线速度标准装置

PAGE1PAGEII线速度标准装置校准规范1范围本规范适用于线速度不低于1km/h，工作台面直径不超过1.5m的线速度标准装置的校准。其它旋转台式线速度标准装置的校准可参照本规范执行。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG326—2021转速标准装置检定规程JJF1486—2014非接触式汽车速度计校准装置校准规范JJF1156振动冲击转速计量术语及定义GB/T17421.1—2023机床检验通则第1部分：在无负荷或准静态条件下机床的几何精度GB/T24633.2—2009产品几何技术规范（GPS）圆柱度第2部分：规范操作集凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语3.1径向跳动radialrun-out转台旋转时，工作面上任一质点的轨迹圆半径与同一平面内的几何圆半径的最大差值。3.2线速度linearvelocity转台工作面上任一点对定轴作圆周运动时的速度。通常使用单位：m/s、km/h。3.3线距离lineardistance转台工作面上任一点对定轴作圆周运动时的位移量。通常使用单位：m、km。4概述线速度标准装置主要用于非接触式速度计、线速度测量仪的检定或校准。它通常由旋转台体（简称转台）和控制系统两部分构成。旋转台体主要由工作台面、精密机械轴系、电机驱动系统、编码器、台体组成；控制系统主要由上位机、伺服控制器等组成。按台体的结构分为：立式和卧式两种。5计量特性5.1台面直径约定长度。5.2圆柱度转台圆柱度不大于0.05mm。5.3径向跳动转台旋转时径向跳动不大于0.05mm。5.4线速度5.4.1测量范围约定测量范围。5.4.2重复性不大于约定最大允许误差的绝对值。5.4.3示值误差不大于约定最大允许误差。5.5线距离5.5.1重复性不大于约定最大允许误差的绝对值。5.5.2示值误差不大于约定最大允许误差。注：以上技术指标不用于合格性判定，仅供参考。6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度：（20±10）℃，校准过程中温度波动不大于1℃。6.1.2相对湿度：≤80％。6.1.3现场无影响正常工作的污染、振动、光、电磁等干扰源。6.2测量标准及其它设备推荐使用表1所列测量标准及设备，允许使用满足不确定度要求的其他测量标准及其他设备进行校准。表1校准项目及测量标准序号校准项目设备名称技术要求1台面直径关节臂式坐标测量机空间长度MPE:±0.025mm2圆柱度3径向跳动激光测微仪分辨力不大于1μm，MPE:±5μm采样频率不低于500Hz4线速度转速测量仪MPE:±0.005%5线距离7校准项目和校准方法7.1校准前的准备7.1.1校准前，对线速度标准装置工作状态进行功能性检查，在确定没有影响其技术性能的因素后再进行校准。7.1.2关节臂式坐标测量机（以下简称关节臂）应与被校线速度标准装置处于同一温度场内进行恒温，恒温时间不少于4h，并进行开机预热，时间不少于30min。7.1.3关节臂的安装可根据现场工况选择合适的安装方式，如磁性安装座、专用三脚架等，确保稳固可靠；根据线速度标准装置转台直径选择合适的安装位置，确保关节臂的测头能够自如的触及到转台的整个工作面。7.2台面直径和圆柱度将关节臂测头绕转台工作面一周进行采点取样，采点区域覆盖整个工作面且采点数尽量多。采用布点提取方案（见附录A），对转台工作面圆柱度进行近似估算。调用相关函数功能计算出转台工作面直径和圆柱度。7.3径向跳动将激光测微仪安装到三脚架上，确保稳固可靠。连接指示装置并接通电源，测头对准转台工作面，根据测微仪的参考安装距离，调整测微仪激光发射点与转台工作面之间的间距，必要时可对测微仪指示装置进行置点操作。设置采样频率，一般不低于500Hz，并开启连接采集功能，然后启动线速度标准装置使其转台旋转。观察测微仪示值变化，其最大值与最小值之差即为转台的径向跳动。7.4线速度7.4.1测量范围的检查线速度标准装置设置为线速度测量模式。调节线速度至标称范围的下限值运行，逐步调大线速度至标称范围的上限值，检查线速度标准装置的测量范围。7.4.2校准点的选取在被校线速度标准装置约定测量范围内一般均匀选取8至10个校准点，也可根据使用需求选取校准点，但应包含测量范围的下限和上限两个点。7.4.3重复性及示值误差线速度标准装置设置为速度测量模式。在转台工作面的适当位置粘贴一个反光标记，将转速测量仪设置为转速测量模式并将光电头对准反光标记。按从低到高的顺序调节速度校准点，启动运行。待校准点速度值稳定后，读取转速测量仪的转速示值，连续记录10次，取10次测量的平均值作为转速实测值。按公式（1）计算线速度标准值的平均值，按公式（2）、公式（3）分别计算重复性和示值误差。vs式中：vsi——第iπ——圆周率，取3.14159；D——线速度标准装置台面直径，mm或m；ni——第i校准点，转速实测平均值，r/minRvi式中：Rvi——第i校准点，线速度重复性，%vsimax——第ivsimin——第i注：由公式（1）可知π、D为常数，转速测量重复性即为线速度的测量重复性。δvi式中：δvi——第i校准点，线速度示值误差，%vi——第i校准点，线7.5线距离7.5.1线速度标准装置设置为距离测量模式。在转台工作面的适当位置粘贴一个反光标记，将转速测量仪设置为计数模式并将光电头对准反光标记，沿转台旋转方向手动转动转台在光斑过反光标记后的附近位置做一个起始标记，并使光斑对准起始标记。7.5.2对转速测量仪和线速度标准装置进行置零操作，将线速度标准装置的线距离设定为转台周长（πD）的整数倍长度，然后启动转台工作。当转台运行完预设线距离并停稳后，观察光斑是否落在起始标记处。可根据实际情况沿转台旋转方向手动调整转台，使其光斑落在起始标记处，此时读取并记录转速测量仪转数示值及线速度标准装置线距离示值。7.5.3连续进行7.5.1、7.5.2步骤3遍。7.5.4按公式（4）计算线距离标准值，按公式（5）、公式（6）分别计算重复性及示值误差。Ls式中：LsN——转速测量仪转数示值。RL=L式中：RL——线距离重复性，%Lmax——线距离3次测得值中的Lmin——线距离3次测得值中的L——线距离3次测得值的算术平均值。δL式中：δL——线距离示值误差，%8校准结果表达校准结果应在校准证书上反映，校准证书至少包括以下信息：a）标题：“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）客户单位的名称；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；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；m）校准证书签发人的签名、职务或等效标识；n）校准结果仅对被校对象有效的声明；o）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。推荐的校准原始记录格式、校准证书内页格式分别见附录A、附录B，扭矩试验机示值误差测量不确定度评定见附录C。9复校时间间隔仪器的复校时间间隔建议为1年。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。

附录A线速度标准装置校准原始记录格式（推荐）委托单位：制造厂家：型号规格：出厂编号：校准依据：校准地点：环境条件：温度℃湿度％RH其它：校准所用的标准器名称型号规格编号技术特征有效溯源证书编号台面直径()圆柱度()径向跳动()线速度测量范围：转台转速（r/min）测量次数校准点()12345678910平均值校准：核验：日期：年月日标准线速度()测量次数校准点()12345678910平均值重复性(%)示值误差(%)Urel（k=2）线距离校准点()线距离示值()平均值()重复性（%）示值误差（%）123校准：核验：日期：年月日附录B线速度标准装置校准证书内页格式（推荐）证书编号：××××-××××校准结果台面直径：圆柱度：径向跳动：线速度测量范围：线速度校准结果：校准点（）线速度实测值（）重复性（%）示值误差（%）线距离校准结果：校准点（）线距离示值（）重复性（%）示值误差（%）测量结果相对扩展不确定度Urel=%，k=2。第×页，共×页附录C线速度标准装置线速度示值误差测量结果不确定度评定示例C.1概述C.1.1被校对象：线速度标准装置C.1.2主要标准器：关节臂式坐标测量机（MPE：±0.025mm）、转速测量仪（MPE：±0.005%）、激光测微仪（MPE：±5μm）C.1.3测量过程：线速度标准装置的速度校准是通过在转台工作面粘贴反光标记，用转速测量仪测量转台的转速乘以周长，计算出转台工作面移动的线速度，作为线速度标准值，线速度标准装置的线速度示值与线速度标准值之差即为线速度示值误差，一般用示值相对误差表示。C.2测量模型测量模型： δv式中：δv——线速度v——线速度标准装置的线速度示值，km/h；vs——线速度标准值的10次测量平均值，kπ——圆周率，取3.14159；D——转台直径实测值，mm；n——转台转速10次测量平均值，r/min。C.3方差及灵敏系数各输入量彼此独立不相关，由不确定度传播律可得：u取60km/h校准点时，线速度标准装置线速度示值为59.992km/h，D=999.840mm，n=318.3193r灵敏系数：c1=∂c2=c3=∂C.4不确定度来源分析C.4.1线速度测量重复性引入的标准不确定度；C.4.2转台径向跳动引入的标准不确定度；C.4.3转台直径测量引入的标准不确定度；C.4.4转台转速测量引入的标准不确定度。C.5不确定度分量评定C.5.1线速度测量重复性引入的标准不确定度u在60km/h校准点，10次测量得到的线速度数据为：59.9922km/h、59.9922km/h、59.9920km/h、59.9926km/h、59.9921km/h、59.9922km/h、59.9923km/h、59.9917km/h、59.9921km/h、59.9925km/h。单次实验标准偏差：s(v)=j=110实际测量时，在重复性条件下连续测量10次，以10次测量的算术平均值作为测量结果，则可得标准不确定度为：uvR=C.5.2转台径向跳动引入的标准不确定度u由试验可得转台径向跳动不大于0.05mm，按均匀分布估计，区间半宽度a=0.025mmuDrC.5.3转台直径测量引入的标准不确定度u关节臂式坐标测量机空间长度允许误差为±0.025mm，估计为均匀分布，区间半宽为0.025mm，则：uDC.5.4转台转速测量引入的标准不确定度u在60km/h校准点，测得转台转速为318.3193r/min，转速测量仪MPE:±0.005%，估计为均匀分布，区间半宽为0.005%，则：un=C.6标准不确定度汇总不确定度来源符号标准不确定度灵敏系数c重复性u0.00008km/h0.0167(km/h)-11.34×10-6径向跳动u0.014mm-0.001mm-11.4×10-5转台直径u0.014mm-0.001mm-11.4×10-5转速测量u0.0092r/min-0.0031(r/min)-12.89×10-5C.7合成标准不确定度uC.8相对扩展不确定度取包含因子k=2，在60km/h校准点线速度示值误差测量结果相对扩展不确定度为：U

附录D圆柱形状特征信息提取方案D.1概述为了获得对圆柱形状的可靠评价，需要确定能够在工件上获得一组有代表性的采样点的测量方案。工件在圆周线和素线轮廓两个方向的谐波成分是确定合适测量方案的重要因素。它将决定覆盖工件的理论最少采样点密度。实际测量中，通常很难用理论最小采样点密度获得工件圆柱轮廓的完全覆盖。因此，应使用更多特定限制的提取方案，以便给出被评定圆柱形状的特定信息。D.2提取方案D.2.1鸟笼提取方案指定提取窗口的起始和终止圆度平面后，在提取窗口内，没轴