JJF 1917-2021 显微标尺校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范1显微标尺校准规范rs8发布 8实施国家市场监督管理总局 发布1显微标尺校准规范rs

1归 口 单 位全国几何量长度计量技术委员会主要起草单位山西省计量科学研究院江苏省计量科学研究院中国计量科学研究院参加起草单位浙江省计量科学研究院贵州省计量科学研究院本规范由全国几何量长度计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:晏 浩山西省计量科学研究院王晓飞江苏省计量科学研究院孙双花中国计量科学研究院)薛 梓中国计量科学研究院)杨伟敏山西省计量科学研究院参加起草人:岩君芳山西省计量科学研究院茅振华浙江省计量科学研究院吕小洁贵州省计量科学研究院目 录引言………………………

Ⅱ)1范围……………………2概述……………………3计量特性………………1线纹间距……………2网格间距……………3角度…………………4直径…………………4校准条件………………1环境条件……………2校准用标准装置……………………5校准项目和校准方法…………………1校准的一般规则……………………2线纹间距……………3网格间距……………4角度…………………5直径…………………6校准结果的处理………………………7复校时间间隔…………

1)1)2)2)2)2)2)2)2)3)3)3)3)4)4)4)4)5)附录A 显微标尺线纹间距的测量不确定度评定示例一)附录B 显微标尺线纹间距的测量不确定度评定示例二)

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6)8)附录C 标准证书内

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)Ⅰ引 言1国家计量校准规范编写规则F1通用计量术语及定义》和1测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。制定本规范的目的主要是解决T8生物显微镜T—9金相显微镜》中线纹标尺及G4读数、测量显微镜F—3生物显微镜校准规范1金相显微镜校准规范》中线纹标准器的校准。以上标准、规程和校准规范中的线纹标尺、线纹标准器等在本规范中统称显微标尺,归类于4计量标准命名与分类编码》中显微标尺标准器”代码:。本规范为首次发布。Ⅱ显微标尺校准规范范围本规范适用于刻线宽度为m及以上一维或二维显微标尺的校准。概述显微标尺是用于校准生物显微镜、金相显微镜、读数显微镜等光学显微仪器及其配套软件示值和放大率等技术参数的一维或二维标准器,也指此类仪器用于观察测量显微图像的目镜标尺。显微标尺包含点、线、圆、矩形、十字等一种或多种几何图案,图案包含有宽度、间距、直径、面积和角度等量值信息。显微标尺通常以透明玻璃或金属为基底;依据制造方式,分为刻槽、光复印和刻蚀工艺制造;依据图案呈现方式,分为透射或反射类型;依据用途,分为镜台测微尺、目镜测微尺等。)的测微尺,分划间隔)。用于校准显微镜的示值误差、分辨力、放大率、目镜分划准确性及显微测量软件准确性。目镜测微尺是中央有线纹、十字、栅格、圆等图案的圆形玻片,安装在显微镜目镜物体成像面,用于测量或标定显微图像的尺寸。典型的显微标尺的几何图案如图1所示。组合式测微尺图1显微标尺示意图1线纹测微尺 )十字线纹测微尺计量特性线纹间距网格间距角度直径

综合测微尺

图1续)。

网格测微尺其他认为需要校准的或客户指定的计量特性校准条件环境条件校准温度的最低要求可根据其对测量不确定度的影响而定,在标尺范围较大、最大2允许示值误差要求较高时尤其应注意。校准用标准装置人工采集方式:万能工具显微镜或万能工具显微镜与激光干涉仪组合;数字采集方式:数显万能工具显微镜、影像测量仪或数显万能工具显微镜、影像测量仪与激光干涉仪组合或激光干涉二维测量装置、激光干涉比长仪装置等。依据标尺线纹宽度,选用合适的标准器物镜。一般要求在视野范围内,线纹放大后成像具有足够宽度以利于瞄准或采集。采用光电显微镜瞄准时,狭缝宽度应与刻线像的宽度相适应。推荐校准用标准装置见表也可使用其他符合测量不确定度要求的仪器。注:物镜放大倍率较小、照明不当以及线纹宽度、线纹质量将带来显著测量不确定度影响。表1校准用标准装置及物镜放大倍率推荐表m校准用标准装置物镜放大倍率校准结果不确定度1激光干涉二维测量装置××U≤1V41~2激光干涉二维测量装置、影像测量仪与激光干涉仪组合、影像测量仪××2~3万能工具显微镜、影像测量仪或以上两者与激光干涉仪组合××>3万能工具显微镜、影像测量仪××注为被校显微标尺最大允许示值误差的绝对值。校准项目和校准方法校准的一般规则将显微标尺放置在校准用标准装置工作台面,刻线面与使用状态尽可能一致;调节照明方式,使视场明亮、均匀;选择适当的放大倍率物镜,正确聚焦使显微标尺线纹清晰,线宽利于瞄准或采集边界。调整显微标尺轴线方向与标准装置测量轴线尽可能一致。逐一或选择线纹、图案等元素依次对相关的线纹序列、图案等往返测量2个循环。测量时以线纹中分线作为目标线。测量时以线纹中分线相交点作为目标点。当瞄准视窗内被测量线条只有其中部分时,瞄准或采样应为该线条的中段或是线纹尺的中轴线位置,否则应在证书上注明线条的测量位置。线纹间距以标尺0线纹作为测量起始点,

依次对被测线纹间距往返测量2个循环

,记录4组测量数据,取被测线纹间距对应数据的平均值作为校准结果。没有0标记的,校准时应确定0线纹位置,并在证书上注明。3二维标尺需按以上方法分别测出xy方向各被校线纹间距。网格间距,网格标尺表述以网格名义0点为序

测量过网格中心的横、

纵轴线上被校网格间距 往返测量2个循环,取被校网格间距对应的4个数据的平均值作为校准结果。无名义值标注的网格标尺,校准时应确定网格名义0点,并在证书上注明。角度有直角或其他角度信息的显微标尺校准此项,

如图2所示。数字采集方式测量时,在被校角两条边的内边缘至少测量均布的5点,拟合直线,评价这两条直线的夹角θ。测量4次,取平均值作为校准结果。人工采集方式测量时,将显微镜测角目镜分划板米字线中心与被校角顶点重合,米字线水平线与被校角一边重合,观察米字线垂直线与被校角直角重合情况;如不重合,测出该被校角的角度值,重复测量4次,取平均值作为该θ角的校准结果。直径数字采集方式测量时,合圆直径作为校准结果。

图2含直角信息的十字分划标尺在被测圆外边缘选择均布的5个以上目标点测量

,得到的拟人工采集方式测量时,可直接测量被测圆在相互垂直的两个方向上的直径,取平均值作为校准结果。有些标尺中圆的直径与同名标线的间隔长度相关,如图1)中综合测微尺,第4号圆标称直径等于0线至第4线间隔长度。证书应同时给出同名各标线间距、圆直径等信息作为校准结果。校准结果的处理显微标尺依据使用要求或用户指定选择校准项目,经校准的显微标尺出具校准证书,给出校准项目和校准结果以及测量不确定度。4复校时间间隔根据使用情况,由客户自行决定。建议复校间隔一般不超过1年。5附录A测量方法

显微标尺线纹间距的测量不确定度评定示例一)、 (选用激光二坐标标准装置测量分度值为1下简称显微标尺按2方法测量。不确定度来源分析

长1的一维显微标尺 以激光二坐标标准装置测量显微标尺间距的不确定度来源包括标准装置本身的测量不确定度、测量重复性、显微标尺温度偏离参考温度及装卡姿态影响。此外,还存在被测显微标尺膨胀系数不准、显微标尺表面平面度对探测系统探测误差的影响等,但由于被测长度小,这些影响量对显微标尺长度测量不确定度的影响非常小,可以忽略。不确定度分量的评定装置引入的标准不确定度分量激光二坐标标准装置长度测量的扩展不确定度为:U=2+L22当测量长度L1m时U4k,则装置引入的标准不确定度分量为:1m测量重复性引入的标准不确定度分量6对显微标尺进行4次测量,极差值为,查表得极差系数C,则单次测6测量结果取4次平均值,

m则由重复性引入的标准不确定度分量为:42=sm4温度差引入的标准不确定度分量激光二坐标标准装置带有温度自动测量及折射率修正补偿系统影响可以忽略。

,温度变化对装置的测量环境温度为02℃,显微标尺经恒温后,设显微标尺尺温偏离标准温度0℃,最大偏离2℃,假设其满足矩形分布,则尺温的标准不确定度为:2/5℃玻璃线纹尺膨胀系数α为6℃1,测量结果不对尺温进行修正,则由温度差引入的标准不确定度为:3Lm6显微标尺装卡引入的标准不确定度分量使用激光二坐标标准装置进行测量时,在测量前需对标准器进行测量位置的调整,调整后被测尺表面与装置坐标系平行,因装卡引入的误差在装置自身测量不确定度考虑范围内,此处可以忽略,即:不确定度分量汇总不确定度分量汇总表如表1所示

u4=0。表1不确定度分量汇总表输入标准不确定度不确定度来源标准不确定度分量mu1标准装置2u2测量重复性3u3温度差1u4显微标尺装卡0合成标准不确定度2222

,合成标准不确定度为:=1234=扩展不确定度取k=2,扩展不确定度为:

mU27附录B

显微标尺线纹间距的测量不确定度评定示例二)测量方法选用万能工具显微镜

以下简称万工显

测量分度值为1

长1的一维显微标尺以下简称显微标尺按2方法测量。测量模型由测量原理和方法:

,得到任一线纹相对于0线纹间隔长度的测量模型:i0δ式中i条线纹相对于0线纹的间隔长度,;ii条线纹的读数值,;00线纹的读数值,;万工显相应示值偏差,。输入量i0的不确定度来源包括测量重复性、仪器示值误差、阿贝误差、仪器标尺和显微标尺间线胀系数差、仪器和显微标尺间的温度差等。由于显微标尺被测长度范围很小,其不确定度主要由目镜和读数装置的瞄准误差及标尺示值残余误差引起。其余不确定度分量忽略不计。由测量模型得到合成标准不确定度计算公式为:灵敏系数:

=i)12=31标准不确定度分量的评定i的标准不确定度分量选取显微标尺某条线纹瞄准后进行4次测量,C,则单次测量的实验标准差为:

极差值为

查表得极差系数66校准结果由4次测量的平均值得到,因此4i=sm40的标准不确定度分量同上,得4δ的标准不确定度分量4

=sm本示例中,万工显刻度尺的示值误差经过补偿或选取仪器示值误差接近m8的一段。其m间隔的示值不确定度一般为U3k。将其计入不确定度,得:2m2合成标准不确定度 。标准不确定度一览见表1表1标准不确定度一览表输入标准不确定度不确定度来源标准不确定度分量mi)测量重复性20)测量重复性2)仪器示值误差5以上各分量相互独立,合成标准不确定度为:=