分相互作用+十+

3抗干扰性+

4测力++

5钡9杆受径向力引起的示值变化++

6重复性+十

7示值误差十++

8漂移+

注:检定类别中“+”表示应检项目，“一”表示可不检项目。

6.3检定方法

6.3.1外观

目力观察。

6.3.2各部分相互作用

目力观察和试验。

6.3.3抗干扰性

在与被检测微仪同一电源接线板上启闭手电钻或插拔台灯10次，以测微仪示值最

大变化量作为测量结果。

6.3.4测力

将测微仪压在测力计的测头上，在测杆分别压缩至测微仪侧量范围的始、中、末

位置时进行读数，正反各测一次，以测力计读数的最大值作为测量结果。

6.3.5测杆受径向力引起的示值变化

将测微仪垂直安装在台架上，并在台架的工作台面上放置一量块，使测头与量块接

触。在测头滚花处沿垂直于测杆方向用测力计施0.8N的力，记录测微仪示值变化量，

除掉外力后，记录测微仪示值与原位的差值。

测量应在测微仪测量范围的始、中、末三个位置相互垂直的四个方向上进行，取各

位置和方向中绝对值最大者作为测量结果。

6.3.6重复性

将测微仪垂直安装在台架上，并在台架的工作台面上放置一量块，测微仪测头与量

块接触，重复测量10次，以最大值与最小值之差作为该位置的重复性。测量应在测微

a

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仪测量范围的始、中、末三个位置进行，以三个位置重复性最大值作为测量结果。

6.3.7示值误差

6.3.7.1激光测长装置法

使用激光测长装置测量时，应按测微仪光栅尺材料的线膨胀系数对激光测长装置的

示值进行自动补偿。

将测微仪安装在激光测长装置上，压缩测杆至0.1mm左右的位置。测微仪和激光

测长装置置零后，以约为1/5测量范围的间隔进行测量。记录测微仪和激光测长装置在

各点的示值，往、返行程各测一次。各点的示值误差的计算公式如下:

△l;=la。一l1a.‘(1)

式中:Al—第i点的示值误差，mm;

la,—第i点测微仪的示值，mm;

lbi—第i点激光测长装置的示值，mm.

分别在△l‘中最大值△1-、与最小值△Im,.的对应示值点l,-me、与la-mm加密测量，激

光测长装置的对应示值分别为lb-...与lb-min

移动激光测长装置工作台使示值等于lb-mex，然后使用微调机构，使工作台以4pm

的间隔移动，每次移动后均记录测微仪和激光测长装置在各点的示值，共测量i0点;

移动激光测长装置工作台使示值等于lb-mrn，然后使用微调机构，使工作台以4Km的步

距移动，每次移动后均记录测微仪和激光测长装置在各点的示值，共测量10点。各点

示值误差的计算公式见式(1)0

测微仪示值误差的计算公式如下:

△L=△lm。一△lmi.(2)

式中:△L—测微仪的示值误差，mm;

△1m_—Al‘中最大值，mm;

△lm,.-Al中最小值，mm.

6.3.7.2量块和测微仪检定器组合法

用于2级及以下各级测微仪示值误差的测量。

按测量范围等间隔分布受检点，受检点不应少于5个测点。

将测微仪安装在分度值0.21em斜块式测微仪检定器上，在测头下放置一适当尺寸

的零位量块，并压缩测杆至0.1mm左右的位置。测微仪检定器的读数鼓轮对零，再将

测微仪清零。依次放置不同量值的量块，每一量块组应重复放置3次，取3次读数的算

术平均值作为各点的示值，各点示值误差的计算公式如下:

Al=1e一‘(1b一‘lbo)

式中:oli—第i点的示值误差，mm;

la—第i点测微仪的示值，mm;

l,,—第i点量块的实际长度，mm;

编—零位量块的实际长度，mm.

分别在△l中最大值△l，与最小值△lmi。的对应示值点to-m,二与to-mn加密测量，量

5

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块的对应尺寸为1,_二与III__。。.

放置l。一。。量块，反行程旋转测微仪检定器的读数鼓轮，每间隔4Nm记录一次测微

仪的示值，共测10点;再将测微仪检定器退回40tim，放置lb-m,。量块，反行程旋转测

微仪检定器的读数鼓轮，每间隔4p。记录一次测微仪的示值，共测10点。各点示值误

差的计算公式如下:

△毛二!、一!(。一16,)一气(4)

式中:Al;—第J点的示值误差，mm;

l-i—第J点测微仪的示值，mm;

1,—与△1-或Al,n相对应的虽块的实际长度(I_或l,_),mm;

2。。—零位量块的实际长度，mm;

l—第J点测微仪检定器的位移量，mm

测微仪示值误差的计算公式如下:

△乙=么l川、一△C川(5)

式中:AI,—测微仪的不值误差，111111;

△l_-Al,中最大值，mm;

△l.,n-Al,中最小值，mm,

检定计算实例见附录Ao

测微仪的示值误差也可采用满足测量不确定度要求的其他方法进行测量。不同测量

方法的结果出现争议或仲裁检定时，以激光测长装置法为准。

6.3.8漂移

将测微仪垂直安装在台架上，测微仪测头与工作台面接触，调整测杆压缩至测量范

围的一半左右的位置。开机15min后每0.5h记录一次测微仪示值，4h内测微仪示值最

大值与最小值之差作为测量结果。

6.4检定结果的处理

6.4.1测微仪等级的判定

依据测量结果，按本规程表2规定的要求来判定测微仪的等级

6.4.2经检定符合本规程要求的测微仪，发给检定证书，注明准确度级别，具体要求见

附录D;不符合本规程最底等级要求的，发给检定结果通知书，并注明其不合格项目。

6.5检定周期

测微仪的检定周期根据其使用情况而定，一般不超过1年。

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附录A

测微仪示值误差检定计算实例(量块和测微仪检定器组合法)