测微量具检定装置计量标准技术报告
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
度差
表3
标准不确定度 值
u（ xi ）
0.48μm
ci = f xi
1
1.55μm
1.03μm
1
1.16μm
0.816×10-6℃ L • △t=0.5×106×
-1
4℃ • μm
0.173℃
L • α=0.5×11.5μ
m/℃
u c=2.30μm
ci u(xi) /(m)
0.48 1.55
1.632 0.995
套
设 工具显微镜 19JA
(200× 100)mm
MPE: ± (1+L/100) μm
备 专用测力仪
CL-3 （0-10）N
MPE:±0.5%
刀口尺 塞尺 平板
225mm
225mm
（0.02 -1.00）
mm
（600× 450）mm
（0.02-1. 00）mm
（600× 450）mm
MPE:±0.5μm MPE:±16μm
c3= е/ δα=L • △t； c4= е/ δt=L • α
依据不确定度传播律公式，输出量е估计值的方差为：
（2）
u
2 c
u 2 (e)
c12 u12
c22
•
u
2 2
c32
• u32
c42
•
u
2 4
u12
u
2 2
(L
• t)2
•
u
2 3
(L
• )2
• u42
4 标准不确定度一览表
L=25mm
标准不确
定度
不确定度来源
u（ xi ）
u1
测量重复性
u2
检定用量块
u 21
对零量块
u 22
读数量块
表1 标准不确定度
值
u（ xi ）
0.480μm
0.233μm 0
0.233μm
ci = f xi
1
1
（3）
ci u(xi) /(m)
0.480 0.233
9
u3
标准不确 定度
u（ xi ）
注：应当提供《检定或校准结果的重复性试验记录》。
8
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
1 测量方法
依据 JJG21-2008 检定规程，分度值为 0.01mm 千分尺示值误差的检定是在规定条件下用 5 等量块
进行的。下面仅对（0～25）mm、（125～150）mm、（475～500）mm 千分尺的测量上限点示值误差，
进行检定结果的测量不确度度分析。
2 数学模型
千分尺的示值误差е：
е=Lm—Lb+Lm • αm • △tm—Lb • αb • △tb
(1)
式中：Lm——千分尺示值（20℃条件下）；
Lb——量块的长度值（20℃条件下）；
αm 和αb———千分尺和量块的线胀系数；
△tm 和△tb———千分尺和量块偏离参考温度 20℃的数值。 3 方差和灵敏度系数
标准不确定度一览表l25mm不确定度来源标准不确定度u1测量重复性048022检定用量块对零量块读数量块0233023310千分尺和量块的线胀系数差0816106t0025106不确定度来源标准不确定度u4千分尺和量块的温0050uc055不确定度来源标准不确定度u1测量重复性04822检定用量块对零量块读数量块0661千分尺和量块的线胀系数差0816106不确定度来源标准不确定度测量重复性04822检定用量块对零量块读数量块155千分尺和量块的线胀系数差0816106标准不确定度计算51测量重复性的不确定度选择125150mm的千分尺对150mm点用量块进行测量在重复性条件下测量101152检定用量块的测量不确定度等量块的测量不确定度为u05m5106k258521对零量块的不确定度分量21千分尺测量上限l25mm以125mm量块对零不确定度为12mk258则
核查标准 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
25 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.002 25.001
25 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001
2
一、建立计量标准的目的
计量标准在计量检定系统中起着传递量值承上启下的作用，是将各项计量基准复现 的单位量值传递到生产贸易和科学技术等使用第一线的纽带，是实现量值统一的基础。 因此为了保证量值准确可靠必须建立计量标准。
二、计量标准的工作原理及其组成
千分尺检定装置采用比较测量法，检定千分尺示值误差时，用被测尺测量选定尺寸 的量块，然后，从被测尺的测微头上读出与标准量块尺寸的差值，从而计算出被测尺的 示值误差。
计量标准技术报告
计 量 标 准 名 称 测微量具检定装置 计量标准负责人 建 标单位名称 填写日期
1
目录
一、建立计量标准的目的…………………………………………………… ( 3 ) 二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………( 3 ) 三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………( 4 ) 四、计量标准的主要技术指标………………………………………( 5 ) 五、环境条件……………………………………………………………( 5) 六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………( 6 ) 七、计量标准的稳定性考核…………………………………………………( 7 ) 八、检定或校准结果的重复性试验……………………………………………( 8 ) 九、检定或校准结果的不确定度评定………………………………… (9-12 ) 十、检定或校准结果的验证…………………………………………………( 13) 十一、结论……………………………………………………………………( 14 ) 十二、附加说明…………………………………………………………………(14 )
u21
2.5m 2 0.9m 2 1.03m 2.58 2.58
5.2.2 读数用量块不确定度分量 u 22 千分尺测量上限 L=25mm 时： 检定点用 25mm 量块的不确定度为 0.6μm，k=2.58，则： u 22=0.6μm/2.58=0.233μm 千分尺测量上限 L=150mm 时： 检定点用 150mm 量块的不确定度为 1.2μm，k=2.58，则： u 22=1.2μm/2.58=0.465μm 千分尺测量上限 L=500 时： 检定点用 500mm 量块的不确定度为 3.0μm，k=2.58，则： u 22=3.0μm/2.58=1.16μm 以上两项合成： L=25mm 时：
符合
0 0.00064
符合
0.002 0.00064
符合
注：应当提供《计量标准的稳定性考核记录》。
7
八、检定或校准结果的重复性试验
测量值（㎜） 测量次数
考核时间
2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 1 月 10 日 2 月 12 日 3 月 15 日 4 月 17 日 5 月 21 日
0.050
L=150mm 标准不确
定度
u（ xi ）
u1 u2 u 21 u 22
u3
u4
不确定度来源
测量重复性 检定用量块 对零量块 读数量块 千分尺和量块的线 胀系数差 千分尺和量块的温
度差
表2
标准不确定度 值
u（ xi ）
0.48μm
ci = f xi
1
0.661μm
1
0.47μm
0.465μm 0.816×10-6℃
5.2.1 对零量块的不确定度分量 u 21 千分尺测量上限 L=25mm 时： 被检千分尺下限为零，不用对零量块，则 u 21=0.00μm 千分尺测量上限 L=150mm 时： 以 125mm 量块对零，不确定度为 1.2μm，k=2.58，则： u 21=1.2μm/2.58=0.47μm 千分尺测量上限 L=500 时： 以 400mm 与 75mm 量块组合后对零，不确定度分别为 2.5μm 和 0.9μm，k=2.58，则：
器
所
具
比较测量
本
级
计 量 器
四等量块
（125～500）mm
（5.12～100）mm
具
U = (0.20+2L) μm
比较测量
下
一
级
计 量 器
外径千分尺 （0～500）mm
校对用量杆 (25～175）mm
具
MEP:±13μm
MPE:±5μm
6
七、计量标准的稳定性考核
测微类计量标准
的稳定性考核记录
考核时间
在公式（1）中： 为简化运算，舍去微小量，并转化相关项影响。
令：L≈Lm≈Lb α=αm≈αb △t≈△tm≈△tb
δα=αm—αb δt=△tm—△tb
代入公式（1）后，经整理得：
е= Lm—Lb+L • △t • δα+L • α • δt
灵敏系数 c i ：
c1= е/ Lm=1；
c2= е/ Lb=-1；
25.001
2
25.001
25.001
25.001
25.001
3
25.000
25.001
25.001
25.001
4
25.001
25.001
25.001
25.001
5
25.001
25.001
25.001
25.001
6
25.000
25.001
25.000
25.000
7
25.001
25.001
25.001
平面平晶 φ80mm φ80mm
2级
平行平晶
(0-25)m
(0-25)mm
MPE:±0.6μm
主
平行平晶
(25-50) mm
(25-50)mm
MPE:±0.6μm
要
平行平晶
(50-75) mm
(50-75)mm
MPE:±0.8μm
配
平行平晶
(75-100 (75-100)m
)mm
m
MPE:±1.0μm
u4
千分尺和量块的线 胀系数差
不确定度来源 千分尺和量块的温
度差
0.816 × 10-6℃-1
L • △t=0.025×10-6 ×5℃ • μm
表（续）
标准不确定度 值
u（ xi ）
ci = f xi
0.173℃
L • α=0.025×11.5
μm/℃
uc=0.55μm
0.102
ci u(xi) /(m)
25 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.001 25.001
25 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001
25 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.002 25.001 25.002 25.001
5 标准不确定度计算 5.1 测量重复性的不确定度 u 1
选择（125～150）mm 的千分尺，对 150mm 点用量块进行测量，在重复性条件下，测量 10 次，经 计算得出单次测量实验标准差 s=0.48μm，则：
u 1=s=0.48μm
10
5.2 检定用量块的测量不确定度 u 2 5 等量块的测量不确定度为 U=0.5μm+5×10-6L。 k=2.58
u2 u221 u222 0.002 0.2332 m 0.233m
L=150mm 时：
u2 u221 u222 0.472 0.4652 m 0.661m
L=500mm 时：
u2 u221 u222 1.032 1.162 m 1.55m
25.002
8
25.001
25.001
25.001
25.002
9
25.001
25.001
25.001
25.001
10
25.001
25.001
25.001
25.001
25.0008
25.0009 25.0009
25.0008
yi
变化量 yi yi1
允许变化量 结论 考核人员
0
0.00064 符合
0.002 0.00064
标准量块
被检千分尺
3
三、计量标准器及主要配套设备
不确定度
制造厂及 检定周期 检定或
名 称 型 号 测量范围 或准确度等级
或复校间 校准机
出厂编号
或最大允许误差
隔
构
计
量块
（5.12-10
20 块组
0）mm
4等
量 量块
标
8 块组
（125-500 ）mm
4等
准
器
立式光学计
JD3 (0-180)mm MPE:±0.25μm
17 年 4 月 23 18 年 4 月 19 年 4 月 20 年 4 月
日
22 日
21 日
20 日
核查标准
名称： 外径千分尺 型号：0-25 编号：C45400
测量条件
22°C
22°C
22°C
22°C
测量次数
测得值（ ） 测得值（ ） 测得值（ ） 测得值（ ）
1
25.001
25.000
25.001
-1
0.173℃
L • △t=0.15×106× 4℃ • μm
L • α=0.15×11.5μ
m/℃
u c=0.998μm
ci u(xi) /(m)
0.48 0.661
0.49 0.298
L=500mm 标准不确
定度
u（ xi ）
u1 u2 u 21 u 22
u3
u4
不确定度来源
测量重复性 检定用量块 对零量块 读数量块 千分尺和量块的线 胀系数差 千分尺和量块的温
yi
25.0013 25.0012 25.0012 25.0012 25.0013
变化量 yi yi1 允许变化量 结论
0.0001
0
0
0.0001
0.0006
0.0006 符合
0.0006 符合
0.0006 符合
0.0006 符合
考核人员
注：若计量标准在使用中采用标称值或示值，则稳定性应小于计量标准的最大允许误差的绝对值；如加修正值使用， 则应小于修正值的扩展不确定度。
1级
4
四、计量标准的主要技术指标
主标准器名称：量块 测量范围：﹙5.12～500﹚㎜ 准确度等级：4 等
五、环境条件
序号
项目
1
温度
2
湿度
3
4
5
6
要求
（20±5)℃ ≤70%RH
实际情况
20℃ 65%RH
结论
合格 合格
5
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上
一
三等量块
级 计 量
（125～500）mm （5.12～100）mm U = (0.10+1L) μm
表3
标准不确定度 值
u（ xi ）
0.48μm
ci = f xi
1
1.55μm
1.03μm
1
1.16μm
0.816×10-6℃ L • △t=0.5×106×
-1
4℃ • μm
0.173℃
L • α=0.5×11.5μ
m/℃
u c=2.30μm
ci u(xi) /(m)
0.48 1.55
1.632 0.995
套
设 工具显微镜 19JA
(200× 100)mm
MPE: ± (1+L/100) μm
备 专用测力仪
CL-3 （0-10）N
MPE:±0.5%
刀口尺 塞尺 平板
225mm
225mm
（0.02 -1.00）
mm
（600× 450）mm
（0.02-1. 00）mm
（600× 450）mm
MPE:±0.5μm MPE:±16μm
c3= е/ δα=L • △t； c4= е/ δt=L • α
依据不确定度传播律公式，输出量е估计值的方差为：
（2）
u
2 c
u 2 (e)
c12 u12
c22
•
u
2 2
c32
• u32
c42
•
u
2 4
u12
u
2 2
(L
• t)2
•
u
2 3
(L
• )2
• u42
4 标准不确定度一览表
L=25mm
标准不确
定度
不确定度来源
u（ xi ）
u1
测量重复性
u2
检定用量块
u 21
对零量块
u 22
读数量块
表1 标准不确定度
值
u（ xi ）
0.480μm
0.233μm 0
0.233μm
ci = f xi
1
1
（3）
ci u(xi) /(m)
0.480 0.233
9
u3
标准不确 定度
u（ xi ）
注：应当提供《检定或校准结果的重复性试验记录》。
8
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
1 测量方法
依据 JJG21-2008 检定规程，分度值为 0.01mm 千分尺示值误差的检定是在规定条件下用 5 等量块
进行的。下面仅对（0～25）mm、（125～150）mm、（475～500）mm 千分尺的测量上限点示值误差，
进行检定结果的测量不确度度分析。
2 数学模型
千分尺的示值误差е：
е=Lm—Lb+Lm • αm • △tm—Lb • αb • △tb
(1)
式中：Lm——千分尺示值（20℃条件下）；
Lb——量块的长度值（20℃条件下）；
αm 和αb———千分尺和量块的线胀系数；
△tm 和△tb———千分尺和量块偏离参考温度 20℃的数值。 3 方差和灵敏度系数
标准不确定度一览表l25mm不确定度来源标准不确定度u1测量重复性048022检定用量块对零量块读数量块0233023310千分尺和量块的线胀系数差0816106t0025106不确定度来源标准不确定度u4千分尺和量块的温0050uc055不确定度来源标准不确定度u1测量重复性04822检定用量块对零量块读数量块0661千分尺和量块的线胀系数差0816106不确定度来源标准不确定度测量重复性04822检定用量块对零量块读数量块155千分尺和量块的线胀系数差0816106标准不确定度计算51测量重复性的不确定度选择125150mm的千分尺对150mm点用量块进行测量在重复性条件下测量101152检定用量块的测量不确定度等量块的测量不确定度为u05m5106k258521对零量块的不确定度分量21千分尺测量上限l25mm以125mm量块对零不确定度为12mk258则
核查标准 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
25 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.002 25.001
25 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001
2
一、建立计量标准的目的
计量标准在计量检定系统中起着传递量值承上启下的作用，是将各项计量基准复现 的单位量值传递到生产贸易和科学技术等使用第一线的纽带，是实现量值统一的基础。 因此为了保证量值准确可靠必须建立计量标准。
二、计量标准的工作原理及其组成
千分尺检定装置采用比较测量法，检定千分尺示值误差时，用被测尺测量选定尺寸 的量块，然后，从被测尺的测微头上读出与标准量块尺寸的差值，从而计算出被测尺的 示值误差。
计量标准技术报告
计 量 标 准 名 称 测微量具检定装置 计量标准负责人 建 标单位名称 填写日期
1
目录
一、建立计量标准的目的…………………………………………………… ( 3 ) 二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………( 3 ) 三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………( 4 ) 四、计量标准的主要技术指标………………………………………( 5 ) 五、环境条件……………………………………………………………( 5) 六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………( 6 ) 七、计量标准的稳定性考核…………………………………………………( 7 ) 八、检定或校准结果的重复性试验……………………………………………( 8 ) 九、检定或校准结果的不确定度评定………………………………… (9-12 ) 十、检定或校准结果的验证…………………………………………………( 13) 十一、结论……………………………………………………………………( 14 ) 十二、附加说明…………………………………………………………………(14 )
u21
2.5m 2 0.9m 2 1.03m 2.58 2.58
5.2.2 读数用量块不确定度分量 u 22 千分尺测量上限 L=25mm 时： 检定点用 25mm 量块的不确定度为 0.6μm，k=2.58，则： u 22=0.6μm/2.58=0.233μm 千分尺测量上限 L=150mm 时： 检定点用 150mm 量块的不确定度为 1.2μm，k=2.58，则： u 22=1.2μm/2.58=0.465μm 千分尺测量上限 L=500 时： 检定点用 500mm 量块的不确定度为 3.0μm，k=2.58，则： u 22=3.0μm/2.58=1.16μm 以上两项合成： L=25mm 时：
符合
0 0.00064
符合
0.002 0.00064
符合
注：应当提供《计量标准的稳定性考核记录》。
7
八、检定或校准结果的重复性试验
测量值（㎜） 测量次数
考核时间
2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 1 月 10 日 2 月 12 日 3 月 15 日 4 月 17 日 5 月 21 日
0.050
L=150mm 标准不确
定度
u（ xi ）
u1 u2 u 21 u 22
u3
u4
不确定度来源
测量重复性 检定用量块 对零量块 读数量块 千分尺和量块的线 胀系数差 千分尺和量块的温
度差
表2
标准不确定度 值
u（ xi ）
0.48μm
ci = f xi
1
0.661μm
1
0.47μm
0.465μm 0.816×10-6℃
5.2.1 对零量块的不确定度分量 u 21 千分尺测量上限 L=25mm 时： 被检千分尺下限为零，不用对零量块，则 u 21=0.00μm 千分尺测量上限 L=150mm 时： 以 125mm 量块对零，不确定度为 1.2μm，k=2.58，则： u 21=1.2μm/2.58=0.47μm 千分尺测量上限 L=500 时： 以 400mm 与 75mm 量块组合后对零，不确定度分别为 2.5μm 和 0.9μm，k=2.58，则：
器
所
具
比较测量
本
级
计 量 器
四等量块
（125～500）mm
（5.12～100）mm
具
U = (0.20+2L) μm
比较测量
下
一
级
计 量 器
外径千分尺 （0～500）mm
校对用量杆 (25～175）mm
具
MEP:±13μm
MPE:±5μm
6
七、计量标准的稳定性考核
测微类计量标准
的稳定性考核记录
考核时间
在公式（1）中： 为简化运算，舍去微小量，并转化相关项影响。
令：L≈Lm≈Lb α=αm≈αb △t≈△tm≈△tb
δα=αm—αb δt=△tm—△tb
代入公式（1）后，经整理得：
е= Lm—Lb+L • △t • δα+L • α • δt
灵敏系数 c i ：
c1= е/ Lm=1；
c2= е/ Lb=-1；
25.001
2
25.001
25.001
25.001
25.001
3
25.000
25.001
25.001
25.001
4
25.001
25.001
25.001
25.001
5
25.001
25.001
25.001
25.001
6
25.000
25.001
25.000
25.000
7
25.001
25.001
25.001
平面平晶 φ80mm φ80mm
2级
平行平晶
(0-25)m
(0-25)mm
MPE:±0.6μm
主
平行平晶
(25-50) mm
(25-50)mm
MPE:±0.6μm
要
平行平晶
(50-75) mm
(50-75)mm
MPE:±0.8μm
配
平行平晶
(75-100 (75-100)m
)mm
m
MPE:±1.0μm
u4
千分尺和量块的线 胀系数差
不确定度来源 千分尺和量块的温
度差
0.816 × 10-6℃-1
L • △t=0.025×10-6 ×5℃ • μm
表（续）
标准不确定度 值
u（ xi ）
ci = f xi
0.173℃
L • α=0.025×11.5
μm/℃
uc=0.55μm
0.102
ci u(xi) /(m)
25 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.001 25.001
25 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001
25 25.001 25.001 25.001 25.002 25.001 25.001 25.002 25.001 25.002 25.001
5 标准不确定度计算 5.1 测量重复性的不确定度 u 1
选择（125～150）mm 的千分尺，对 150mm 点用量块进行测量，在重复性条件下，测量 10 次，经 计算得出单次测量实验标准差 s=0.48μm，则：
u 1=s=0.48μm
10
5.2 检定用量块的测量不确定度 u 2 5 等量块的测量不确定度为 U=0.5μm+5×10-6L。 k=2.58
u2 u221 u222 0.002 0.2332 m 0.233m
L=150mm 时：
u2 u221 u222 0.472 0.4652 m 0.661m
L=500mm 时：
u2 u221 u222 1.032 1.162 m 1.55m
25.002
8
25.001
25.001
25.001
25.002
9
25.001
25.001
25.001
25.001
10
25.001
25.001
25.001
25.001
25.0008
25.0009 25.0009
25.0008
yi
变化量 yi yi1
允许变化量 结论 考核人员
0
0.00064 符合
0.002 0.00064
标准量块
被检千分尺
3
三、计量标准器及主要配套设备
不确定度
制造厂及 检定周期 检定或
名 称 型 号 测量范围 或准确度等级
或复校间 校准机
出厂编号
或最大允许误差
隔
构
计
量块
（5.12-10
20 块组
0）mm
4等
量 量块
标
8 块组
（125-500 ）mm
4等
准
器
立式光学计
JD3 (0-180)mm MPE:±0.25μm
17 年 4 月 23 18 年 4 月 19 年 4 月 20 年 4 月
日
22 日
21 日
20 日
核查标准
名称： 外径千分尺 型号：0-25 编号：C45400
测量条件
22°C
22°C
22°C
22°C
测量次数
测得值（ ） 测得值（ ） 测得值（ ） 测得值（ ）
1
25.001
25.000
25.001
-1
0.173℃
L • △t=0.15×106× 4℃ • μm
L • α=0.15×11.5μ
m/℃
u c=0.998μm
ci u(xi) /(m)
0.48 0.661
0.49 0.298
L=500mm 标准不确
定度
u（ xi ）
u1 u2 u 21 u 22
u3
u4
不确定度来源
测量重复性 检定用量块 对零量块 读数量块 千分尺和量块的线 胀系数差 千分尺和量块的温
yi
25.0013 25.0012 25.0012 25.0012 25.0013
变化量 yi yi1 允许变化量 结论
0.0001
0
0
0.0001
0.0006
0.0006 符合
0.0006 符合
0.0006 符合
0.0006 符合
考核人员
注：若计量标准在使用中采用标称值或示值，则稳定性应小于计量标准的最大允许误差的绝对值；如加修正值使用， 则应小于修正值的扩展不确定度。
1级
4
四、计量标准的主要技术指标
主标准器名称：量块 测量范围：﹙5.12～500﹚㎜ 准确度等级：4 等
五、环境条件
序号
项目
1
温度
2
湿度
3
4
5
6
要求
（20±5)℃ ≤70%RH
实际情况
20℃ 65%RH
结论
合格 合格
5
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上
一
三等量块
级 计 量
（125～500）mm （5.12～100）mm U = (0.10+1L) μm