JJF 1682-2017光栅式测微仪校准规范-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 6 8 22 0 1 7光栅式测微仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rG r a t i n gM i c r o m e t e r s 2 0 1 7-1 1-2 0发布2 0 1 8-0 5-2 0实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局光栅式测微仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rG r a t i n gM i c r o m e t e r sJ J F1 6 8 22 0 1 7代替J J G9 8 92 0 0 4 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:中国科学院光电技术研究所中国测试技术研究院 参加起草单位:安徽省计量科学研究院 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J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:曹学东(中国科学院光电技术研究所)匡 龙(中国科学院光电技术研究所)冉 庆(中国测试技术研究院)参加起草人:范天泉(中国科学院光电技术研究所)马 琳(安徽省计量科学研究院)胡 琦(中国科学院光电技术研究所)J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语(1)3.1 示值误差范围(1)4 概述(1)5 计量特性(1)5.1 测力(1)5.2 测杆受径向力引起的示值变化(1)5.3 重复性(1)5.4 示值误差范围(3)5.5 漂移(3)6 校准条件(3)6.1 环境条件(3)6.2 校准项目和校准用标准器(4)7 校准方法(5)7.1 测力(5)7.2 测杆受径向力引起的示值变化(5)7.3 重复性(5)7.4 示值误差范围(5)7.5 漂移(8)8 校准结果表达(8)9 复校时间间隔(8)附录A 示值误差范围校准不确定度评定(测长装置法)(9)附录B 示值误差范围校准不确定度评定(量块-测微仪检定器组合法)(1 3)附录C 示值误差范围校准不确定度评定(量块测量法)(1 6)附录D 校准证书内容及内页格式(1 9)J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局引 言 本规范的编写以J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义和J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示为基础和依据。本规范替代J J G9 8 92 0 0 4 光栅式测微仪。与J J G9 8 92 0 0 4相比,除编辑性修改外,本规范主要技术变化如下:本规范取消了“外观”“各部分相互作用”及“抗干扰性”三项通用技术要求;本规范将准确度级别由“级”改为“m级”的形式,并增加了“0.1m级”及“0.2m级”两种准确度级别;本规范将示值误差的校准改为示值误差范围的校准;本规范将示值误差的测量方法由固定零点改为浮动零点形式;本规范在示值误差范围校准方法中增加了“量块测量法”。本规范的历次版本发布情况:J J G9 8 92 0 0 4。J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局光栅式测微仪校准规范1 范围本规范适用于0.1m级行程为01 0mm、0.2m级行程为02 5mm、0.5m级行程为05 0mm、1m级1 0m级行程为01 0 0mm的光栅式测微仪校准。2 引用文件本规范引用下列文件:J B/T1 0 0 3 02 0 1 2 光栅线位移测量装置J B/T1 0 0 8 0.22 0 1 1 光栅线位移测量系统 第2部分:光栅线位移传感器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)适用本规范。3 术语3.1 示值误差范围 r a n g eo f i n d i c a t i o ne r r o r指示值误差中最大者与最小者之差。4 概述光栅式测微仪(以下简称测微仪)也称光栅测微仪、光栅长度计或光电测长仪,是以光栅副作为测量元件,将线位移量转换为光电信号,经电路处理并以数字显示位移量的一种长度精密测量仪器。测微仪按其结构分为整体式和分体式两类。整体式测微仪的传感器与显示单元在一整体上。分体式测微仪主要由传感器(含信号电缆)和数显表两部分组成。整体式测微仪结构示意图见图1。分体式测微仪结构示意图见图2。5 计量特性5.1 测力按厂家说明书或其他技术文件给出的限定值校准。5.2 测杆受径向力引起的示值变化按厂家说明书或其他技术文件给出的限定值校准。5.3 重复性重复性应符合表1规定。1J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局图1 整体式测微仪结构示意图1测杆;2装夹套筒;3测微仪主体;4显示单元图2 分体式测微仪结构示意图1测杆;2装夹套筒;3测微仪主体;4数显表2J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局表1 重复性及示值误差范围要求准确度级别重复性/m示值误差范围/m0.1m级0.0 10.10.2m级0.0 20.20.5m级0.0 50.51m级0.112m级0.225m级0.551 0m级11 05.4 示值误差范围示值误差范围应符合表1规定。5.5 漂移漂移应符合表2规定。表2 漂移要求分辨力KK0.5m0.5mK0.0 1mK0.0 1m1h内漂移2个分辨力5个分辨力1 0个分辨力 注:校准不判定合格与否,上述计量特性指标仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 校准室的温度、温度变化及被校测微仪和校准用标准器平衡温度时间应满足表3的要求。表3 校准室的温度、温度变化及被校测微仪和校准用标准器平衡温度时间要求准确度级别校准室内温度/温度变化量/(/h)平衡温度时间/h0.1m级2 00.20.180.2m级2 00.20.180.5m级2 00.50.281m级2 00.50.242m级2 010.545m级2 02141 0m级2 02146.1.2 校准室内应无影响测量的振动、噪音和空气波动,放置被校仪器的工作台应稳固、可靠。校准应在被校测微仪开机稳定后进行。3J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局6.2 校准项目和校准用标准器校准项目和校准用标准器见表4。表4 校准项目和校准用标准器序号校准项目和级别校准用标准器名称计量特性1测力测力计分度值0.0 5N2测杆受径向力引起的示值变化测力计分度值0.0 5N3重复性0.1m级测长装置MP E:(0.0 3m+0.51 0-6L)工作台移动角晃动5 0.2m级、0.5m级测长装置MP E:(0.0 3m+0.51 0-6L)工作台移动角晃动5 量块2等1m级测长装置M P E:(0.0 3m+1.5 1 0-6L)工作台移动角晃动2 0 量块3等2m级测长装置M P E:(0.0 3m+1.5 1 0-6L)工作台移动角晃动2 0 量块4等5m级、1 0m级测长装置M P E:(0.0 3m+1.5 1 0-6L)工作台移动角晃动2 0 量块5等4示值误差范围0.1m级测长装置M P E:(0.0 3m+0.5 1 0-6L)工作台移动角晃动5 0.2m级、0.5m级测长装置M P E:(0.0 3m+0.5 1 0-6L)工作台移动角晃动5 量块2等1m级量块3等测长装置M P E:(0.0 3m+1.5 1 0-6L)工作台移动角晃动2 0 2m级量块4等测长装置M P E:(0.0 3m+1.5 1 0-6L)工作台移动角晃动2 0 斜块螺旋副 式测微仪检定器1 0m范围内示值误差0.2 5m5m级、1 0m级量块5等测长装置M P E:(0.0 3m+1.5 1 0-6L)工作台移动角晃动2 0 斜块螺旋副式测微仪检定器1 0m范围内示值误差0.2 5m5漂移刚性表架(有带筋工作台)注:L为测量长度。4J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局7 校准方法7.1 测力将测微仪测头压在测力计的测点上,在测杆分别压缩至测微仪行程的始、中、末位置时读取测力计示值,以测力计读数的最大值作为测量结果。7.2 测杆受径向力引起的示值变化将测微仪垂直安装在台架上,并在台架的工作台面上放置量块,使测头与量块接触,在测头滚花处沿垂直于测杆方向用测力计施0.8N的力,记录测微仪示值变化量,除掉外力后,记录测微仪示值与原位的差值。测量应在测微仪测量范围的始、中、末三个位置相互垂直的四个方向上进行,取各位置和方向中绝对值最大者作为测量结果。注:当测微仪测杆有自动伸缩装置时,本方法不适用。7.3 重复性7.3.1 水平测量法(测长装置法)将测微仪与测长装置同轴安装并接触测量,移动测长装置使测微仪位于2/3行程位置,测微仪和测长装置置零后,移动测微仪测杆不超过测微仪1/1 0行程的位移后再使测杆移回,读取测微仪示值,重复测量9次,测完后以测微仪9次示值中最大值与最小值之差除以3作为校准结果。7.3.2 垂直测量法(表架法)将测微仪安装在刚性表架上,使测微仪测杆轴线垂直于表架工作台,在测头与工作台之间放置量块,调整表架使测微仪位于2/3行程位置且测头触及量块中心,提升测微仪测杆重复测量9次,以测微仪读数最大值与最小值之差除以3作为校准结果。7.4 示值误差范围7.4.1 测长装置法测长装置法适用于准确度级别为0.1m级1 0m级测微仪示值误差范围的校准。将测微仪及测长装置同轴安装,将测长装置材料温度传感器贴于测微仪壳体表面并在测长装置中输入测微仪光栅尺线膨胀系数进行温度补偿。移动测长装置使测微仪至距最大量程约0.1mm处,测微仪和测长装置置零后,以约为测微仪1/1 0行程的间隔进行测量。记录测微仪和测长装置各点示值。各点示值误差的计算见公式(1)。Ei=Gi-Li(1)式中:Ei 第i点示值误差,mm;Gi 第i点测微仪示值,mm;Li 第i点测长装置示值,mm。分别在Ei中最大值Em a x与最小值Em i n的对应测微仪示值点Gm a x与Gm i n加密测量,测长装置的对应示值分别为Lm a x与Lm i n。移动测长装置使测微仪示值为Gm a x-1 0m,记录测微仪示值Gi和测长装置示值5J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局Li,然后向测长装置示值增加的方向移动测长装置,每次移动约2m后记录测微仪示值Gi和测长装置示值Li,共移动1 0次;然后移动测长装置至测微仪示值为Gm i n-1 0m,记录测微仪示值Gi和测长装置示值Li,然后向测微仪示值增加的方向移动测长装置,每次移动约2m后记录测微仪示值Gi和测长装置示值Li,共移动1 0次;各点示值误差的计算见公式(1)。取各点示值误差中最大值与最小值之差作为示值误差范围校准结果,示值误差范围的计算见公式(2)。E=Em a x-Em i n=Gm a x-Lm a x-(Gm i n-Lm i n)=G-L(2)式中:E 示值误差范围,mm;G 示值误差最大值点及最小值点对应测微仪示值之差,mm;L 示值误差最大值点及最小值点对应测长装置示值之差,mm。7.4.2 量块-测微仪检定器组合法量块-测微仪检定器组合法适用于准确度级别为2m级1 0m级测微仪示值误差范围的校准。将测微仪安装在分度值为0.2m的斜块螺旋副式测微仪检定器(以下简称检定器)上,转动检定器微分筒使检定器示值为其量程中间位置(零位),在检定器工作台面上放置零位量块(1mm量块),调整表架使测微仪位于距最大量程约0.1mm处且测微仪测头位于量块中心,测微仪置零。取下零位量块并依次在检定器工作台面上放置不同尺寸的量块并记录测微仪示值(按测微仪行程等间隔分布受检点,受检点不应少于5个),测微仪各测点示值误差计算见公式(3)。Ei=Gi-(Li-L0)(3)式中:Ei 第i测点示值误差,mm;Gi 第i测点测微仪示值,mm;Li 第i测点量块的实际尺寸,mm;L0 零位量块的实际尺寸,mm。分别在Ei中最大值Em a x与最小值Em i n的对应测微仪示值点Gm a x与Gm i n加密测量,量块的对应尺寸(不含零位量块)分别为Lm a x与Lm i n。在检定器工作台面上放置Lm a x尺寸量块,转动检定器微分筒使检定器示值(相对于零位)为-1 0m,记录测微仪示值Gi及检定器示值Mi,然后向检定器示值增加的方向转动检定器微分筒,每次使检定器示值增加2m并记录测微仪示值Gi及检定器示值Mi,直至检定器示值为+1 0m;取下Lm a x尺寸量块并在检定器工作台面上放置Lm i n尺寸量块,转动检定器微分筒使检定器示值(相对于零位)为-1 0m,记录测微仪示值Gi及检定器示值Mi,然后向检定器示值增加的方向转动检定器微分筒,每次使检定器示值增加2m并记录测微仪示值Gi及检定器示值Mi,直至检定器示值为+1 0m。测微仪各测点示值误差的计算见公式(4)。Ei=Gi-(Li-L0)-Mi(4)6J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局式中:Ei 第i测点示值误差,mm;Gi 第i测点测微仪示值,mm;Li 第i测点量块的实际尺寸,mm;L0 零位量块的实际尺寸,mm;Mi 第i测点检定器示值,mm。取各点示值误差中最大值与最小值之差作为示值误差范围校准结果,示值误差范围的计算见公式(5)。E=Em a x-Em i n=Gm a x-(Lm a x-L0)-Mm a x-Gm i n-(Lm i n-L0)-Mm i n=G-L-M(5)式中:E 示值误差范围,mm;G 示值误差最大值点及最小值点对应测微仪示值之差,mm;L 示值误差最大值点及最小值点对应量块尺寸之差,mm;M 示值误差最大值点及最小值点对应检定器示值之差,mm。7.4.3 量块测量法量块测量法适用于准确度级别为0.2m级1 0m级测微仪示值误差范围的校准。将测微仪安装在刚性表架上,使测微仪测杆轴线垂直于表架工作台,在表架工作台面上放置零位量块(1mm量块),调整表架使测微仪至距最大量程约0.1mm处且测微仪测头触及量块中心,测微仪置零。依次在零位量块上研合不同尺寸的量块并记录测微仪示值(按测微仪行程等间隔分布受检点,受检点不应少于5个),测微仪各测点示值误差的计算见公式(6)。Ei=Gi-Li(6)式中:Ei 第i测点示值误差,mm;Gi 第i测点测微仪示值,mm;Li 第i测点量块的实际尺寸(不含零位量块),mm。分别在Ei中最大值Em a x与最小值Em i n的对应测微仪示值点Gm a x与Gm i n加密测量,量块的对应尺寸(不含零位量块)分别为Lm a x与Lm i n。仅放置Lm a x尺寸量块(不放置零位量块),再在该量块上分别研合0.9 9 2 mm,0.9 9 4mm,0.9 9 6 mm,0.9 9 8 mm,1 mm,1.0 0 2 mm,1.0 0 4 mm,1.0 0 6 mm,1.0 0 8mm,1.0 1mm量块并记录测微仪示值;取下所有量块并放置Lm i n尺寸量块,再在该量块上分别研合0.9 9 2mm,0.9 9 4mm,0.9 9 6mm,0.9 9 8mm,1mm,1.0 0 2mm,1.0 0 4mm,1.0 0 6mm,1.0 0 8mm,1.0 1mm量块并记录测微仪示值;各点示值误差的计算见公式(7)。Ei=Gi-(Li-L0)(7)7J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局式中:Ei 第i测点示值误差,mm;Gi 第i测点测微仪示值,mm;Li 第i测点量块的实际尺寸,mm;L0 零位量块的实际尺寸,mm。取各点示值误差中最大值与最小值之差作为示值误差范围校准结果,示值误差范围的计算见公式(8)。E=Em a x-Em i n=Gi-(Li-L0)=Gm a x-(Lm a x-L0)-Gm i n-(Lm i n-L0)=G-L(8)式中:E 示值误差范围,mm;G 示值误差最大值点及最小值点对应测微仪示值之差,mm;L 示值误差最大值点及最小值点对应量块尺寸之差,mm。7.5 漂移将测微仪安装在刚性表架上,使测微仪测杆轴线垂直于带筋工作台,将测微仪测杆压缩至测微仪1/3行程左右位置且测微仪测头触及带筋工作台筋条中心,开机1 5m i n后每1 0m i n记录一次测微仪示值,取1h内测微仪示值最大值与最小值之差作为校准结果。8 校准结果表达经校准的测微仪出具校准证书。校准证书的内页格式和信息见附录D。9 复校时间间隔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。8J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局附录A示值误差范围校准不确定度评定(测长装置法)A.1 测量方法测微仪示值误差范围是用测长装置进行直接测量而得。下面以分辨力为0.0 1m、行程为1 0mm、准确度级别为0.1m级的测微仪为例进行测量不确定度评定。A.2 测量模型由测微仪的示值误差范围公式E=G-L,得E=Gd-Ld+GdGTG-LdLTL+S(A.1)式中:E 测微仪示值误差范围,mm;Gd 测微仪2 0条件下的示值误差最大值点及最小值点对应示值之差,mm;Ld 测长装置2 0条件下的示值误差最大值点及最小值点对应示值之差,mm;G 测微仪光栅尺线膨胀系数,-1;L 激光线膨胀系数,-1;TG 测微仪温度与参考温度(2 0)之差,;TL 测长装置温度与参考温度(2 0)之差,;S 测微仪轴线与测长装置轴线间距,mm;测长装置工作台移动角晃动,r a d。A.3 不确定度来源不确定度来源包括测微仪重复性或分辨力引起的不确定度分量u(Gd)、测长装置的示值误差引起的不确定度分量u(Ld)、测长装置材料温度传感器测量误差引起的不确定度分量u(TG)、测微仪光栅尺线膨胀系数设置误差引起入的不确定度分量u(G)、校准室温度变化引起入的不确定度分量u(TL)及测长装置工作台移动角晃动引起入的不确定度分量u()。A.4 不确定度传播公式由于各分量彼此独立,所以合成标准不确定度的计算公式为(A.2):uc=c2(Gd)u2(Gd)+c2(Ld)u2(Ld)+c2(TG)u2(TG)+c2(G)u2(G)+c2(TL)u2(TL)+c2()u2()(A.2)式中,灵敏系数:c(Gd)=EGd=1+GTG1c(Ld)=ELd=-1-LTL-1c(TG)=ETG=GdGc(G)=EG=GdTG9J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局c(TL)=ETL=-LdLc()=E=SA.5 标准不确定度分量评定A.5.1 测微仪重复性或分辨力引入的标准不确定度u(Gd)A.5.1.1 测微仪重复性引起的标准不确定度u(Gd1)依据校准规范,0.1m级测微仪重复性0.0 1 0m,则:u(Gd1)=0.0 1 0mA.5.1.2 分辨力引入的标准不确定度u(Gd2)分辨力为0.0 1m的 测 微仪,区 间 半 宽 度 为0.0 0 5m,服 从 均 匀 分 布,k=3,则u(Gd2)=0.0 0 5m/3=0.0 0 3m重复性引入的标准不确定度分量u(Gd1)和分辨力引入的标准不确定度分量u(Gd2),取结果较大者,即u(Gd)=u(Gd1)=0.0 1 0mA.5.2 测长装置示值误差引起的标准不确定度u(Ld)0.1m级测微仪采用最大允许误差为(0.0 3m+0.51 0-6L)的测长装置进行校准,服从均匀分布,被校测微仪行程为1 0mm,则u(Ld)=(0.0 3m+0.51 0-61 0mm)/3=0.0 2 0mA.5.3 测长装置材料温度传感器测量误差引起的标准不确定度u(TG)实际测量时采用测长装置材料温度传感器测量测微仪温度,并根据测微仪光栅尺线膨胀系数进行温度补偿,测长装置材料温度传感器测量误差为0.1,服从均匀分布,则u(TG)=0.1/3=0.0 5 8测微仪光栅尺材料为F6玻璃,其线膨胀系数G=1 01 0-6-1,被校测微仪行程Gd=1 0mm,则GdGu(TG)=1 0mm1 01 0-6-10.0 5 8=0.0 0 6mA.5.4 测微仪光栅尺线膨胀系数设置误差引起的标准不确定度u(G)在用测长装置测量测微仪示值误差时,需要在测长装置中置入测微仪光栅尺线膨胀系数进行温度补偿,测微仪光栅尺线膨胀系数为(0 1)1 0-6-1,若按0 1 0-6-1进行设置,则光栅尺线膨胀系数设置值与实际值之差不超过11 0-6-1,服从均匀分布,则u(G)=11 0-6-1/3=0.5 81 0-6-10.1m级测微仪校准室温度为2 00.2,即测微仪温度与参考温度(2 0)之差TG=0.2,被校测微仪行程Gd=1 0mm,则c(G)u(G)=GdTGu(G)=1 0mm0.20.5 81 0-6-1=0.0 0 1m01J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局A.5.5 校准室温度变化引起的标准不确定度u(TL)0.1m级测微仪校准室温度变化不超过0.1/h,服从均匀分布,则u(TL)=0.1/3=0.0 5 8采用测长装置校准测微仪示值误差时,测微仪温度由测长装置材料温度传感器实时测量并根据测微仪光栅尺线膨胀系数进行温度补偿,所以校准室温度变化仅影响激光波长,激光 线 膨 胀 系 数L=0.9 31 0-6-1,被 校 测 微 仪 行 程1 0 mm,即Ld=1 0mm,则c(TL)u(TL)=LdLu(TL)=1 0mm0.9 31 0-6-10.0 5 8=0.0 0 1mA.5.6 测长装置工作台移动角晃动引起的标准不确定度u()0.1m级测微仪校准用测长装置工作台移动角晃动不超过2.41 0-5r a d(5),服从均匀分布,则u()=2.41 0-5/3=1.41 0-5在进行示值误差校准时需要将测微仪与测长装置同轴安装,测微仪轴线与测长装置轴线间距S=0.5mm,则c()u()=Su()=0.5mm1.41 0-5=0.0 0 7mA.6 标准不确定度分量一览表标准不确定度分量一览表见表A.1。表A.1 标准不确定度分量一览表不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度值u(xi)ci输出量标准不确定度分量ciu(xi)测微仪重复性或分辨力u(Gd)u(Gd1)0.0 1 0mu(Gd2)0.0 0 3m0.0 1 0m10.0 1 0m(取较大者)测长装置的示值误差u(Ld)0.0 2 0m-10.0 2 0m测长装置材料温度传感器测量误差u(TG)0.0 5 8GdG=1 01 031 01 0-6m-10.0 0 6m测微仪光栅尺线膨胀系数设置误差u(G)0.5 81 0-6-1GdTG=1 01 030.2m 0.0 0 1m校准室温度变化u(TL)0.0 5 8LdL=1 01 030.9 31 0-6m-10.0 0 1m测长装置工作台移动角晃动u()1.41 0-5S=0.51 03m0.0 0 7m11J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局A.7 合成标准不确定度uc=c2(Gd)u2(Gd)+c2(Ld)u2(Ld)+c2(TG)u2(TG)+c2(G)u2(G)+c2(TL)u2(TL)+c2()u2()=u2(Gd)+u2(Ld)+(GdG)2u2(TG)+(GdTG)2u2(G)+(LdL)2u2(TL)+S2u2()=0.0 1 02+0.0 2 02+0.0 0 62+0.0 0 12+0.0 0 12+0.0 0 72m=0.0 2 4mA.8 扩展不确定度取包含因子k=2,则U=kuc=20.0 2 4m=0.0 4 8m21J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局附录B示值误差范围校准不确定度评定(量块-测微仪检定器组合法)B.1 测量方法测微仪示值误差范围是用量块-测微仪检定器组合进行测量而得。下面以分辨力为0.2m、行程为1 0 0mm、准确度级别为2m级的测微仪为例进行测量不确定度评定。B.2 测量模型由测微仪的示值误差范围公式E=G-L-M,得E=Gd-Ld-Md+GdGTG-LdLTL(B.1)式中:E 测微仪示值误差范围,mm;Gd 测微仪2 0条件下时示值误差最大值点及最小值点对应示值之差,mm;Ld 量块2 0条件下时示值误差最大值点及最小值点对应量块尺寸之差,mm;Md 测微仪检定器2 0 条件下的示值误差最大值点及最小值点对应示值之差,mm;G 测微仪光栅尺线膨胀系数,-1;L 量块的线膨胀系数,-1;TG 测微仪温度与参考温度(2 0)之差,;TL 量块温度与参考温度(2 0)之差,。B.3 不确定度来源不确定度来源包括测微仪重复性或分辨力引起的不确定度u(Gd)、量块长度偏差引起的不确定度u(Ld)、测微仪检定器示值误差引起的不确定度u(Md)、测微仪和量块线膨胀系数差引起的不确定度u()及校准室温度变化引起的不确定度u(T)。B.4 不确定度传播公式为便于合成标准不确定时计算,令T=TG-TL;=G-L因GL,TGTL,由公式(B.1)得:E=Gd-Ld-Md+GdTG+LdLT(B.2)由于各分量彼此独立,所以合成标准不确定度的计算公式为(B.3):uc=c2(Gd)u2(Gd)+c2(Ld)u2(Ld)+c2(Md)u2(Md)+c2()u2()+c2(T)u2(T)(B.3)式中,灵敏系数为:c(Gd)=EGd=1+TG1c(Ld)=ELd=-1+LT-1c(Md)=EMd=-131J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局c()=E=GdTGc(T)=ET=LdLB.5 标准不确定度分量评定B.5.1 测微仪重复性或分辨力引入的标准不确定度u(Gd)B.5.1.1 测微仪重复性引起的标准不确定度u(Gd1)依据校准规范,2m级测微仪重复性0.2 0m,则u(Gd1)=0.2 0mB.5.1.2 分辨力引入的标准不确定度u(Gd2)分辨力为0.2m的测微仪,区间半宽度为0.1m,服从均匀分布,k=3,则u(Gd2)=0.1m/3=0.0 6m重复性引入的标准不确定度分量u(Gd1)和分辨力引入的标准不确定度分量u(Gd2),取结果较大者,即u(Gd)=u(Gd1)=0.2 0mB.5.2 量块长度偏差引入的标准不确定度u(Ld)对于行程为1 0 0mm的2m级测微仪,采用四等量块进行校准,四等量块长度测量不确定度U=0.2m+2 1 0-6L,包含因子k=2.7,校准用量块最大长度为1 0 0mm,对零量块长度为1mm,则u(Ld)=(0.2m+2 1 0-6 1 0 0mm)2+(0.2m+2 1 0-6 1mm)2/2.7=0.1 7mB.5.3 测微仪检定器示值误差引起的标准不确定度u(Md)分度值为0.2m的测微仪检定器,其1 0m范围内示值误差为0.2 5m,服从均匀分布,则u(Md)=0.2 5m/3=0.1 4mB.5.4 测微仪和量块线膨胀系数差引入的标准不确度u()测微仪光栅尺材料为F6玻璃,其线膨胀系数为(1 01)1 0-6-1,钢质量块的线膨胀系数(1 1.51)1 0-6-1,则的界限不超过3.51 0-6-1,服从梯形分布,k=6,则u()=3.51 0-6-1/6=1.41 0-6-12m级测微仪校准室温度为2 01,即测微仪温度与参考温度(2 0)之差TG=1,被校测微仪行程Gd=1 0 0mm,则GdTGu()=1 0 0mm11.41 0-6-1=0.1 4mB.5.5 校准室温度变化引入的标准不确定度u(T)校准室温度变化将引起测微仪与量块间存在温度差异,由于测量微仪和量块近距离放置,所以测微仪与量块间的温度差异将远小于校准室温度变化量。2m级测微仪校准室温度变化不超过0.5/h,估计引起的测微仪与量块间的温度差异不超过校准室温度变化量的一半,即0.2 5,服从均匀分布,则41J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局u(T)=0.2 5/3=0.1 4测微仪与量块间的温度差异对示值误差校准结果影响与线膨胀系数相关,取量块线膨胀系数L=1 1.51 0-6-1,量块尺寸Ld=1 0 0mm,则LdLu(T)=1 0 0mm1 1.51 0-6-10.1 4=0.1 6mB.6 标准不确定度分量一览表标准不确定度分量一览表见表B.1。表B.1 标准不确定度分量一览表不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度值u(xi)ci输出量标准不确定度分量ciu(xi)测微仪重复性或分辨力u(Gd)u(Gd1)0.2 0mu(Gd2)0.0 6m0.2 0m10.2 0m(取较大者)量块长度偏差u(Ld)0.1 7m-10.1 7m测微仪检定器示值误差u(Md)0.1 4m-10.1 4m测微仪和量块线膨胀系数差u()1.41 0-6-1GdTG=1 0 01 031m 0.1 4m校准室温度变化u(T)0.1 4LdL=1 0 01 031 1.51 0-6m-10.1 6mB.7 合成标准不确定度uc=c2(Gd)u2(Gd)+c2(Ld)u2(Ld)+c2(Md)u2(Md)+c2()u2()+c2(T)u2(T)=u2(Gd)+u2(Ld)+u2(Md)+(GdTG)2u2()+(LdL)2u2(T)=0.2 02+0.1 72+0.1 42+0.1 42+0.1 62m=0.3 7mB.8 扩展不确定度取包含因子k=2,则U=kuc=20.3 7m=0.7 4m51J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局附录C示值误差范围校准不确定度评定(量块测量法)C.1 测量方法测微仪示值误差范围是用量块直接测量而得。下面以分辨力为0.0 2m、行程为5 0mm、准确度级别为0.5m级的测微仪为例进行测量不确定度评定。C.2 测量模型由测微仪的示值误差范围公式E=G-L,得E=Gd-Ld+GdGTG-LdLTL(C.1)式中:E 测微仪示值误差范围,mm;Gd 测微仪2 0条件下时示值误差最大值点及最小值点对应示值之差,mm;Ld 量块2 0条件下时示值误差最大值点及最小值点对应量块尺寸之差,mm;G 测微仪光栅尺线膨胀系数,-1;L 量块的线膨胀系数,-1;TG 测微仪温度与参考温度(2 0)之差,;TL 量块温度与参考温度(2 0)之差,。C.3 不确定度来源不确定度来源包括测微仪重复性或分辨力引起的不确定度u(Gd)、量块长度偏差引起的不确定度u(Ld)、测微仪和量块线膨胀系数差引起的不确定度u()及校准室温度变化引起的不确定度u(T)。C.4 不确定度传播公式为便于合成标准不确定时计算,令T=TG-TL;=G-L因GL,TGTL,由公式(C.1)得:E=Gd-Ld+GdTG+LdLT(C.2)由于各分量彼此独立,所以合成标准不确定度的计算公式为(C.3):uc=c2(Gd)u2(Gd)+c2(Ld)u2(Ld)+c2()u2()+c2(T)u2(T)(C.3)式中,灵敏系数为:c(Gd)=EGd=1+TG1c(Ld)=ELd=-1+LT-1c()=E=GdTGc(T)=ET=LdL61J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局C.5 标准不确定度分量评定C.5.1 测微仪重复性或分辨力引入的标准不确定度u(Gd)C.5.1.1 测微仪重复性引起的标准不确定度u(Gd1)依据校准规范,0.5m级测微仪重复性0.0 5 0m,则u(Gd1)=0.0 5 0mC.5.1.2 分辨力引入的标准不确定度u(Gd2)分辨力为0.0 2m的测微仪,区间半宽度为0.0 1m,服从均匀分布,k=3,则u(Gd2)=0.0 1m/3=0.0 0 6m重复性引入的标准不确定度分量u(Gd1)和分辨力引入的标准不确定度分量u(Gd2),取结果较大者,即u(Gd)=u(Gd1)=0.0 5 0mC.5.2 量块长度偏差引入的标准不确定度u(Ld)对于行程为5 0mm的0.5m级测微仪,采用二等量块进行校准,二等量块长度测量不确定度U=0.0 5m+0.51 0-6L,包含因子k=2.7,校准用量块最大长度为5 0mm,对零量块长度为1mm,加密测量用量块长度为1mm,则u(Ld)=(0.0 5m+0.51 0-65 0 mm)2+2(0.0 5m+0.51 0-61mm)2/2.7=0.0 3 8mC.5.3 测微仪和量块线膨胀系数差引入的标准不确度u()测微仪光栅尺材料为F6玻璃,其线膨胀系数为(1 01)1 0-6-1,钢质量块的线膨胀系数(1 1.51)1 0-6-1,则的界限不超过3.51 0-6-1,服从梯形分布,k=6,则u()=3.51 0-6-1/6=1.41 0-6-10.5m级测微仪校准室温度为2 00.5,即测微仪温度与参考温度(2 0)之差TG=0.5,被校测微仪行程Gd=5 0mm,则GdTGu()=5 0mm0.51.41 0-6-1=0.0 3 5mC.5.4 校准室温度变化引入的标准不确定度u(T)校准室温度变化将引起测微仪与量块间存在温度差异,由于测量微仪和量块近距离放置,所以测微仪与量块间的温度差异将远小于校准室温度变化量。0.5m级测微仪校准室温度变化不超过0.2/h,估计引起的测微仪与量块间的温度差异不超过校准室温度变化量的一半,即0.1,服从均匀分布,则u(T)=0.1/3=0.0 5 8测微仪与量块间的温度差异对示值误差校准结果影响与线膨胀系数相关,取量块线膨胀系数L=1 1.51 0-6-1,量块尺寸Ld=5 0mm,则LdLu(T)=5 0mm1 1.51 0-6-10.0 5 8=0.0 3 3mC.6 标准不确定度分量一览表标准不确定度分量一览表见表C.1。71J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局表C.1 标准不确定度分量一览表不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度值u(xi)ci输出量标准不确定度分量ciu(xi)测微仪重复性或分辨力u(Gd)u(Gd1)0.0 5 0mu(Gd2)0.0 0 6m0.0 5 0m10.0 5 0m(取最大者)量块长度偏差u(Ld)0.0 3 8m-10.0 3 8m测微仪和量块线膨胀系数差u()1.41 0-6-1GdTG=5 01 030.5m 0.0 3 5m校准室温度变化u(T)0.0 5 8LdL=5 01 031 1.51 0-6m-10.0 3 3mC.7 合成标准不确定度uc=c2(Gd)u2(Gd)+c2(Ld)u2(Ld)+c2()u2()+c2(T)u2(T)=u2(Gd)+u2(Ld)+(GdTG)2u2()+(LdL)2u2(T)=0.0 5 02+0.0 3 82+0.0 3 52+0.0 3 32m=0.0 7 9mC.8 扩展不确定度取包含因子k=2,则U=kuc=20.0 7 9m=0.1 5 8m81J J F1 6 8 22 0 1 7市场监管总局市场监管总局附录D校准证书内容及内页格式D.1 校准证书内容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)客户的名称和地址;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受日期;h)如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;i)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经实验室书面批准,不得部分复制证