无侧限测厚仪编制说明

一、任务来源

根据交科技函[2019]527号“交通运输部关于下达2019年交通运输标准化计

划（第三批）的通知”，由中交武汉港湾工程设计研究院有限公司和交通运输部

天津水运工程科学研究所负责中华人民共和国交通运输部部门计量检定规程《无

侧限测厚仪》的制定工作，计划号：JJG2019-1。

二、编制背景

无侧限测厚仪（以下简称“测厚仪”）是一种测量有机织物、各类纺织品及

其他均匀材料在垂向压力下厚度的仪器，广泛应用于土工布合成材料性能检测。

该仪器为土工布合成材料、纺织品、毛绒蓬松类制品等材料提供规定压力值，评

价在特定压力下材料的准确厚度。因此，测厚仪是反应材料原料质量，用量以及

生产均匀性和质量稳定性的关键计量器具。测厚仪部门计量检定规程的制定，将

为交通运输行业材料试验检测产品性能评价和量值溯源体系的建立提供技术支

撑。

本规程主要起草人及其主要负责的工作情况见表1.1。

表1.1规程主任起草人员及其主要工作

序号人员单位职称主要工作

交通运输部天津水运规程主要起草人，负责全

1高辉工程师

工程科学研究所部章节的起草

中交武汉港湾工程研厚度最大允许误差试验方

2郝艳广高工

究院有限公司法和技术论证

中交武汉港湾工程研压重时间最大允许误差试

3洪帆高工

究院有限公司验方法和技术论证

国家水运工程检测设测厚仪结构图绘制，市场

4李昊忱助工

备计量站调研

上海航源港口工程质

5苏俊剑高工压重试验指标和试验方法

量检测有限公司

上海航源港口工程质压脚直径试验指标和试验

6凌伯平高工

量检测有限公司方法

三、编制过程

2019年10月，整理相关技术资料，确定样机。

2019年12月，丰富草案并确定计量性能指标

1

2020年1月~2020年3月，汇总市场调研结果，确定主要参数指标并进行试

验，形成草案最终稿。

2020年4月~6月，形成征求意见稿。

表3.1调研单位及部分参考文件汇总

调研单位

序号单位名称备注

1常州市双固顿达机电科技有限公司

2常州市中纤检测仪器设备有限公司生产厂家

3杭州德为仪器科技有限公司

4天津港湾工程质量检测中心有限公司使用单位

5广电计量检测（天津）有限公司

计量机构

6北京国测通计量检测有限公司

部分参考技术资料

序号资料名称备注

GB/T13761.1-2009《土工合成材料规定压力下厚度的

1国家标准

测定第1部分：单层产品厚度的测定方法》

2GB3820-1997《纺织品和纺织品厚度的测定》

3JTS/T232-2019《水运工程材料试验规程》检测规程

4JTGE50-2006《公路工程土工合成材料试验规程》

JJG99-2006《砝码》

JJF1255-2010《厚度表校准规范》计量规范

5JJF（纺织）020-2010《织物测厚仪校准规范》

6JJF1001-2011《通用计量术语及其定义》

技术规范

7JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》

四、编写依据

根据此类产品的国内外生产水平，内容上以国内外先进技术为依据，规程中

对测厚仪特征参数的规定，主要参考GB/T13761.1-2009《土工合成材料规定压

力下厚度的测定第1部分：单层产品厚度的测定方法》、GB3820-1997《纺织品

和纺织品厚度的测定》、JTS/T232-2019《水运工程材料试验规程》、JTGE50-2006

《公路工程土工合成材料试验规程》、JJF（纺织）020-2010《织物测厚仪校准规

范》；JJF1001-2011《通用计量术语及其定义》、JJF1002-2010《国家计量检定规

程编写规则》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成规程制定

2

的基础性系列规范。

规程在编制的过程中，应当遵循以下原则：

1）协调性原则，与现行的法律法规协调一致；

2）适用性原则，仪器设备规程中技术指标，需要符合当前的技术水平，技

术指标的确定需要符合当前厂家所能达到的技术水平；

3）科学性原则，测厚仪规程中关于仪器设备性能试验的内容，应当符合国

家标准的相应要求；

4）溯源性原则，测厚仪作为试验检测设备，属于计量器具，因此该仪器检

测方法，需要参考国家量值溯源系统表，以量值溯源链的完整以及数据的准确可

靠。

五、主要技术内容

按照JJF1002-2010《国家计量检定规程编写规则》要求，本规程包括六个

章节和是三个附录：1范围、2术语和定义、3概述、4计量性能要求、5通用技

术要求、6计量器具控制，以及附录A检定原始记录表，附录B检定证书内页

格式，附录C检定结果通知书内页格式。

（一）范围

本规程适用于无侧限测厚仪的首次检定、后续检定和使用中检查。本节内容

遵循已发布水运工程相关的交通运输部部门计量检定规程编写格式。

（二）术语和定义

参考JJF（纺织）020-2010《织物测厚仪校准规范》中第三章节关于术语和

定义的描述，根据水运工程检测单位使用情况和生产厂家使用情况，归纳总结出

关于压重和压脚的定义

（三）概述

经过广泛搜集相关资料文献，深入调研产品生产单位和使用单位，介绍了无

侧限测厚仪的应用领域，明确了无侧限测厚仪组成，阐释了无侧限测厚仪的工作

原理。格式依据为JJF1002-2010《国家计量检定规程编写规则》。

无侧限测厚仪是一种测量有机织物、各类纺织品及其他均匀材料的厚度的仪

器，广泛应用于水运工程土工合成材料检测。无侧限测厚仪主要由厚度计、计数

器、压重、压脚和试验台组成。测厚仪测量时，将土工布合成材料在不同的压力

3

和规定的受压时间内测试厚度的试样放置在参考板上，平行于该板的压脚，将规

定压力施加于试样规定面积上，规定时间后测定并记录两板间的垂直距离，即为

试样厚度测定值。

（四）计量性能要求

产品计量性能的提出主要依据多种国内外现有产品的技术参数参考标准、

征求意见、专家咨询、试验结果，并结合了目前水运工程应用需求和实际测量水

平以及国内自主研发产品的技术水平。

1.压脚直径

由仪器原理和用途可知测厚仪是测定被测物在规定压强下厚度的仪器，因

此规定压强的准确才能正确评价被测材料的质量。拆分压强公式，编写组选择对

压脚的直径作为直接测量的被测物理量，直径的直接计量准确简介保障了压脚面

积的准确，从而从受力面积上保障压强的数值准确。通过调研和查阅资料，水运

工程常用压脚尺寸为56.4mm和10mm两种规格，其中56.4mm使用频率更好，

然而在其他行业的检测中也常用到其他规格。参考JJF（纺织）020-2010《织物

测厚仪校准规范》中5.9.1.2“配用压脚工作面的直径±0.1mm”；参考JTS/T

232-2019《水运工程材料试验规程》中5.1.7.2中要求“圆形压脚的表面平整光

滑，面积为（25±0.2）cm2，即为（2500±20）mm2。根据面积误差推算，圆形

压脚直径的误差为（56.4±0.2）mm。；参考JTGE50-2006《公路工程土工合成

材料试验规程》4.2的要求，同样对25cm2压脚面积进行了规定。；参考GB

3820-1997《纺织品和纺织品厚度的测定》5.1.1要求，常规试验推荐压脚面积（2000

±20）mm2，相对于圆形压脚直径的误差为（50.5±0.2）mm；GB/T13761.1-2009

《土工合成材料规定压力下厚度的测定第1部分：单层产品厚度的测定方法》

5.1.1中，土工合成材料的压脚直径为（10±0.05）mm，和面积为（25±0.2）cm2，

圆形压脚直径的误差为（56.4±0.2）mm。

由此可知，最终确定压脚直径的最大允许误差为±0.2mm。

2.压脚配重砝码

根据压脚直径计量性能参数的选择原理可知，压重的压力也压强准确的重

要参数之一。水运工程常用的配重砝码为50cN、100cN、200cN。编写组将对压

重的配重砝码进行直接计量，但是目前厂家生产的大多数为牛顿砝码，少数配有

4

质量砝码。参数确定依据主要来自市场上织物测厚仪的出厂检验标准和性能指标，

同时参考JTGE50-2006《公路工程土工合成材料试验规程》厚度测定4.2章节中，

要求压块为圆形压块，表面光滑，面积为25cm2，，重为5N、50N、500N不等。

常规厚度的压块为5N，对试样施加（2±0.01）kPa；参考JTS/T232-2019《水

运工程材料试验规程》中5.1.7.2中的要求，能提供垂直于试样表面（2±0.01）

kPa、（20±0.1）kPa和（200±1）kPa的压力”。将压强误差（2±0.01）kPa换

算成压力误差为（5±0.025）N，换算成质量误差为（5±0.025）/g，单位为kg。

取g=10，配重砝码质量误差为（500±2.5）g；参考GB/T13761.1-2009《土工合

成材料规定压力下厚度的测定第1部分：单层产品厚度的测定方法》5.1.1中，

压脚能提供垂直于试验表面2kPa、20kPa和200kPa的压力，允差为±0.5%，

相当于能提供垂直于试样表面（2±0.01）kPa、（20±0.1）kPa和（200±1）kPa

的压力。

由此可知，最终确定了压重配重砝码的最大允许误差为±0.5％。

3.压重时间

压重时间的编制依据主要参考JTS/T232-2019《水运工程材料试验规程》

中5.1.7.2中要求，计时器的精度为1s；参考JJF（纺织）020-2010《织物测厚仪

校准规范》中5.9.5“压重时间应符合标称值±1s的要求”

由此可知，最终确定了压重时间的最大允许误差为1s。

4.厚度测量误差

厚度测量误差的编制依据主要参考JTS/T232-2019《水运工程材料试验规

程》中5.1.10中要求，精度应精确至0.1%。参考JJF（纺织）020-2010《织物测

厚仪校准规范》中5.9.7“厚度仪整机的示值不大于0.015mm”。

结合工程实际和厂家技术能力，最终确定了厚度最大允许误差为±1.5%。

（五）通用技术要求

外观和铭牌中所规定的内容均作为检定项目。

（六）计量器具控制

1.检定条件

（1）环境条件

5

参考GB/T6587《电子测量仪器通用规范》中“检验条件”章节中工作

范围要求，“温度：15℃~35℃，湿度：（25~75）%RH”，结合工程使用实际，

将温度规定为23℃±15℃，相对湿度：不大于85%。

（2）检定设备

检定设备计技术要求见表5.2。

表5.2检定设备及技术要求

计量参数检定设备准确度等级

游标卡尺

压脚直径误差MPE：±0.03mm

电子天平

ⅡE

压重配重砝码相对误差○A级

秒表

压重时间误差分辨力不低于0.1s

量块

厚度误差准确度等级5等或2级

2.检定项目

检定项目的确定主要遵循近期已发布交通运输部部门计量检定规程中水运

工程检测设备计量检定规程的“检定项目”的编写方式。

3.检定方法

规程中的检定方法的提出均与计量性能指标相对应，方法科学合理，同时参

考了JJG99-2006《砝码》、JJF1255-2010《厚度表校准规范》、JJF（纺织）020-2010

《织物测厚仪校准规范等相关计量技术规范进行编制。

对于外观和铭牌的检定方法按照通用的手检和目测的方法进行。5.4检定结

果处理、5.5检定周期以及附录B、附录C为部门检定规程的固定要求。编制说

明中的量值溯源图是在选定标准器溯源后，参考国家计量检定系统表框图汇编

（2017版）确定的。

六、其他应予说明的事项

该规程在制定过程中不涉及专利。

6

七、附件

（一）无侧限测厚仪量值溯源与传递框图

上二等量块标准装置

一准确度等级：标准量块2等

级量块比较仪：U=0.010μm，k=2

计保存机构：天津市计量监督检测科学研究院

量

器

具

检定

本

级

计量块

量测量范围：0.5mm~100mm

器准确度等级：4等

具

检定/校准

下

一测厚仪

级测量范围：0mm~10mm

计最大允许误差：0.015mm

量

器

具

图6.1测厚仪量值溯源与传递框图

7

（二）试验验证报告

1、实验用样机

选用常州第二纺织机械厂生产的测厚仪。技术参数如下：

图6.1测厚仪试验样机

8

2、标准器

计量标准器为游标卡尺、电子天平、秒表、量块。

图6.2游标卡尺

图6.3量块

图6.4量块

图6.5秒表

9

2、试验内容及结果

2.1压脚直径

123

56.4mm

56.43mm56.42mm56.28mm

平均值56.38mm

示值误差0.02mm

技术要求±0.2mm

结论满足要求

2.2配重砝码

123

200cN204.11g204.12g204.09g

200.03cN200.04cN200.01cN

相对误差0.015%0.02%0.005%

最大允许误差0.02%

技术要求±0.5%

结论满足要求

123

100cN102.16g102.18g102.19g

100.12cN100.14cN100.15cN

相对误差0.12%0.14%0.15%

最大允许误差0.15%

技术要求±0.5%

结论满足要求

10

123

50cN51.21g51.21g51.23g

50.19cN50.19cN50.21

相对误差0.38%0.38%0.42%

最大允许误差0.42%

技术要求±0.5%

结论满足要求

2.3压重时间

123

10s

10.0510.0610.07

最大允许误差0.07s

技术要求±0.1s

结论满足要求

2.4厚度

标准值平均值误差

测量值（mm）

（mm）（mm）%

11.0351.0120.9951.0141.400

22.0211.9951.9952.0040.183

32.9752.9752.9722.974-0.867

44.0123.9423.9423.965-0.867

55.0505.0825.0355.0561.113

65.9555.8955.9005.917-1.389

77.0057.0057.0157.0080.119

87.8907.8907.9907.923-0.958

98.8808.8908.8638.878-1.359

1010.0010.009.8799.960-0.403

11

（三）不确定度分析报告

1.测量方法

厚度是测厚仪的主要性能指标，也是影响量较大的参数，使用量块比对的计

量方法对厚度最大允许误差进行计量。

现对测厚仪厚度校准的结果不确定度进行评定。

2.厚度测量模型

测厚仪示值误差e：

e=

LL01−

式中：测厚仪示值（℃条件时）；

L0——20

量块示值（℃条件时）。

L1——20

3.孔径灵敏系数与方差

C1=1C2=-1

2222222

u()e=+=+cu11cu22u1u2

4.标准不确定度一览表

输入量不确定度的评定

①重复性引入的不确定度分量：

u1

用量块测量测厚仪厚度10mm的检定点10次。

表7.4测厚仪10mm处10次测量结果表mm

次数12345678910

示值9.8659.8799.87510109.9709.9909.9509.9849.989

根据贝塞尔公式，得到重复性引入的不确定度为：

u1=0.06mm

②测厚仪估读读数误差引入的不确定度分量：

u2

测厚仪指示表分辨力为0.01mm，按分辨力1/10估读，估计其为均匀分

0.001

布，则不确定度分量u2==0.0005mm

3

12

③量块准确度引入的不确定分量：

u3

4等量块的测量不确定度为U=0.22μm，包含因子k=3

0.00022

u3==0.00013mm

3

④测厚仪和量块线膨胀系数差和温度差对示值误差的影响较小，可忽略不计

⑤合成标准不确定度：

uc

222

uc=++0.060.00050.00013=0.06mm

⑥扩展不确定度U：

U==×=kuc20.060.12mm,k=2

13

交通运输部部门计量检定规程

无侧限测厚仪

（征求意见稿）

编制说明

规程起草组

2020年6月

一、任务来源

根据交科技函[2019]527号“交通运输部关于下达2019年交通运输标准化计

划（第三批）的通知”，由中交武汉港湾工程设计研究院有限公司和交通运输部

天津水运工程科学研究所负责中华人民共和国交通运输部部门计量检定规程《无

侧限测厚仪》的制定工作，计划号：JJG2019-1。

二、编制背景

无侧限测厚仪（以下简称“测厚仪”）是一种测量有机织物、各类纺织品及

其他均匀材料在垂向压力下厚度的仪器，广泛应用于土工布合成材料性能检测。

该仪器为土工布合成材料、纺织品、毛绒蓬松类制品等材料提供规定压力值，评

价在特定压力下材料的准确厚度。因此，测厚仪是反应材料原料质量，用量以及

生产均匀性和质量稳定性的关键计量器具。测厚仪部门计量检定规程的制定，将

为交通运输行业材料试验检测产品性能评价和量值溯源体系的建立提供技术支

撑。

本规程主要起草人及其主要负责的工作情况见表1.1。

表1.1规程主任起草人员及其主要工作

序号人员单位职称主要工作

交通运输部天津水运规程主要起草人，负责全

1高辉工程师

工程科学研究所部章节的起草

中交武汉港湾工程研厚度最大允许误差试验方

2郝艳广高工

究院有限公司法和技术论证

中交武汉港湾工程研压重时间最大允许误差试

3洪帆高工

究院有限公司验方法和技术论证

国家水运工程检测设测厚仪结构图绘制，市场

4李昊忱助工

备计量站调研

上海航源港口工程质

5苏俊剑高工压重试验指标和试验方法

量检测有限公司

上海航源港口工程质压脚直径试验指标和试验

6凌伯平高工

量检测有限公司方法

三、编制过程

2019年10月，整理相关技术资料，确定样机。

2019年12月，丰富草案并确定计量性能指标

1

2020年1月~2020年3月，汇总市场调研结果，确定主要参数指标并进行试

验，形成草案最终稿。

2020年4月~6月，形成征求意见稿。

表3.1调研单位及部分参考文件汇总

调研单位

序号单位名称备注

1常州市双固顿达机电科技有限公司

2常州市中纤检测仪器设备有限公司生产厂家

3杭州德为仪器科技有限公司

4天津港湾工程质量检测中心有限公司使用单位

5广电计量检测（天津）有限公司

计量机构

6北京国测通计量检测有限公司

部分参考技术资料

序号资料名称备注

GB/T13761.1-2009《土工合成材料规定压力下厚度的

1国家标准

测定第1部分：单层产品厚度的测定方法》

2GB3820-1997《纺织品和纺织品厚度的测定》

3JTS/T232-2019《水运工程材料试验规程》检测规程

4JTGE50-2006《公路工程土工合成材料试验规程》

JJG99-2006《砝码》

JJF1255-2010《厚度表校准规范》计量规范

5JJF（纺织）020-2010《织物测厚仪校准规范》

6JJF1001-2011《通用计量术语及其定义》

技术规范

7JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》

四、编写依据

根据此类产品的国内外生产水平，内容上以国内外先进技术为依据，规程中

对测厚仪特征参数的规定，主要参考GB/T13761.1-2009《土工合成材料规定压

力下厚度的测定第1部分：单层产品厚度的测定方法》、GB3820-1997《纺织品

和纺织品厚度的测定》、JTS/T232-2019《水运工程材料试验规程》、JTGE50-2006

《公路工程土工合成材料试验规程》、JJF（纺织）020-2010《织物测厚仪校准规

范》；JJF1001-2011《通用计量术语及其定义》、JJF1002-2010《国家计量检定规

程编写规则》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成规程制定

2

的基础性系列规范。

规程在编制的过程中，应当遵循以下原则：

1）协调性原则，与现行的法律法规协调一致；

2）适用性原则，仪器设备规程中技术指标，需要符合当前的技术水平，技

术指标的确定需要符合当前厂家所