JJF(黔) 48-2021 钢直尺全自动检定仪校准规范

1、 贵州省地方计量技术规范JJF（黔）48-2021钢直尺全自动检定仪校准规范CalibrationSpecificationforSteelRulerAutomaticVerifier2021-11-XX发布2022-02-XX实施 JJF（黔）48-2021钢直尺全自动检定仪JJF(黔)482021校准规范CalibrationSpecificationforSteelRulerAutomaticVerifier JJF（黔）48-2021 JJF（黔）48-2021目 录引言.1范围.12引用文件.13概述.14计量特性.14.1平台直线度.24.2示值误差.24.3重复性.25校准条件.

2、25.1环境条件.25.2测量标准及其它设备.26校准项目和校准方法.26.1校准项目.26.2校准方法.27校准结果表达与处理.47.1校准记录.47.2校准结果的处理.58复校时间间隔.5附录A钢直尺全自动检定仪校准记录格式.6附录B钢直尺全自动检定仪校准证书内页格式.8附录C钢直尺全自动检定仪示值误差测量结果的不确定度评定示例.9附录D检定仪平台直线度校准实例.15I JJF（黔）48-2021引 言本规范依据JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则、JJF1001-2011通用计量术语及定义和JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示进行编制。II JJF（黔）48-2

3、021钢直尺全自动检定仪校准规范1范围本规范适用于量程不大于1000mm的钢直尺全自动检定仪（以下简称检定仪）的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1097-2003平尺校准规范凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规则；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用本规范。3概述钢直尺全自动检定仪是用计算机进行控制，引入机器视觉技术，以高精度计量光栅为标准元件，检测钢直尺的全自动测量仪器。检定仪主要由光栅传感器、图像采集装置（摄像头）、检定软件等组成，结构原理图见图1。图1结构原理图4计量特性4.1平台直线度直线度不大于14.0m。1 JJF（黔）48-2021表1

4、示值误差要求4.2示值误差示值误差要求见表1。测量范围/mm600最大允许误差/mm0.03060010000.050注：以上指标不用于合格性判断，仅供参考。4.3重复性重复性不大于10.0m。5校准条件5.1环境条件5.1.1校准检定仪时，实验室的温度为（203），温度变化不大于1/h。5.1.2实验室内的相对湿度不大于70%。5.2测量标准及其他设备测量标准及其他设备要求见表2。表2测量标准及其他设备要求序号设备名称电子水平仪玻璃线纹尺主要技术指标12分辨力0.01mmmU95=(1.4+1.4L)m6校准项目和校准方法6.1校准项目平台直线度，示值误差，重复性。6.2校准方法6.2.1校

5、准前准备6.2.1.1被校对象与测量标准平衡温度时间不小于8h。6.2.1.2用目力检查检定仪的外观、各部件，确定不影响校准结果后，再进行校准。6.2.2平台直线度2 JJF（黔）48-20216.2.2.1先将电子水平仪底面和检定仪平台擦拭干净。根据平台长度选择跨距，一般不少于810个位置，跨距在（50500）mm，将电子水平仪放到检定仪平台上，并微微左右移动，使电子水平仪底面和平台相互贴合。6.2.2.2记录水平仪读数后并在平台上作跨距标记，按跨距前后相接的方式进行下一段测量，从检定仪平台一端测量至另一端，每测量一个跨距从电子水平仪上记取该位置读数。根据最小条件评定准则，通过计算或作图进行

6、数据处理，评定被校检定仪平台的直线度，检定仪平台直线度按公式（1）计算,检定仪平台直线度校准实例见附录D。 CLi（1）式中：平台直线度，m；C检定仪分度值，mm/m；L跨距，mm；i符合最小条件的检定仪平台直线度，字。在保证检定仪平台准确度条件下，允许用其它方法校准检定仪平台的直线度。6.2.3示值误差6.2.3.1检定仪示值误差用玻璃线纹尺进行校准，根据不同检定仪测量范围选择校准点，见表3。表3检定仪的测量范围和校准点测量范围mm校准点mm10501503005006008001000010003 JJF（黔）48-20216.2.3.2先将玻璃线纹尺安装在检定仪平台上，且放置平行。在正行

7、程（从左至右）校准示值误差时，将检定仪的摄像头移动至检定仪始点，调整玻璃线纹尺零刻线出现在摄像头相机视场中间位置，然后根据表3设定校准点开始自动校准。在反行程（从右至左）校准示值误差时，将检定仪的摄像头移动至检定仪末点，调整玻璃线纹尺末端刻度线出现在摄像头相机视场中间位置，然后根据表3设定校准点开始自动校准。正行程按测量段由小至大的顺序进行校准，反行程按测量段由大至小的顺序进行校准，测得的数据按公式（2）计算示值误差。e=LcLb（2）式中：e-检定仪的示值误差，mm；Lc-检定仪的示值，mm；Lb-玻璃线纹尺的刻线间间隔检定值，mm。6.2.4重复性首先将玻璃线纹尺平行放置在检定仪平台上，任

8、选一个校准点作为重复性校准点（一般选最大量程），然后按6.2.3.2正行程示值误差校准方法进行重复测量；反行程重复性校准点与正行程所选一致，按6.2.3.2反行程示值误差校准方法进行重复测量。正反行程各重复测量10次，观察计算机显示的测量值并作好记录，测得的数据按公式（3）计算重复性。n_(xi x)2s(x) i1（3）n1式中：xi-每次测量的测得值；n-测量次数；_x-n次测量的算术平均值。7校准结果表达与处理7.1校准记录4 JJF（黔）48-2021校准记录格式参见附录A。7.2校准结果的处理校准证书内页格式参见附录B。校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：a)标题

9、，如“校准证书”；b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d)证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识（如型号、产品编号等）；g)进行校准的日期或校准证书的生效日期；h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号；i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j)校准环境的描述；k)校准结果及其测量不确定度的说明；l)对校准规范的偏离和说明；m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；n)校准人和核验人的签名；o)校准结果仅对被校对象有效性的声明；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。8复校

10、时间间隔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使用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔不超过12个月。5 JJF（黔）48-2021附录A钢直尺全自动检定仪校准记录格式委托单位制造单位型号规格技术依据校准地点记录编号出厂编号校准日期环境条件%RH本次校准所用的主要标准器信息不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号/有效期至名称编号型号规格测量范围校准项目校准结果检定仪平台直线度正行程校准点/mm正行程校准点读数/mm正行程校准点误差/mm测量不确定度序号U/mm(k=2）12345678正行程示值误差6 JJF（黔）48

11、-2021钢直尺全自动检定仪校准记录格式（续）反行程校准点读数/mm反行程校准点误差/mm测量不确定度U/mm(k=2）序号反行程校准点/mm1234567反行程示值误差8校准点：测得值/mm重复性/m检定仪重复性（）12345678910正行程反行程校准员核验员日期7 JJF（黔）48-2021附录B钢直尺全自动检定仪校准证书内页格式校准项目校准结果检定仪平台直线度正行程/m反行程/m检定仪重复性正/反行程测量不确定度U/mm(k=2）校准点/mm示值误差/mm正行程示值误差反行程8 JJF（黔）48-2021附录C钢直尺全自动检定仪示值误差测量结果的不确定度评定示例C.1概述C.1.1测量

12、依据：依据JJF（黔）48-2021钢直尺全自动检定仪校准规范。C.1.2环境条件：温度（203）。C.1.3测量对象：钢直尺全自动检定仪，测量范围为(01000)mm。C.1.4测量标准:玻璃线纹尺C.1.5测量方法:在规定的环境条件下，用玻璃线纹尺对钢直尺全自动检定仪的示值误差进行校准，得到各校准点的示值误差，取校准点中最大值为该点的示值误差。C.2测量模型测量模型按公式（C.1）建立。e=Lc-Lb+Lcactc -Lbabtb（C.1）式中：e钢直尺全自动检定仪的示值误差，mm；Lc钢直尺全自动检定仪的示值(20条件下)，mm；Lb玻璃线纹尺的刻线间间隔检定值(20条件下)，mm；ac

13、、ab钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的线胀系数，tc、tb钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的偏离参考温度 20的值，。C.3方差和灵敏度系数-1；由于tc和tb基本是采用同一只温度计测量而具有相关性，其数学处理过程比较复杂，为了简化数学处理过程，需要通过如下方法将相关转化为不相关。令a=ac-ab，t=tc-tb，由公式（C.1）得到示值误差的计算公式（C.2）。e=Lc-Lb+Lcatc+Lcabtc-Lbabtb（C.2）9 JJF（黔）48-2021取LLcLb，aacab，ttctb，得公式（C.3）。e=Lc-Lb+Lat-Lat（C.3）由公式（C.3）可以看出，各变量之间彼此不相关

14、。灵敏度系数：c1=e/Ls=1， c2=e/Lb=-1，c3=e/ a=Lt，c4=e/ t=La。由于各分量彼此独立，按不确定度传播律公式，其输出量估计值e的方差为：uc2=u（2 e）=(c1u1 )2 (c2 u2)2 (c3 u3)2 (c4 u4)2 (u1 ) (u2) (Lt）u3 (L）u42 2 2 22 2C.4不确定度来源分析不确定度来源主要包括：a）测量重复性引入的不确定度；b）玻璃线纹尺刻线间间隔检定值引入的不确定度；c）钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺的线胀系数差引入的不确定度；d）钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温度差引入不确定度。C.5标准不确定度计算C.5.1

15、钢直尺全自动检定仪测量重复性引入的不确定度分量u1以600mm示值为例，钢直尺全自动检定仪用玻璃线纹尺进行测量，重复测量10次，由贝塞尔公式得实验标准差：s=5.0m钢直尺全自动检定仪分辨力为1m，等概率分布在区间半宽0.5m内，则由数显分辨力引入的不确定度为：0.5/ 3m=0.29m由此可见，钢直尺全自动检定仪分辨力引入的不确定度分量小于钢直尺全自动检定仪测量重复性引入的不确定度分量，因此钢直尺全自动检定仪测量重复性引入的不确定度分u量，即 1 =s=5.0m。10 JJF（黔）48-2021C.5.2玻璃线纹尺刻线间间隔检定值引入的不确定度分量u2玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度：U

16、 =（1.4+1.4L）m（L-测量长度，单位95m）L=300 mm时，玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度：=（1.4 +1.4L）m=1.82 m，k=2，则U95u2=1.82 m/2 =0.91 mL=500 mm时，玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度：U95=（1.4 +1.4L）m=2.1 m，k=2，则u2=2.1 m/2=1.1 mL=600 mm时，玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度：U95=（1.4 +1.4L）m=2.24 m，k=2，则u2=2.24 m/2=1.12 mL=1000 mm时，玻璃线纹尺刻线间间隔检定值的不确定度:U95=（1.4 +1.4L）m=

17、2.8 m，k=2，则u2=2.8 m/2=1.4 mC.6.3钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺间线胀系数差引入的不确定度u3钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺间线胀系数均为：a=(101)10 -6 -1；线胀系数差a的界限为 210u3=210-6-1,服从三角分布,k= 6 ,则：-6-1/ 6 =0.810-6 -1C.6.4钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温度差引入不确定度u4钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺间的温度差存在,并以等概率落于估计区间为(-0.3+0.3)范围内,k= 3,则：u4=0.3/ 3 =0.17311 JJF（黔）48-2021钢直尺全自动检定仪不同尺寸的不确定度分量

18、见表 C.1表 C.4。C.6标准不确定度汇总表不确定度汇总表（L=300mm）见表C.1，不确定度汇总表（L=500mm）见表C.2，不确定度汇总表（L=600mm）见表C.3，不确定度汇总表（L=1000mm）见表C.4。表 C.1不确定度汇总表（L=300 mm）标准不确定度分量uxici uxi标准不确定度不确定度来源ci（m）（m）u1测量重复性引入的不确定度玻璃标准尺引入的不确定度5.01-15.0u2u30.910.910.720.60钢直尺全自动检定仪与玻璃尺的线膨胀系数差引入的不确定度0.810-6-1Lt钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温度差引入不确定度u40.173Lau

19、 c=5.2m表 C.2不确定度汇总表（L=500 mm）标准不确定度分量uxici uxi标准不确定度（m）不确定度来源ci（m）u1u2u3u4测量重复性引入的不确定度玻璃标准尺引入的不确定度5.015.01.11.1-1钢直尺全自动检定仪与玻璃尺的线膨胀系数差引入的不确定度0.810-6-1Lt1.2钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温度差引入不确定度0.173La0.99u c=5.4m12 JJF（黔）48-2021表 C.3不确定度汇总表（L=600 mm）标准不确定度分量uxici uxi标准不确定度不确定度来源（m）ci（m）u1u2测量重复性引入的不确定度玻璃标准尺引入的不确定

20、度5.015.01.12-11.12钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺的线膨胀系数差引入的不确定度u3u40.810-6-1Lt1.441.19钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温度差引入不确定度0.173Lau c=5.5m表 C.4不确定度汇总表（L=1000 mm）标准不确定度分量uxici uxi标准不确定度（m）不确定度来源ci（m）u1u2测量重复性引入的不确定度玻璃标准尺引入的不确定度5.015.01.41.4-1钢直尺全自动检定仪与玻璃线纹尺的线膨胀系数差引入的不确定度u3u40.810-6-10.173Lt2.4钢直尺全自动检定仪和玻璃线纹尺的温度差引入不确定度La1.99u c=

21、6.1mC.7合成标准不确定度uc校准时，规范要求温度允许偏差t=3，线胀系数 a=11.510 -6 -1。uc= (csu1 )2(cd u2)2(c u3)2(c u4)2atuc=u12(-1u2)2(Ltu3)2(L u4)2得L=300 mm=0.15106m时：uc2=(5.0)+(-0.91) +(0.3010 m30.810 )2 2 6 -6 -1 2+(0.3010 m11.510 0.173)6 -6 -1 2=26.70 m13 JJF（黔）48-2021uc=5.2 mL=500 mm=0.5106m时：uc2=(5.0)+(-1.1) +(0.5010 m30.8

22、10 )2 2 6 -6 -1 2+(0.5010 m11.510 0.173)6 -6 -1 2=28.64 muc=5.4 mL=600 mm=0.610 m时：uc2=(5.0)6+(-1.12)2 2+(0.60106m30.810-6-1)2+(0.6010 m11.510 0.173)6 -6 -1 2=29.75muc=5.5 mL=1000 mm=1.010 m时：uc2=(5.0)6+(-1.4)2 2+(1.0106m30.810-6 )-1 2+(1.010 m11.510 0.173)6 -6 -1 2=36.68 muc=6.1 mC.8扩展不确定度U取包含因子k=2，钢直尺全自动检定仪示值测量结果的扩展不确定度U：