JJG 63-2007 刀口形直尺-（高清正版）.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G6 32 0 0 7刀口形直尺S t r a i g h tE d g e 2 0 0 7-0 2-2 8发布2 0 0 7-0 8-2 8实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布刀口形直尺检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fS t r a i g h tE d geJ J G6 32 0 0 7代替J J G6 31 9 9 4 本规程经国家质量监督检验检疫总局2 0 0 7年2月2 8日批准,并自2 0 0 7年8月2 8日起施行。归口单位:全国几何量工程参量计量技术委员会 起草单位:北京市计量检测科学研究院 本规程委托全国几何量工程参量计量技术委员会负责解释J J G6 32 0 0 7 本规程起草人:马桂茹(北京市计量检测科学研究院)吴 迅(北京市计量检测科学研究院)J J G6 32 0 0 7目 录1 范围(1)2 引用文献(1)3 概述(1)4 计量性能要求(2)5 通用技术要求(2)5.1 外观(2)5.2 表面质量(2)6 计量器具控制(2)6.1 检定条件(2)6.2 检定项目(2)6.3 检定方法(3)6.4 检定结果的处理(4)6.5 检定周期(4)附录A 刀口尺工作棱边直线度测量结果不确定度评定(5)附录B 检定证书和检定结果通知书(内页)格式(1 3)J J G6 32 0 0 7刀口形直尺检定规程1 范围本规程适用于刀口形直尺的首次检定、后续检定和使用中检验。2 引用文献本规程引用下列文献:J J F1 0 0 11 9 9 8 通用计量术语及定义J J F1 0 5 91 9 9 9 测量不确定度评定与表示J J F1 0 9 42 0 0 2 测量仪器特性评定技术规范J J F1 1 3 02 0 0 5 几何量测量设备校准中的不确定度评定指南G B/T6 0 9 12 0 0 4 刀口形直尺I S O/T S1 4 2 5 3-2:1 9 9 9 G e o m e t r i c a lp r o d u c ts p e c i f i c a t i o n s(G P S)I n s p e c t i o nb ym e a s u r e m e n to fw o r k p i e c e sa n dm e a s u r i n ge q u i p m e n tP a r t 2:G u i d e t o t h ee s t i m a t i o no fu n c e r t a i n t y i nG P Sm e a s u r e m e n t,i nc a l i b r a t i o no fm e a s u r i n ge q u i p m e n t a n d i np r o d u c t v e r i f i c a t i o n(产品几何量技术规范(G P S)工件与测量设备的测量检验 第2部分:测量设备校准和产品检验中G P S测量的不确定度评定指南)使用本规程时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 概述刀口形直尺是以其工作棱边直线度为标准,利用光隙法比较测量被测件直线度或平面度的量具,其型式、结构形状示意简图和工作棱边的长度见表1。表1 刀口形直尺的型式、结构形状示意简图和工作棱边长度型 式简 图工作棱边长度(mm)刀口尺7 5、1 2 5、1 7 5、2 0 0、2 2 5、3 0 0、4 0 0、5 0 0三棱尺1 7 5、2 0 0、2 2 5、3 0 0、5 0 0四棱尺1 2 5、1 7 5、2 0 0、2 2 5、3 0 0、4 0 0、5 0 01J J G6 32 0 0 74 计量性能要求刀口形直尺的工作棱边直线度最大允许误差见表2。表2 刀口形直尺的工作棱边直线度最大允许误差工作棱边长度L/mm7 51 2 51 7 52 0 02 2 53 0 04 0 05 0 0直线度量大允许误差MP ES/m1.01.01.02.02.03.03.04.05 通用技术要求5.1 外观5.1.1 刀口形直尺应标有尺寸规格、制造厂名(或商标)及出厂编号等。5.1.2 刀口尺应装有绝热护板,三棱尺、四棱尺应带有手柄。5.2 表面质量5.2.1 刀口形直尺的工作棱边以及与其相连接的表面应无锈蚀、碰伤、裂痕及影响计量性能的其他缺陷。5.2.2 刀口形直尺应无磁。6 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。6.1 检定条件6.1.1 环境条件6.1.1.1 检定室温度:(2 05)。6.1.1.2 刀口形直尺在检定室内温度平衡时间不少于2 h。6.1.2 检定设备主要检定设备见表3。6.2 检定项目检定项目见表3。表3 检定项目、主要检定设备序 号检定项目主要检定设备首次检定后续检定使用中检验1外观-+2表面质量-+3工作棱边直线度 研 磨 面 平 尺、三 等 量 块、8 0 mm二级平晶、3 0 mm直线度0.3m的刀口尺+-注:表中“+”表示应检项目;“-”表示可不检项目。2J J G6 32 0 0 76.3 检定方法6.3.1 外观及表面质量目力观察。6.3.2 工作棱边直线度用有效长度不小于刀口形直尺工作棱边长度的研磨面平尺,以间隙法测量刀口形直尺工作棱边直线度。1 7 5 mm及其以下的刀口尺用直接法测量,1 7 5 mm以上刀口形直尺用比较法测量。刀口形直尺工作棱边直线度测量装置如图1所示。图1 刀口形直尺测量装置1研磨面平尺;2被测刀口尺;3毛玻璃;4灯光箱;5日光灯管;6平台;7支承块 根据被测刀口形直尺工作棱边长度选择研磨面平尺长度。将研磨面平尺用等高块支承,支承位置为距研磨面平尺两端2/9长度处。灯光箱位于研磨面平尺后方。测量时,将被测刀口形直尺与研磨面平尺工作面轻轻接触,在不加压力的情况下,以刀口形直尺工作棱边为轴线,前后摆动约1 5,同时仔细观察其工作棱边与研磨面平尺工作面之间的透光间隙大小。测量1 7 5 mm及其以下的刀口形直尺时,观察透光间隙,如无可见光隙或有可见蓝光,其工作棱边直线度不大于1m;否则工作棱边直线度大于1m。测量1 7 5 mm以上刀口形直尺时,以透光间隙的最大间隙作为测量结果,其值可用与标准间隙比较的方法确定。在测量结果不确定度满足1/3直线度要求的情况下,允许采用其他方法测量。对于工作棱边长度在3 0 0 mm及其以上的刀口尺,测量时,手持刀口尺位置应在距两端2/9长度处,并支撑刀口尺的大部分重量。标准间隙由8 0 mm二级平晶、三等量块和3 0 mm内直线度不大于0.3m的刀口尺组成,如图2所示。图2 标准间隙组成示意图1量块;2刀口尺;3标准间隙;4平晶3J J G6 32 0 0 7组成标准间隙所用的三等量块尺寸见表4。表4 标准间隙和对应的量块尺寸标准间隙(m)1.02.03.04.0量块尺寸(mm)1.0 11.0 0 91.0 0 81.0 0 71.0 0 61.0 1注:在保证标准间隙测量不确定度的情况下,允许使用其他尺寸的量块。6.4 检定结果的处理经检定符合本规程要求的刀口形直尺发给检定证书。不符合本规程要求的,发给检定结果通知书,并注明不合格项目。6.5 检定周期刀口形直尺的检定周期为1年。4J J G6 32 0 0 7附录A刀口尺工作棱边直线度测量结果不确定度评定A.1 概述通过对典型刀口尺工作棱边直线度测量结果的不确定度概算,根据J J F1 1 3 02 0 0 5 几何量测量设备校准中的不确定度评定指南中目标不确定度合格判据UUT,确认本规程提出的刀口形直尺工作棱边直线度的技术要求、测量原理、测量条件、测量方法和测量程序的科学性、经济性及可行性。A.2 任务和目标不确定度A.2.1 测量任务用本规程确认的技术要求、测量原理、测量条件、测量方法和测量程序,测量7 5 mm、2 2 5 mm和5 0 0 mm刀口尺工作棱边直线度。A.2.2 目标不确定度UT根据J J F1 0 9 42 0 0 2 测量仪器特性评定技术规范中5.3.1.4的规定,评定刀口尺工作棱边直线度的扩展不确定度U(k=2)与其最大允许误差的绝对值MP E V之比,应小于或等于13,即U13MP E V(A.1)由式(A.1)可以得到与规程技术要求相对应的目标不确定度UT(见表A.1)。表A.1 目标不确定度UT刀口形直尺规格L/mm直线度最大允许误差MP ES/m目标不确定度UT/m7 51.00.3 32 2 52.00.6 75 0 04.01.3 3A.3 原理、方法、程序和条件A.3.1 测量原理接触式,直接测量或与已知标准间隙比较测量。A.3.2 测量方法在灯光箱前,以有效长度不小于被测刀口尺工作棱边长度的研磨面平尺工作面直线度为标准,直接测量或与标准间隙比较测量刀口尺工作棱边直线度。A.3.3 测量程序 用有效长度不小于刀口尺工作棱边长度的研磨面平尺做标准器;用8 0 mm二级平晶、三等量块和3 0 mm内直线度不大于0.3m的刀口尺组成标准间隙;用日光灯加毛玻璃组成的灯箱做光源;5J J G6 32 0 0 7 将刀口尺放置在测量装置上测量刀口尺工作棱边直线度;测量时研磨面平尺用等高块支承,支承位置距研磨面平尺两端2/9长度处;测量时刀口尺垂直于研磨面平尺工作面,且不施加外力,前后轻摆约1 5;对于5 0 0 mm的刀口尺,测量时,其手持位置应在距两端2/9长度处。A.3.4 测量条件 研磨面平尺经检定符合J J G7 4 02 0 0 5 研磨面平尺的要求;8 0 mm平晶经检定符合J J G2 82 0 0 0 平晶中二级平晶的要求;量块经检定符合J J G1 4 62 0 0 3 量块中三等量块要求;经测量组成标准间隙的两块1 mm量块的实际尺寸差小于0.1m;检定室温度:(2 05);研磨面平尺放置在检定室内的温度平衡时间不少于1 0 h;刀口形直尺在检定室内温度平衡的时间不少于2 h;平晶、量块在检定室内的温度平衡时间不少于1 0 h;平晶的制造材料是K9光学玻璃,研磨面平尺是钢制的;操作人员是经过培训的,并且十分熟悉测量过程。A.4 测量装置测量装置示意图见图A.1。图A.1 测量装置示意图1研磨面平尺;2被测刀口尺;3毛玻璃;4灯光箱;5日光灯管;6平台;7支承块 A.5 数学模型由测量原理得到数学模型如下:L=D+p c+b z+f b+c d+w b+p b式中:L 直线度误差;D 直线度真值;p c 研磨面平尺直线度;b z 标准间隙误差;f b 分辨误差;c b 表面粗糙度;w b 温度引起的误差;p b 平尺变形引起的误差。6J J G6 32 0 0 7A.6 不确定度来源及其说明不确定度来源及其说明见表A.2。表A.2 刀口形直尺工作棱边直线度测量不确定度分量来源和说明序号符号不确定度分量名称说 明1up c研磨面平尺直线度 由于测量时刀口尺位置的不确定性,以研磨面平尺平面度作为其直线度的极限值。研磨面平尺长度L3 0 0 mm,平面度:0.1 5m;研磨面平尺长度L5 0 0 mm,平面度:0.5 0m。2ub zul kup juj d标准间隙量块 三等量块的测量不确定度U9 9=0.1m+1 1 0-6ln平晶平面度 平面度:0.0 5m(局部)刀口尺直线度 直线度:3 0 mm内0.3 0m3uf b分辨误差 由人眼分辨误差引起,其误差限0.2 0m4uc d表面粗糙度 刀口尺工作棱边和研磨面平尺的表面粗糙度对测量的影响5uw b温度 温度对平晶、研磨面平尺、量块和刀口尺的影响6up b研磨面平尺变形 研磨面平尺自重和刀口尺重量引起的研磨面平尺变形给测量带来的影响A.7 标准不确定度分量的说明及计算A.7.1 up c 研磨面平尺直线度B类评定研磨面平尺工作面的直线度是测量刀口形直尺工作棱边直线度的标准,由于在测量过程中刀口形直尺放置在研磨面平尺工作面上位置的不确定性,考虑到研磨面平尺工作面的直线度一定小于其平面度,取极限情况我们以研磨面平尺工作面的平面度作为其直线度的最大值。根据J J G7 4 02 0 0 5 研磨面平尺检定规程,研磨面平尺长度L3 0 0 mm,其工作面平面度最大允许误差a1=0.1 5m;研磨面平尺长度L5 0 0 mm,其工作面平面度最大允许误差a2=0.5 0m。保守估计为矩形分布,故取分布因子b=0.6,于是研磨面平尺直线度引入的不确定度分量up c为:研磨面平尺长度L3 3 0 mm,其工作面粗糙度Ra2=0.0 5m。即a7=0.0 2 5m,a8=0.0 5m,估计为矩形分布,取分布因子b=0.6,于是由研磨面平尺工作面表面粗糙度引入的不确定度分量uc d 2:研磨面平尺长度L3 3 0 mm,uc d 2=a7b=0.0 2 5m0.6=0.0 1 5m研磨面平尺长度L3 3 0 mm,uc d 2=a8b=0.0 5m0.6=0.0 3m表面粗糙度引起的不确定度分量uc d:上述二个不确定度分量uc d 1、uc d 2之间不具有相关性,由表面粗糙度引入的不确定度分量uc d:测量7 5 mm和2 2 5 mm刀口尺工作棱边直线度时:uc d=u2c d 1+u2c d 2=0.0 32+0.0 1 52m=0.0 3 4m测量5 0 0 mm刀口形直尺工作棱边直线度时:uc d=u2c d 1+u2c d 2=0.0 32+0.0 32m=0.0 4 2m与其他不确定度分量相比,其值较小可忽略不计,即uc d0。A.7.5 up b 研磨面平尺变形B类评定研磨面平尺的挠度变形会对测量结果产生影响。引起挠度变形的原因主要有两个,研磨面平尺自重和刀口形直尺自重。规程中规定研磨面平尺在测量时,两支承点置于研磨面平尺距其两端点29L处,我们认为此时产生的挠度变形最小,未对其予以修正。根据有关资料,常见结构的研磨面平尺其最大自重变形量及其不确定度分量up b 1=ab见表A.3。表中研磨面平尺的最大自重变形量a估计服从矩形分布,分布因子b=0.6。表A.3 研磨面平尺规格、最大自重变形量和不确定度分量up b 1研磨面平尺规格(L/mm)最大自重变形量(m)不确定度分量up b 1(m)2 0 00.0 0 30.0 0 1 83 3 00.0 0 70.0 0 4 25 1 00.0 2 00.0 1 2 0由表A.3可见,2 0 0 mm和3 3 0 mm研磨面平尺自重变形引起不确定度分量up b 1很小,与其他不确定度分量相比可忽略不计。同时由于7 5 mm和2 2 5 mm刀口形直尺的自重较轻,由其引起的研磨面平尺变形产生的不确定度分量up b 2很小,亦可忽略,故up b0。9J J G6 32 0 0 75 1 0 mm研磨面平尺自重变形引起不确定度分量up b 1很小,与其他不确定度分量相比可忽略不计。5 0 0 mm刀口尺的自重可能会使某些刚性不好的研磨面平尺变形,对测量结果会产生影响。测量时,手拿刀口尺绝热护板两端处,并支撑刀口尺的大部分重量,此时刀口尺自重对研磨面平尺的影响很小,可以忽略,故up b0。A.7.6 uw b 温度B类评定温度对测量结果的影响主要表现在对2 0的偏离。规程对温度的规定是(2 05),由于刀口尺与研磨平尺的材料接近,其线膨胀系数差较小,等温时间足够长,因此温度偏离2 0对测量结果的影响很小,可忽略不计。uw b0A.8 合成标准不确定度和扩展不确定度由于各不确定度分量之间不具有值得考虑的相关性,合成标准不确定度uc为:uc=u2p c+u2b z+u2f b+u2c d+u2w b+u2p b当L=7 5 mm时,直接读取直线度误差值,ub z=0uc=0.0 92+0+0.1 42+0+0+0m=0.1 6 6m当L=2 2 5 mm时,标准间隙比较法读取直线度误差值,ub z=0.1 9muc=0.0 92+0.1 92+0.1 42+0+0+0m=0.2 5m当L=5 0 0 mm时,标准间隙比较法读取直线度误差值,ub z=0.1 9muc=0.32+0.1 92+0.1 42+0+0+0m=0.3 8m取包含因子k=2,则扩展不确定度U:U=uck当L=7 5 mm时,U=0.1 6 6m2=0.3 3m当L=2 2 5 mm时,U=0.2 5m2=0.5 0m当L=5 0 0 mm时,U=0.3 8m2=0.7 6mA.9 不确定度概算汇总表不确定度概算汇总表见表A.4。表A.4 不确定度概算汇总分 量 名 称评定类型分布类型变化限a*影响量单位变化限a(m)相关系数分布因子b不确定度分量ux x(m)up c研磨面平尺平面度L3 0 0 mmL5 0 0 mmB矩形0.1 500.60.0 90.5 000.60.3 001J J G6 32 0 0 7表A.4(续)分 量 名 称评定类型分布类型变化限a*影响量单位变化限a(m)相关系数分布因子b不确定度分量ux x(m)ub z标准间隙B矩形00.60.1 9ul k量块证书正态00.0 6 7up j平晶平面度B矩形0.0 500.60.0 3uj d标准器直线度B矩形0.300.60.1 8uf b分辨误差BU形0.200.70.1 4uc d表面粗糙度B0.0 0up b研磨面平尺变形B0.0 0uw b温度变化B0.0 0合成标准不确定度ucL=7 5 mm0.1 6 6L=2 2 5 mm0.2 5L=5 0 0 mm0.3 8扩展不确定度U(包含因子k=2)L=7 5 mm0.3 3L=2 2 5 mm0.5 0L=5 0 0 mm0.7 6A.1 0 不确定度概算讨论测量不确定度概算表明:测量L=7 5 mm 刀口尺工作棱边直线度时,U=0.3 3m=UT=0.3 3m;测量L=2 2 5 mm 刀口尺工作棱边直线度时,U=0.5 0mUT=0.6 7m;测量L=5 0 0 mm 刀口尺工作棱边直线度时,U=0.7 6mUT=1.3 3m。目标不确定度合格判据UUT得到满足。在与国际通用测量方法基本保持一致的前提下,本规程规定的刀口尺工作棱边直线度的技术要求、测量原理、测量条件、测量方法和测量程序满足目标不确定度合格判据要求。概算中UUT表明规程规定的测量原理、测量条件、测量方法和测量程序,对于相应的技术要求来说,不仅科学而且还是非常经济的。对刀口尺工作棱边直线度测量而言,由于1 2 5 mm和1 7 5 mm刀口尺的测量原理、测量条件、测量方法和测量程序与7 5 mm刀口尺完全相同,因此它们具有相同的扩展不确定度U=0.3 3m,k=2;而2 0 0 mm刀口尺则与2 2 5 mm刀口尺的测量条件、测量方法和测量程序完全相同,因此其扩展不确定度也相同,U=0.5m,k=2。11J J G6 32 0 0 7A.1 1 不确定度评定报告通过对7 5 mm、2 2 5 mm和5 0 0 mm典型刀口尺工作棱边直线度测量结果的不确定度概算,得到:测量L=7 5 mm 刀口尺工作棱边直线度时,U=0.3 3m k=2;测量L=2 2 5 mm 刀口尺工作棱边直线度时,U=0.5 0m k=2;测量L=5 0 0 mm 刀口尺工作棱边直线度时,U=0.7 6m k=2。报告的扩展不确定度U是由标准不确定度乘以包含因子k=2得到的,它大致为正态分布,对应的置信概率约为9 7.5%。根据J J F 1 1 3 02 0 0 5 几 何 量 测 量 设 备 校 准 中 的 不 确 定 度 评 定 指 南 和J J F1 0 9 42 0 0 2 测量仪器特性评定技术规范,由L=7 5 mm U=0.3 3m=UT=0.3 3m;L=2 2 5 mm U=0.5 0mUT=0.6 7m;L=5 0 0 mm U=0.7 6mUT=1.3 3m。分别满足目标不确定度合格判据UUT和U13MP E V条件,确认:本规程提出的刀口形直尺工作棱边直线度的技术要求、测量原理、测量条件、测量方法和测量程序是科学的、经济的及可行的。21J J G6 32 0 0 7附录B检定证书和检定结果通知书(内页)格式B.1 检定证书内页格式检 定 结 果温度:湿度:%RH序 号主要检定项目检定结果1外观及表面质量2工作棱边直线度检定依据:J J G6 32 0 0 7 刀口形直尺国家计量检定规程B.2 检定结果通知书内页格式具体要求同A.1,并指出不合格项目。J J G6 32 0 0 7