指示表检定仪计量标准技术报告

计量标准技术报告计量标准名称检定指示量具标准器组计量标准负责人孙伟建标单位名称（公章XX市计量测试所填写日期2015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‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）三、计量标准器及主要配套设备‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）四、计量标准的主要技术指标‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）五、环境条件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）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‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）八、计量标准的稳定性考核‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）九、检定或校准结果的测量不确定度评定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）十、检定或校准结果的验证‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）十一、结论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）十二、附加说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（）一、建立计量标准的目的检定百分表、大量程百分表、千分表、杠杆表和内径表。二、计量标准的工作原理及其组成指示类量具检定仪主要用于检定百分表、千分表、杠杆表和内径表的示值误差和回程误差。检定时，先将检定仪和指示表分别对好零位，百分表示值误差是在正、反行程的方向上每间隔10个分度进行，千分表示值误差是在正、反行程的方向上每间隔50个分度进行检定，检定仪移动规定的分度后，在指示表上读取各点相应的误差值，直到工作行程终点，继续压缩测杆使指针转过10个分度后，接着反向进行检定。指示表的工作行程误差是由正行程内各受检点误差中的最大值与最小值之差确定。在示值误差检定完后，取正、反行程同一点误差之差的最大值确定回程误差。三、计量标准器及主要配套设备计量标准器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全自动指示表检定仪CT-V50（0～50）mmMPE:1.4μm广州万目仪器科技有限公司20150610XX所1年主要配套设备环规φ（10～100）φ（10～100）㎜三等XXXX所1年数显量仪测力仪SLC(0~30)NMPE:±0.5%广州万目仪器科技有限公司1586中测院1年粗糙度比较样块Ra(6.3～0.025)μmRa(6.3～0.025)μmU95rel=6.0×10-2，νeff=66华光精工3503XX所1年四、计量标准的主要技术指标名称测量范围不确定度/准确度全自动指示表检定仪（0～50）㎜MPE:1.4μm五、环境条件序号项目要求实际情况结论1温度（20±10）℃（20±10）℃符合要求2相对湿度≤85%≤85%符合要求456六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具三等量块（0.5～100）㎜三等量块（0.5～100）㎜U=（0.10+1L）μm四等量块（0.5～100）㎜U=（0.20+2L）μm溯源单位：自贡计量测试研究所比较测量法比较测量法本本级计量器具直接测量法全自动指示表检定仪直接测量法全自动指示表检定仪（0～2）㎜（0～25）㎜（0～50）㎜Δ=1.0μmΔ=2.0μmΔ=3.0μm溯源单位：XX市计量测试所下一级计量器具标准名称：百分表/内径百分表/杠杆百分表标准名称：百分表/内径百分表/杠杆百分表/千分表/杠杆千分表/内径千分表测量范围：（0～50）mm、（2～450）mm、（0～1）mm、（0～5）mm、（0～0.4）mm、（10～400）mm不确定度或准确度：MPE：14μm、MPE：±15μm、1级、MPE：5μm、1级、MPE：±7μm七、计量标准的重复性试验试验时间测量值测量次数年月年月年月年月试验条件12345678910S（yi）=考核人员结论备注根据JJF1033-2008规定，不做重复性试验。八、计量标准的稳定性考核考核时间测量测量次数年月日年月日年月日年月日年月日核查标准12345678910变化量允许变化量结论试验人员根据JJF1033-2008规定，不做稳定性试验。九、检定或校准结果的测量不确定度评定A百分表1测量方法（依据JJG34—2008《指示表（百分表和千分表）》检定规程）。百分表的示值误差是采用百分表检定器进行校准。校准时，先将检定器和百分表分别对好零位，百分表示值误差是在正行程的方向上每隔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，直到工作行程终点；越过终点后，接着反向进行校准。由正行程校准得到的最大误差与最小误差之差值为百分表的示值误差。下面以0～10mm，0.01mm分度值的百分表示值误差校准为例，分析测量扩展不确定度。2数学模型e=Ld-Ls+L（1-cosθ）式中：Ld—百分表示值（标准条件下）；Ls—百分表检定仪示值（标准条件下）；θ—百分表测杆主轴与百分表检定仪测杆主轴夹角；L≈Ld≈Ls3方差和传播系数uc2=u2（e）=c2（Ld）·u2（Ld）+c2（Ls）·u2（Ls）+c2（θ）·u2（θ）式中：c（Ld）=∂e/∂Ld=1；c（Ls）=∂e/∂Ls=-1；c（θ）=∂e/∂θ=L·sinθ。得：uc2=u2（e）=u2（Ld）+u2（Ls）+c2（L·sinθ）·u2（θ）4标准不确定度一览表表4-1标准不确定度一览表标准不确定度分量u（xi）不确定度来源标准不确定度u（xi）Ci=(∂f/∂xi)│ci│×u(xi)自由度u（Ld）u（Ld1）u（Ld2）u（Ld3）百分表读数测量重复性估读误差测力变化0.92μm√2×0.5=0.48μm0.08×（1/√3）=0.05μm10.9217982u（Ls）u（Ls1）u（Ls2）百分表检定仪示值误差1.15μm2.0×（1/√3）=0.15μm-11.1550508u（θ）2/√3=0.00115L·sinθ0.02350uc2=2.169（μm）2uc=1.47μmνeff=605计算分量标准不确定度5.1百分表读数给出的不确定度分量u（Ld）5.1.1测量重复性估算的不确定度分量u（Ld1）实验标准差σn-1=0.5μmn=10由于百分表示值误差是以全程最大误差与最小误差之差计算，故σn-1影响2次，得：u（Ld1）=√（0.52+0.52）=0.71μmν（Ld1）=n-1=10-1=95.1.2估读误差给出的不确定度分量u（Ld2）估读误差为±1μm，三角分布，相对不确定度为25%。由于百分表示值误差是以正行最大误差与最小误差之差来计算的，故：u（Ld2）=√2×1×（1/√6）=0.58μmν（Ld2）=（1/2）×（25/100）-2=85.1.3测力变化引起的不确定度分量u（Ld3）百分表与百分表检定器的接触为球面对平面接触，测力引起的变形量δ为：δ=k3√（p2/d）式中：k—系数，当百分表检定器的测杆材料为硬质合金，百分表的测头材料为钢时，k=1.5×9.8-（2/3）μm·（mm）1/3·（N）-（2/3）；p—测力值，p=1.0N；d—测头直径，d=2.5mm。得：△δ=（2k/3）×d（-1/3）p（-2/3）△p式中：△δ—测头测力变化引起的变形量；△p—测头测力变化允许值，△p=0.5N。△δ=（2k/3）×d（-1/3）p（-2/3）△p={[2×1.5×9.8（-2/3）]/3}×2.5（-1/3）×1（-2/3）×0.5=0.08μm按均匀分布处理：u（Ld3）=△δ/√3=0.08/√3=0.05μm估计其相对不确定度为50%，则：ν（Ld3）=2以上三项合成，得：u2（Ld）=u2（Ld1）+u2（Ld2）+u2（Ld3）=0.712+0.582+0.052=0.843μm2u（Ld）=0.92μmν（Ld）=0.924/（0.714/9+0.584/8+0.054/2）=175.2百分表检定仪引起的不确定度分量u（Ls）5.2.1百分表检定仪示值引起的不确定度分量u（Ls1）百分表检定仪示值误差为2.0μm，均匀分布，且有较高的置信概率。其相对不确定度为10%，故：u（Ls1）=2.0/√3=1.15μmν（Ls1）=505.2.2百分表检定仪测杆测量面与旋转轴垂直度引起的不确定度分量u（Ls2）百分表测头和百分表检定仪测杆测量面接触点对旋转轴的偏离△R由百分表座与百分表检定仪测杆的同轴度△R1和百分表装夹倾斜引起的偏离△R2之和。△R=△R1+△R2△R=0.1+L·sinθθ值很小，sinθ≈θ=0.002弧度L=10mm△R=0.1+10×0.002=0.12mm百分表检定仪测杆测量面与旋转轴垂直度S为0.0003rad，故垂直度引起的轴向变化量为：△S=△R·S=0.12×103×0.0003=0.036μm该误差为均匀分布，故：u（Ls2）=△R/√3=0.021μm估计其相对不确定度为25%，自由度ν（Ls2）=8，以上两项合成，得：u2（Ls）=u2（Ls1）+u2（Ls2）=1.152+0.0212=1.323μm2u（Ls）=1.15μmν（Ls）=1.154/（1.154/50+0.0214/8）=505.3百分表装夹倾斜引起的不确定度分量u（θ）百分表测杆主轴与百分表检定仪测杆主轴夹角θ，根据规程要求为±0.002rad。按均匀分布处理，得：u（θ）=0.002/√3=0.00115rad估计其相对不确定度为10%，则自由度：ν（θ）=506合成标准不确定度uc2=u2（Ld）+u2（Ls）+（L·sinθ）2u2（θ）=0.922+1.152+（10×103×0.0022）2×0.001152=0.922+1.152+0.0232=2.169μm2（注：这里，θ值很小，sinθ≈θ。）uc=1.47μm7有效自由度νeef=1.474/（0.924/17+1.154/50+0.0234/50）=60t0.95（60）=2.018扩展不确定度U=t0.95（14）·uc=2.01×1.47=3μmB千分表uc2=u2（e）=c2（Ld）·u2（Ld）+c2（Ls）·u2（Ls）+c2（θ）·u2（θ）1测量方法（依据JJG34—96《指示表（百分表和千分表）》）千分表的示值误差是采用千分表检定器进行校准的。校准时，先将检定仪和千分表分别对好零位。千分表示值误差是在正行程的方向上每隔50个分度进行校准。检定器移动规定分度后，在千分表上读取各点相应的误差值，直到工作行程终点；越过终点后，接着反向进行校准。由正行程校准得到的最大误差与最小误差之差值为千分表的示值误差。下面以0～2mm，0.001mm分度值的千分表示值误差的校准为例，分析测量结果不确定度。2数学模型e=Ld-Ls+L（1-cosθ）式中：Ld—千分表示值（标准条件下）；Ls—千分表检定仪示值（标准条件下）；θ—千分表测杆主轴与千分表检定仪测杆主轴夹角；L≈Ld≈Ls3方差和传播系数uc2=u2（e）=c2（Ld）·u2（Ld）+c2（Ls）·u2（Ls）+c2（θ）·u2（θ）式中：c（Ld）=∂e/∂Ld=1；c（Ls）=∂e/∂Ls=-1；c（θ）=∂e/∂θ=L·sinθ。得：uc2=u2（e）=u2（Ld）+u2（Ls）+c2（L·sinθ）·u2（θ）4标准不确定度一览表表4-1标准不确定度一览表标准不确定度分量u（xi）不确定度来源标准不确定度u（xi）Ci=(∂f/∂xi)│ci│×u(xi)自由度u（Ld）u（Ld1）u（Ld2）u（Ld3）千分表读数测量重复性估读误差测力变化0.15μm√2×0.06=0.08m0.08×（1/√3）=0.12μm10.1515982u（Ls）千分表检定仪1.0×（1/√3）=0.58μm10.5850u（θ）2/√3=0.00115radL·sinθ0.004650uc2=0.3589（μm）2uc=0.60μmνeff=565计算分量标准不确定度5.1千分表读数给出的不确定度分量u（Ld）5.1.1测量重复性估算的不确定度分量u（Ld1）实验标准差σn-1=0.06μmn=10由于千分表示值误差是以全程最大误差与最小误差之差计算，故σn-1影响2次，得：u（Ld1）=√（0.062+0.062）=0.08μmν（Ld1）=n-1=10-1=95.1.2估读误差给出的不确定度分量u（Ld2）估读误差为±0.2μm，三角分布，相对不确定度为25%。由于千分表示值误差是以正行最大误差与最小误差之差来计算的，故：u（Ld2）=√2×0.2×（1/√6）=0.12μmν（Ld2）=（1/2）×（25/100）-2=85.1.3测力变化引起的不确定度分量u（Ld3）千分表与千分表检定器的接触为球面对平面接触，测力引起的变形量δ为：δ=k3√（p2/d）式中：k—系数，当千分表检定器的测杆材料为硬质合金，千分表的测头材料为钢时，k=1.5×9.8-（2/3）μm·（mm）1/3·（N）-（2/3）；p—测力值，p=1.0N；d—测头直径，d=2.5mm。得：△δ=（2k/3）×d（-1/3）p（-2/3）△p式中：△δ—测头测力变化引起的变形量；△p—测头测力变化允许值，△p=0.5N。△δ=（2k/3）×d（-1/3）p（-2/3）△p={[2×1.5×9.8（-2/3）]/3}×2.5（-1/3）×1（-2/3）×0.5=0.08μm按均匀分布处理：u（Ld3）=△δ/√3=0.08/√3=0.05μm估计其相对不确定度为50%，则：ν（Ld3）=2以上三项合成，得：u2（Ld）=u2（Ld1）+u2（Ld2）+u2（Ld3）=0.082+0.122+0.052=0.0233μm2u（Ld）=0.15μmν（Ld）=0.154/（0.084/9+0.124/8+0.054/2）=155.2千分表检定仪引起的不确定度分量u（Ls）千分表检定仪示值误差不大于1.0μm（峰—谷值），估计为均匀分布且有较高的置信概率。其相对不确定度为10%，故：ν（Ls）=50u（Ls）=1.0/√3=0.58μm5.3千分表装夹倾斜引起的不确定度分量u（θ）千分表测杆主轴与千分表检定仪测杆主轴夹角θ，根据规程要求为±0.002rad，按均匀分布处理。u（θ）=0.002/√3=0.00115rad估计其相