JJF 1485-2014 国家检定校准 规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF1485—2014圆度定标块校准规范CalibrationSpecificationforRoundnessFlickCalibrationStandard2014-08-25发布2014-11-25实施国家质量监督检验检疫总局发布JJF1485—2014圆度定标块校准规范JJF1485—2014CalibrationSpecificationforRoundnessFlickCalibrationStandard归口单位:全国几何量工程参量计量技术委员会主要起草单位:上海市计量测试技术研究院中国计量科学研究院参加起草单位:阿美特克集团泰勒·霍普森公司海克斯康测量技术(青岛)有限公司本规范委托全国几何量工程参量计量技术委员会负责解释JJF1485—2014本规范主要起草人:姜志华(上海市计量测试技术研究院)张恒(中国计量科学研究院)曾燕华(上海市计量测试技术研究院)张波(上海市计量测试技术研究院)参加起草人:张彤(阿美特克集团泰勒·霍普森公司)王晋(海克斯康测量技术(青岛)有限公司)尹春节(阿美特克集团泰勒·霍普森公司)JJF1485—2014目录引言………………………(Ⅱ)范围……………………(1)引用文件………………(1)概述……………………(1)计量特性………………(1)1234定标块的表面粗糙度………………(1)定标块的圆度………………………(1)定标块的弦高值……………………(1)4.14.24.3校准条件………………(2)5环境条件……………(2)测量标准及其他设备………………(2)其他条件……………(2)5.15.25.3校准项目和校准方法…………………(2)6定标块的表面粗糙度………………(2)定标块的圆度………………………(2)定标块的弦高值……………………(3)6.16.26.3校准结果表达…………(3)复校时间间隔…………(3)78附录A定标块弦高值测量结果的测量不确定度评定示例…………(4)附录B校准证书内容及内页格式……………………(8)ⅠJJF1485—2014引言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》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本校准规范制定的基础性系列规范。本规范为首次制定。ⅡJJF1485—2014圆度定标块校准规范范围121~50μm圆度定标块(以下简称定标块)的校准。本规范适用于弦高标称值为()引用文件本规范引用了下列文件:GBT7234/—2004GBT7235/—2004产品几何量技术规范(GPS)圆度测量术语、定义及参数产品几何量技术规范(GPS)评定圆度误差的方法半径变化量测量GBT26098/—2010圆度测量仪凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修订单)适用于本规范。概述3定标块是一个在圆度误差和表面粗糙度都很小的外圆柱表面上,加工出一个与圆柱轴线平行的小平面的标准器。小平面在圆柱体径向截面上的弦高值F即为定标块的弦高值。定标块用于校准和检测仪器放大倍率等参数。典型定标块的结构见图1。图1定标块结构示意图计量特性4定标块的表面粗糙度4.14.24.3定标块测量面的表面粗糙度Ra一般不大于0.05μm。定标块的圆度定标块的圆度误差一般不大于0.10μm。定标块的弦高值定标块弦高值的测量不确定度一般为5%~2%。注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。1JJF1485—2014校准条件5环境条件5.1温度条件:温度条件应根据被校定标块的测量不确定度要求确定。推荐的最低5.1.1要求为实验室内温度为(20±1)℃,其变化不应超过0.5℃/h,定标块及校准用设备在室内平衡温度的时间不少于12h。相对湿度:实验室内的相对湿度不大于65%。实验室内应无影响测量的噪音、振动和磁场。5.1.25.1.3测量标准及其他设备5.2推荐使用表1所列测量标准及设备标准器,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测量标准及其他设备设备名称序号校准项目技术要求表面粗糙度测量仪表面粗糙度比较样块MPE:±(2%~5%)定标块的表面粗糙度1MPE:+12%~-17%定标块的圆度23圆度仪主轴径向跳动:0.03μm定标块的弦高值其他条件5.3定标块的表面不应有锈蚀、划伤、碰伤等缺陷。定标块底座应平稳,主体与底座联接应稳定牢固,不应有松动、相对转动等现象。校准项目和校准方法6首先检查外观和各部分相互作用,确定没有影响计量特性因素后再进行校准。定标块的表面粗糙度6.1定标块的表面粗糙度用表面粗糙度测量仪进行测量。在规定区域圆弧面上与小平面上分别测量,取最大值作为测量结果。也可以采用表面粗糙度样块比较测量。有争议时应以表面粗糙度测量仪进行测量。定标块的圆度6.2定标块的圆度误差用圆度仪进行测量,测量时在定标块规定区域的中截面处进行,圆度误差的评定应去除小平面部分。将圆度仪通电预热至少15min(或按仪器说明书的规定对仪器进行通电预热和仪器状态调整),采用高斯滤波器,滤波器范围选择“(1~50)波/转”挡,测杆选用“标准测杆”,受力方向选择“外侧”,测力选择“中等测力”,放大倍数选择“低倍”挡。将定标块置于圆度仪工作台中心,使测头与定标块中截面相接触,放大倍数选择由低至高,调整定标块与仪器回转中心同轴。测量时,先让主轴空转3圈,再开始测量并记录数据。以最小包容区域法或最小二乘法评定其圆度误差。2JJF1485—2014定标块的弦高值6.3定标块的弦高值用圆度仪进行测量,测量时在定标块规定区域的中截面处进行。将定标块置于圆度仪工作台中心,使测头与定标块中截面相接触,放大倍数选择由低至高,调整定标块与仪器回转中心同轴。测量时,先让主轴空转3圈,再开始测量并记录数据。采用高斯滤波器,滤波器范围选择“(1~500)波/转”挡,放大倍数根据相应的弦高值选取,以最小外接圆法评定其圆度误差,并以测量得到的圆度误差值Ront作为定标块的弦高值F,见公式()。1()1F=Ront式中:F———弦高值,μm;Ront———圆度误差值,μm。校准结果表达7经过校准的定标块发给校准证书,一般情况下,校准结果至少应给出定标块弦高值的测量结果、评定方法及测量不确定度。校准证书的内容及内页格式见附录B。复校时间间隔8由于复校时间间隔的长短是由定标块的使用情况、使用者、定标块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。建议复校时间间隔一般不超过1年。3JJF1485—2014附录A定标块弦高值测量结果的测量不确定度评定示例校准任务A.1A.2A.3校准20μm定标块的弦高值。测量原理采用接触式,动态测量。测量方法在圆度仪上测量。测量前应将仪器调整至满足测量需要的状态。测量时在定标块规定区域的中截面处进行,以最小外接圆法评定其圆度误差,并以测量得到的圆度误差值作为测量结果。测量条件A.4———环境温度(20±1)℃,温度变化不应超过0.5℃/h,环境相对湿度≤65%;———圆度仪常年固定安装在实验室内,定标块在实验室内的平衡时间不少于12h;———圆度仪传感器为电感式;定标块为钢制。测量模型A.5由测量原理和方法,得到测量模型:(A.1)F=Ront式中:F———弦高值,μm;Ront———圆度误差值,μm。不确定度传播率A.62()22()uF=cuRontc(A.2)测量不确定度来源及说明(见表A.1)A.7表A.1测量不确定度来源及说明序号不确定度来源说明仪器传感器的定标误差仪器主轴跳动—12仪器主轴存在径向跳动和轴向跳动,此处主要表现为径向跳动对结果有影响仪器分辨力测量重复性定标块的圆度误差测量位置偏差温度—3——4567中截面定位误差实验室温度对20℃会有偏离,同时存在温度波动被测件与仪器的回转主轴无法完全同轴安装误差4JJF1485—2014标准不确定度评估A.8A.8.1仪器传感器的定标误差引入的标准不确定度分量u1圆度仪传感器的定标误差不超过±1.5%,符合均匀分布,k=3,对于20μm的圆度定标块,则u1=20μm×1.5%/3=0.173μm仪器主轴跳动引入的标准不确定度分量u2圆度仪的径向跳动的最大允许值为0.03μm,半区间为0.015μm,符合均匀分布,k=3,则A.8.2u2=0.015μm/3=0.009μmA.8.3由仪器分辨力/重复性引入的标准不确定度分量u3仪器分辨力为0.01μm,区间半宽度为0.005μm,符合均匀分布,,则由仪器分辨力引入的标准不确定度分量为:k=3u31=0.005μm/3=0.003μm在各种条件均不改变的情况下,在短时间内,用标称值F=20μm的圆度定标块进行重复性实验,每个截面共测量10次(即n=10)。实验数据为(单位:μm):20.00,20.01,20.01,20.00,19.99,20.00,20.02,20.03,20.01,20.00。由贝塞尔公式sx=0.012μm,实际测量取三次测量的平均值为测量结果,则计算得到()nu32=0.012μm/3=0.007μm分辨力引入的不确定度分量u31和测量重复性引入的不确定度分量u32,取结果较大者,则u3=u32=0.007μmA.8.4定标块的圆度误差引入的标准不确定度分量u4定标块圆度误差的PV值为0.10μm,则由定标块的圆度误差引入的标准不确定度分量为:u4=0.10μm=0.033μm3A.8.5测量位置偏差引入的标准不确定度分量u5定标块弦高值的测量要求在中截面位置进行,当测量位置相对中截面出现偏差时会对测量结果产生影响。在选定的中截面位置测量后,距其上下0.2mm附近各测量1次,以3个位置测量的最大差值作为中截面的定位误差,得到结果为0.03μm,按均匀分布处理,则由测量位置偏差引入的标准不确定度分量为:u5=0.03μm=0.017μm3由温度引入的标准不确定度分量u6A.8.6定标误差测量属于一种微观尺寸的测量,所以环境温度对20℃的偏差要求不高,实验室温度保持在(20±1)℃的范围内,温度偏离的影响可以忽略不计。温度的变化会影响定标误差的测量结果,但在测量前,定标块已经放置在仪器上充5JJF1485—2014分恒温,避免温度变化引起形状变化,且在测量期间温度波动小于0.1℃,所以温度变化的影响可以忽略不计。即u6=0A.8.7安装误差引入的标准不确定度分量u7安装时,需要调整被测件与仪器的回转主轴同轴,但是无法调整到完全一致。在数据处理的过程中,由于安装误差不能完全重合带来的偏心影响已经通过数据处理修正,故残留误差影响估计在±0.01μm以内,符合均匀分布,,则k=3u7=0.01μm/3=0.006μm合成标准不确定度A.9主要标准不确定度汇总表A.9.1测量20.00μm定标块的测量不确定度分量及计算结果见表。A.2表A.2主要标准不确定度及计算结果汇总表标准不确定度分量代号对测量结果影响的变化限μm包含因子标准不确定度分量/影响测量评定类型分布类型影响量序号不确定的来源μmuikiumμi仪器传感器的定标误差u1B均匀±0.3000.30030.17330.00912仪器主轴跳动分辨力/重复性分辨力u2u3均匀—BABA0.0300.0120.010.015——0.007u31u32均匀—0.005—30.00334重复性—0.0120.0070.0330.017定标块的圆度误差u4A—0.033———测量位置偏差温度u5u6u7——0567ABB0.0100均匀均匀30安装误差±0.0100.01030.0060.177合成标准不确定度:uck=2扩展不确定度():U0.36合成标准不确定度计算A.9.2由于参与计算的各项标准不确定度分量之间没有值得考虑的相关性,则合成标准不确定度为:uc=u21+u22+u23+u24+u25+u226+u7=0.1732+0.0092+0.00722222+0.033+0.017+0+0.006μm=0.177μm扩展不确定度计算A.106JJF1485—2014包含因子k=2,则扩展标准不确定度U:U=kuc=2×0.177μm≈0.36μm采用相对不确定度表示,则Urel:UUrel=×100%=1.8%F7JJF1485—2014附录B校准证书内容及内页格式校准证书至少包括以下信息:B.1a)标题“校准证书”;b)