计量标准技术报告（比较仪）

计量标准技术报告

计 量 标 准 名 称 检定测微比较仪量具标准器组 计量标准负责人 陈火军 建标单位名称(公章) 浙江五洲新春集团有限公司 填 写 日 期

目 录

一、建立计量标准的目的……………………………………………………（ ） 二、计量标准的工作原理及其组成…………………………………………（ 三、计量标准器及主要配套设备……………………………………………（ 四、计量标准的主要技术指标………………………………………………（ 五、环境条件…………………………………………………………………（ 六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………（ 七、计量标准的重复性试验…………………………………………………（ 八、计量标准的稳定性考核…………………………………………………（ 九、检定或校准结果的测量不确定度评定…………………………………（ 十、检定或校准结果的验证…………………………………………………（ 十一、结论……………………………………………………………………（ 十二、附加说明………………………………………………………………（

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） ） ） ） ） ） ） ） ） ） ） 一、建立计量标准的目的 随着我国社会主义建设的快速发展，在轴承加工过程中，需用到大量的扭簧表、杠杆表、千分表等各种计量仪表、计量器具，它们对保证产品质量和参数测量提供可靠数据，因而工厂都需修理、检定，根据企业实际需要，特建立计量标准。 二、计量标准的工作原理及其组成 工作原理：采用直接检定法即把比较仪夹到校验台上，当检定正向分度的示值误差时，以尺寸最小的一块对准零位，然后以递增的方式依次放入其他尺寸的量块并在比较仪上读数；当检定负向分度的示值误差时，以尺寸最小的一块量块对准零位，然后以递减的方式依次放入其他尺寸的量块，并在比较仪上读数。在每一受检点位置取3次读数的平均值作为该点得测得值ri，各受检点的示值误差：Si=（ΔLi—L0）μm。 式中：ri—受检点的测得值ΔLi与该点的标准值之差（μm）； ΔLi—受检点所用量块的尺寸偏差（μm）： ΔL0—对准零位时所用量块的尺寸偏差（μm）。 1、比较仪 2、量块 3、校验台

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三、计量标准器及主要配套设备 名 称 型 号 测量范围 不确定度 或准确度等级 或最大允许误差 制造厂及 出厂编号 检定或 校准机构 检定周 期或复 校间隔 计 量 标 准 器 量块 外径千分尺 表面粗糙度样板 主 要 配 套 设 备

1.20 1.10 1.08 1.05 1.02 1.005 1 7组 27块 CL—4型 -0.1~0.1 0.11μm 1级 哈量 绍兴技监局 1年 本公司 绍兴技监局 绍兴技监局 6个月 （25-50）mm Ra上量 潍坊 1728 嘉兴 2514 （0.025~6.3）μm (0~13)N MPE （+12~17）% 1年 通用量具 测力仪 1级 1年 3

四、计量标准的主要技术指标 测量范围：（-0.1~+0.1）mm； 不确定度：U95=0.17μm，K95=2 五、环境条件 序号 1 2 3 4 5 6

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项 目 温 度 湿 度 要 求 （20±5）℃ ＜60% 实 际 情 况 21℃ 50% 结 论 合格 合格

六、计量标准的量值溯源和传递框图 标准名称：立式接触干涉仪 准确度等级：±（0.03+1.5NiΔλ/λ）μm 溯源单位：绍兴市质量技术监督检测研究院 直接测量 计量标准名称：检定测微比较仪标准器组 准确度等级：（-0.1~+0.1）mm 不确定度：U95=0.17μm，K95=2 直接测量 计量器具名称：最大允许误差 扭簧比较仪： ±0.0003mm ±0.0005mm 机械比较仪：±(0.5~2)分度 5

七、计量标准的重复性试验 计量标准名称 被测对象名称器号或设备号 主标准名称器号或设备号 检定测微比较仪量具标准器组 扭簧比较仪 设备编号：ZXZ/S1-91-43 主标准名称：量块 设备编号：ZXZ/G01-03 环境条件 标准装置的不确定度 21℃ 60%RH U95=0.17μm K95=2 在上述环境条件下，用量块对被测对象扭簧比较仪（-0.03~+0.03）简述考核方法 mm，在受检点0.01mm上，重复测量扭簧比较仪10次，测量数据见下表。 测量点 序号 Xi（mm） 0.01002 0.01000 0.01000 0.01000 0.01001 0.01001 0.01001 0.01000 0.01000 0.01000 0.010005 0.007μm (Xi?X)mm +0.000015 -0.000005 -0.000005 -0.000005 +0.000005 +0.000005 +0.000005 -0.000005 -0.000005 -0.000005 (Xi?X)2mm 225×10-10 25×10-10 25×10-10 25×10-10 25×10-10 25×10-10 25×10-10 25×10-10 25×10-10 25×10-10 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X S X??Xi/n S?i?1n?(Xi?X)i?1n2/n?1 重复性考核评价及结论：测量重复性S=0.007μm＜测量结果的合成标准不确定 度U=0.086μm，结论：本装置的测量重复性考核满足要求。 考核人：陈火军

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八、计量标准的稳定性考核 计量标准名称 被测对象名称器号或设备号 主标准名称器号或设备号 检定测微比较仪量具标准器组 扭簧比较仪 设备编号：ZXZ/S1-91-43 主标准名称：量块 设备编号：ZXZ/G01-03 环境条件 标准装置的 不确定度 21℃ 60%RH U95=0.17μm K95=2 在上述环境条件下，用量块对被测对象扭簧比较仪（-0.03~+0.03）简述考核方法 mm，在受检点0.01mm上，重复测量扭簧比较仪10次，测量数据见下表。 考核数据 单位：mm 测量点 考核年限 2010.7.5 序号 2011.7.5 0.01000 0.01000 0.01001 0.01001 0.01001 0.01001 0.01000 0.01001 0.01000 0.01000 0.010005 X??Xi/n i?1n X1 X2 0.01000 0.01001 0.01001 0.01000 0.01000 0.01001 0.01000 0.01000 0.01001 0.01000 0.010004 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X 稳定性考核评价及结论：稳定性X2011?X2010?0.001μm＜扩展不确定度0.17μm，结论：本装置的稳定性考核满足要求。 考核人：陈火军 7

九、检定或校准结果的测量不确定度评定 1、概述 1.1、测量方法：依据JJG118—2010《扭簧比较仪》，JJG39—2004《机械比较仪》国家 检定规程； 1.2、环境条件：温度（20±5）℃； 1.3、测量标准：量块，测量范围（-0.1~0.1）mm，MPE为0.11μm； 1.4、被测对象：分度值为0.001mm校准，范围为（-0.1~+0.1）mm的比较仪，MPE± （0.5~2）分度； 1.5、被测过程： 测量时，把比较仪夹到校验台上，当检定正向分度示值误差时，以尺寸最小的 一 块量块对准零位，以递增的方式依次放入其他尺寸量块，在比较仪读数，由正 行程中最大误差和最小误差值为比较仪的示值误差。 1.6、评定结果使用： 在符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。 2、数学模型 e=Δmax—Δmin 式中：e—比较仪的示值误差；Δmax—比较仪正行程上最大误差：Δmin—比 较仪正行程上最小误差。 Δmax=la—ls；Δmin=la—ls， 式中：la—比较仪的示值；ls—量块示值。 3、输入量的标准不确定度U（Δmax）的评定 3.1、输入量Δmax的标准不确定度U（Δmax）的评定 输入量Δmax的不确定度来源，主要是比较仪示值引起的标准不确定度分项U（La）和量块的标准不确定度分项U（Ls）。 3.1.1、比较仪示值引起的不确定度分项U（La）的评定 比较仪示值引起的不确定度分项U（La)的来源主要是测量重复性，可以通过连续测量得到测量列（采用A类方法进行评定). 选取比较仪示值0.01mm为校准点，把千分表装夹在千分表检定仪上，转动千分表 8

检定仪规定分度后，在千分表上读取该点示值作为一次测量过程，然后取下千分表，再重新进行装夹测量。连续测量10次得到测量列：0.01002，0.01000，0.01000，0.01001，0.01001，0.01000，0.01000，0.01000，0.01001。单位（mm） La?0.010005mm，单次标准差S?2(Lai?La)/n?1=0.007μm。 ?i?1n选取3只比较仪，分别对0.1示值进行校准，各在重复条件下连续测量10次，共得3组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差。 3组实验标准差计算结果 示值（mm） 实验标准差S（μm） 0.1（1） 0.007 2Si??0.007μm。 i?1m0.1（2） 0.006 0.1（3） 0.008 1合并样本标准差：SP?M所以U（La）=SP≈0.007μm，故自由度V（La）=3×（10—1）=27 3.1.2、微动测量台架引起的标准不确定度分项U（Ls）的评定 量块引起的不确定度分项U（Ls），由量块示值误差引起的不确定度分项U（Ls1）和测力变化引起的不确定度分项U（Ls2）组成。 3.1.2.1、量块引起的不确定度分项U（Ls1）评定采用B类方法进行评定。 根据校准量块对产生的不确定度，对1mm的量块Veff=50，W99=0.11μm，在0.2mm范围内不大于0.11/2=0.055mm，认为其服从均匀分布，故含因子R为3。 U（Ls1）=0.0553=0.0317，估计?U(Ls1)=0.10，则自由度V（Ls1）=50。 U(Ls1)3.1.2.2、测力变化引起的示值标准不确定度U（Ls2）的评定，采用B类评定方法进行评定，比较仪和量块的接触为球面对平面接触，测力引起的变形量为??K3P3/d，式中：K—系数，量块为硬度合金，比较仪的侧头材料为钢时，K?1.5?9.8?(2/3)μm（mm）1/3?N?(2/3)，P—测力值：P=1.5N，d—侧头直径：d=2.5mm，得：???(2K/3)?d?(1/3)P?(1/3)?P，式中：??—侧头测力变化引起的变形量；?P—侧头测力变化允许值，???(2K/3)?d?(1/3)P?(1/3)?P，??=0.08μm。

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按均匀分布处理，含因子K为3，则U（Ls2）=??/3=0.08/3=0.05μm，估计 ?U(Ls2)=0.5，则自由度V（Ls2）=2。 U(Ls2 )3.1.2.3、量块引起的标准不确定度分项U（Ls）的计算 标准不确定度：U（Ls）=U2(Ls1)?U2(Ls2)=0.0592μm。 U4(Ls) 自由度：V（Ls）=4=50 U(Ls1)U4(Ls2)?V(Ls1)V(Ls2)3.1.3、输入量?max的标准不确定度U（?max）的计算 标准不确定度：U（?max）=U2(La)?U2(Ls)=0.0592μm U4(?max) 自由度：V（?max）=4=50 U(La)U4(Ls)?V(La)V(Ls)3.2、输入量?min的标准不确定度分项U（?min）的评定，采用B类方法评定，按3.1条方法可得到U（?min）=0.0592μm，V（?min）=50。 4、合成标准不确定的评定 4.1、灵敏系数 数学模型：e=（?max）—（?min） 灵敏系数：C1=?e/??max?1 C2=?e/??min??1 4.2、标准不确定度汇总表 表2（标准不确定度汇总表） 标准不确定度分量U（Xi） ?max 不确定度来源 标准不确定度 灵敏系数 1 —1 标准不确定度分量值 0.0592μm 0.0592μm 自由度 50 50 测量重复性、量块示值变化、0.0592测力变化 μm ?min

测量重复性、量块示值误差、0.059210

测力变化 μm 4.3、合成标准不确定度的计算 输入量?max和?min彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算： Uc（e）=[C1U(?MAX)]2?[C2U(?MIN)]2=0.05922?0.05922=0.084μm Uc4(e) 此合成标准不确定度的有效自由度：Veff==100。 44[C1U(?max)][C2U(?min)]?V(?max)V(?min)5、扩展不确定度的评定 取置信概率P=95%，按有效自由度Veff=100时，查表t分布得：KP=t95（100）=1.984,。 扩展不确定度为U95=t95（100）×Uc（e）=1.984×0.084=0.17μm。 6、测量结果不确定度报告表示：比较仪的示值误差测量结果的扩展不确定度为U95=0.17μm，Veff=100。 7、校准能力和标准装置不确定度的评定 由于比较仪的示值重复性对测量结果的分散性贡献较小，因此，主要取决于检定仪引起的标准不确定度，故校准测量力和校准装置不确定度和测量结果不确定度大致相同，所以，比较仪校准能力为U95=0.17μm，Veff=100；比较仪的标准装置不确定为U95=0.17μm，自由度Veff=100。

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十、检定或校准结果验证 选一只扭簧比较仪，测量范围（-0.03~+0.03）mm，本厂编号为ZXZ/S1-91-43，选总厂、富信，自检对比数据如下： 受检点（mm），误差（mm） 受检点 总厂 富信 自检 平均值 -0.03 0 0 0 0 -0.02 0 +0.1 +0.1 +0.067 -0.01 +0.1 +0.1 +0.1 0.1 0 +0.1 0 0 0.033 +0.01 +0.2 +0.2 +0.1 +0.167 +0.02 +0.1 +0.1 0 0.067 +0.03 0 0 0 0 Y?Y?n?1U nY—自检，Y—平均，U—侧量不确定度，n—检定次数。 0.1?0.167?0.067＜0.139 3?1?0.17 3该计量标准测量不确定度验证满足多台比对法要求。

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十一、结论 经过实验验证，对所建计量标准是符合国家计量检定系统表和国家计量检定规程的要求。可以开展对（-0.015，+0.015）mm，（-0.03，+0.03）mm的扭簧比较仪和（-0.1，+0.1）mm的杠杆齿轮比较仪进行检定。 十二、附加说明

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