千分尺计量标准技术报告

计量标准技术报告 计 量 标 准 名 称 检定测微量具标准器组 计量标准负责人 建 标 单 位 名 称 （ 公 章 ) 填 写 日 期 年 月 日 目 录 一、建立计量标准的目的- 二、计量标准的工作原理及其组成- ( 1 ) ( 1 ) 三、计量标准器及主要配套设备- ( 2 ) 四、计量标准的主要技术指标- ( 3 ) 五、环境条件- ( 3 ) 六、计量标准的量值溯源和传递框图- ( 4 ) 七、计量标准的重复性试验- ( 5 ) 八、计量标准的稳定性考核- ( 6 ) 九、检定或校准结果的测量不确定度评定- ( 7 ) 十、检定或校准结果的验证- ( 8 ) 十一、结论- ( 9 ) 十二、附加说明- ( 9 ) 一、建立计量标准的目的 根据中华人民共和国计量法的规定，计量检定必须按照国家检定系统及检定规 程进行，单位制的统一和量值传递的一致性、准确性。此装置属我公司最高计量标准， 为统一本公司的量值传递，开展本公司的测微类量具的检定。 二、计量标准的工作原理及其组成 用量块检定千分尺的示意图 以量块作标准器，测量千分尺的示值误差，旋转手轮带动丝杆作轴向 位移，量块的尺寸差值即为丝杆位移的变化量，如果被检千分尺的示值变化 量和量块差值的数值不相应，则说明被检千分尺的示值不准确，有误差。 三、计量标准器及主要配套设备 读数装置 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 检定或 校准机构 检定周 期或复 校间隔 量块 20 块组 （5.12100）mm 四等 成量 10490 成都市计量监督检定测试院 12 个月 计 量 标 准 器 量块 大 8 块 （125-500）mm 四等 成量 72296 成都市计量监督检定测试院 12 个月 表面粗糙 度样板 七组 Ra（6.3- 0.025）um MPE:-12%+15% 山东潍坊量 具厂 4195 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 大型工具 显微镜 JX6 （0-25）mm MPE:1.0um 新天 710019 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 刀口尺 125mm （0-125）mm MPE:1.0um 北量 编号无 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 平行平晶 组合 1 （15.50- 15.87）mm MPE:0.6um 长光 90315 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 平行平晶 组合 2 （40.25- 40.62）mm MPE:0.8um 北光 78036 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 平行平晶 组合 3 （65.50- 65.87）mm MPE:0um 衡光 78467 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 平行平晶 组合 4 （90.62- 91.00）mm MPE:1.0um 衡光 78169 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 平面平晶 60mm 60mm 1 级 长光 80965 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 数显量仪 测力计 SLC 型 （0-15）N U=0.34% K=2 福建泉州计 量实验厂 1639 成都市计量监 督检定测试院 12 个 月 卧式测长 仪 JD5 （0-500）mm Mpe:(1+L/100)um 新天780169 成都市计量监督检定测试院 12 个月 主 要 配 套 设 备 四、计量标准的主要技术指标 名称：量块 型号规格： （5.12-100)mm 12 块组 四等 名称：量块 型号规格： （125-500)mm 大 8 块 四等 五、环境条件 序 号 项 目 要 求 实 际 情 况 结 论 1 温度 20 5 22 符合要求 2 湿度 80% 70% 符合要求 3 振动 无 无 符合要求 4 5 6 六、计量标准的量值溯源和传递框图 七、计量标准的重复性试验 名称：三等量块 测量范围：（5.12-500）mm 不确定度：（0.1+1.0L） um 保存机构：成都市计量监督检定测试院 比较测量 名称：四等量块 测量范围：（5.12-500）mm 不确定度：（0.1+1.0L） um 直接测量 名称：外径千分尺 测量范围：（0-300）mm 精度等级：0.1 级 名称：深度千分尺 测量范围：（0-25）mm 精度等级：0.1 级 代入贝塞尔公式 S= = =0.4m1 2)(10nXii 96. 该装置的重复性未 0.4m 3S=3x1.37=1.2m (25-50)mm 的 1 级千分尺的 MPE：4m，因 3s4m,该标准装置重复性验证为合格。 八、计量标准的稳定性考核 序号 任意 1mm 的测量值 Xi（m） U=Xi-X(m） U2(m） 1 30.12 -0.2 0.04 2 30.121 0.8 0.64 3 30.120 -0.2 0.04 4 30.120 -0.2 0.04 5 30.120 -0.2 0.04 6 30.120 -0.2 0.04 7 30.120 -0.2 0.04 8 30.121 -0.2 0.04 9 30.120 0.8 0.64 10 30.120 -0.2 0.04 X 30.1202 -0.2 0.04 一 选一组本标准器组的 4 等量块（5.12-25）mm。每年用（25-50）mm 的外径千 分尺对 35.23mm 点进行一组 10 次测量，其计算数据如下： 测量时间 实测值 2013.1 2013.4 2013.8 2013.11 平均值（mm） 35.2393 35.2390 32.2392 32.2394 变化量（m） 0.7 0.3 0.2 0.2 四组测量标准结果中最大的变化量为 0.7m4m 故该计量标准的稳定性验证合格。 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 千分尺示值误差测量结果不确定度的评定 1、测量依据：JJG21-2008 千分尺检定规程 测量对象：分度值为 0.01mm 的千分尺，其最大允许误差为 4m。测量上限分别为 25mm，50mm，75mm，100mm 的千分尺进行分析。 测量过程：千分尺示值误差是以 4 等量块进行校准的，千分尺的受检点应均匀分布在测量 范围 5 点上。 测量方法：先将检定器和百分表分别对好零位，百分表值误差是在正运程方向上每隔 10 个分度进行校准。检定器移动规定分度后。在百分表上读取各点相应的误差值，直到工作行程的终 点。由正行程校准得到的最大误差和最小误差值之差值为百分表的示值误差。 2、数学模型：e=La+Lo+Ls 式中：e-为示值误差； La-千分尺微分筒 25mm 内示值； Lo-对零量块的长度； Ls-校准量块的长度； 3、输入量的标准不确定度的评定： 3.1 输入量 L 的标准不确定度 u（l）的评定： u（L）主要由测量重复性引起的，可以通过连续测量得到一组数据，采用 A 类方法评 定。以微分筒 25mm 示值为例，在重复性条件下测量 10 次，得到一组数据，分别为（单位 mm）： 25.005,25.004,25.003,25.005,25.004,25.004,25.005,25.004,25.005,25.005 代入贝塞尔公式 S= =0.7m1 2)(10nXii 选择 3 把千分尺，用同样的方法进行检定，按上述计算方法得到单次试验的标准差： 标准尺寸（mm） 50 75 100 S（m) 0.67 0.63 0.53 m mis14.02 U(La)=0.4m 3.2 输入 Lo 的标准不确定度 u（lo） u（lo）的主要来使对零量块引起的标准不确定度，采用 B 类方法评定。 L=25mm 时，千分尺下限为零，无需对零量块长。故 u（lo）=0. L=50mm 时，对零量块为 25mm，对零量块长不确定度为（0.2+21)m。包含因子 k=2.7，,u （lo） =（0.2+20.025）/2.7=0.09m. L=75mm 时，对零量块为 50mm，对零量块长度不确定度为（0.2+21）m，包含因子 k=2.7， u（lo）=（0.2+20.05）/2.7=0.11m。 L=100mm 时，对零量块为 75mm，对零量块长度不确定度为（0.2+21）m，包含因子 k=2.7， u（lo）=（0.2+20.075）/2.7=0.13m。 3.3 输入 Ls 的标准不确定度 （ls） （ls）主要考虑以下因素：校准用量块引起的标准不确定度 （ls1） ；千分尺和校准 量块的膨胀系数存在的不确定度 （ls2） ；千分尺和校准量块的温度差引起不确定度 （ls3）. 采用 B 类方法评定。 3.3.1 校准用量块引起的标准不确定度 （ls1） L=25mm 时，校准量块为 25mm，根据 4 等量块长度不确定度（0.2+21）m 计算，包含因 子 k=2.7，u（lo）=（0.2+20.025）/2.7=0.09m. L=50mm 时，校准量块为 25mm，根据 4 等量块长度不确定度（0.2+21）m 计算，包含因 子 k=2.7，u（lo）=（0.2+20.05）/2.7=0.11m. L=75mm 时，校准量块为 25mm，根据 4 等量块长度不确定度（0.2+21）m 计算，包含因 子 k=2.7，u（lo）=（0.2+20.075）/2.7=0.13m. L=100mm 时，校准量块为 25mm，根据 4 等量块长度不确定度（0.2+21）m 计算，包含 因子 k=2.7，u（lo）=（0.2+20.01）/2.7=0.15m. 3.3.2 千分尺和校准量块的热膨胀系数存在的不确定度 （ls2） 千分尺和量块的热膨胀系数均为 11.5110-6/，两种材质的极限热膨胀系数之 差为才才？，a=10-6/服从均匀分布，该三角形分布半宽为 a=210-6/，包含因子 k= ，L 以微分筒长度 25mm 计算，t=2，3 u（ls2）=L103ta/ 3 则 L=25mm 时， u（ls2）=L103ta/ =0.08m 则 L=50mm 时， u（ls2）=L103ta/ =0.08m3 则 L=75mm 时， u（ls2）=L103ta/ =0.08m 则 L=100mm 时， u（ls2）=L103ta/ =0.08m3 3.3.3 千分尺和校准量块的温度差引起的不确定度 （ls3） 千分尺和校准量块间有一定的温度差存在，并以等概率落于（-0.3+0.3）之间任何处， 认为 t=0.3服从均匀分布，包含因子为 k= ，L 以微分筒长度 25mm 计算，t=2，L 以微分 3 筒长度 25mm 计算，a=11.51106/，代入下列公式 u（ls3）=Lta/ 3 当 L=25mm 时， u（ls3）=Lta/ =0.05m3 当 L=50mm 时， u（ls3）=Lta/ =0.05m 当 L=75mm 时， u（ls3）=Lta/ =0.05m3 当 L=100mm 时， u（ls3）=Lta/ =0.05m 3.3.4 输入量 Ls 的标准不确定度 u（ls） u（ls）= 当 L=25mm 时， 当 L=50mm 时， 当 L=75mm 时， 当 L=100mm 时， 4 合成标准不确定度 u（c） 各分量彼此独立不相关，所以 u（c）= 当 L=25mm 时， 当 L=50mm 时， 当 L=75mm 时， 当 L=100mm 时， 5 扩展不确定度的表示 在置信概率为 p=95%时，扩展因子取 k=2.则 U=uk 当 L=25mm 时，U=uk=0.422=0.9m 当 L=50mm 时，U=uk=0.422=0.9m 当 L=75mm 时，U=uk=0.422=0.9m 当 L=100mm 时，U=uk=0.422=1.0m 6 测量不确定度的报告与表示 当 L=25mm 时，U=0.9m，k=2 当 L=50mm 时，U=0.9m，k=2 当 L=75mm 时，U=0.9m，k=2 当 L=100mm 时，U=1.0m，k=2 十、检定或校准结果的验证 选一只量程为 25-50mm 的外径千分尺送上级计量检定机构检定，再自检一组数据对 35.23 点进行比较，其测量结果如下： 对比结果：最大误差值为 1um，小于 =16.um, 该装置的测量不确定度验证合格。 标准尺寸 （ mm） 自检结果 送检结果 对比结果 市测试院 U1 本装置