[国家计量标准]-JJG 765-1992 平面标准器.pdf

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1、中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 7 6 5 - 1 9 9 2 平 面 标 准 器 Fl at ne s s St a ndar d 1 9 9 2 一0 2 一1 5 发布1 9 9 2 一0 8 一0 1 实施 国 家 技 术 监 督 局发 布 J J G 7 6 5 - 1 9 9 2 尹.。乙6.心-。.。.乞 平面标准器检定规程 马.。.。;?。.0.。.护 V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f J J G 7 6 5 - 1 9 9 2 Fl a t n e s s S t a n d a r d 本检定规程经国

2、家技术监督局于 1 9 9 2年0 2月 1 5日批准，并自1 9 9 2 年 0 8 月 0 1日起施行。 归 口单位: 航空航天工业部三O四研究所 起草单位 : 航空航天工业部三O四研究所 本规程技术条文由起草单位负责解释 J J G 7 6 5 - 1 9 9 2 本规程主要起草人: 苏铁志 参加起草人: 陈奇清 ( 航空航天工业部三0四研究所) ( 航空航天工业部三0四研究所) J J G 7 6 5 - 1 9 9 2 目录 一概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一( 1 ) 二检定项目和检定条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 三技术要求和检定方法 . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) 四 检定结果的处理和 检定周期 。 ， 一( 7 ) 附录四面互检时计算检定方法误差实例 ( 平面标准器总不确定度) . . . . . . . . . . . . . . . f 8 ) J J G 7 65 - 1 9 92 平面标准器检定规程 本规程适用于建标后作量值传递的平面标准器的周期检定。 一概述 平面标准器包括标准平面等倾干涉仪、 组 。

5、 平面等倾干涉仪是用来检测平面平晶、 面测量光学仪器，其光学原理如图 1 0 0 1 5 0 mm平面标准平晶组及 2 1 0 m m长平晶 长平晶、研磨面平尺平面度的一种高精度平 1 0 11 咔 片“ 1 2 3 一 4 5a 6 7 图1 1 一光源 ( 钠光灯) ;2 一小孔光阑;3 一透镜;4 一半反射镜; 5 一上平晶;6 -钢球支承架;7 一下平晶;8 一半透半反镜; 9 一物镜;1 0 一目镜分划板;1 1 一目镜 标准平晶组是用来传递工作平晶用的高精度平面标准。 长平晶组是用来传递研磨面平尺平面度的标准。 二检定项目和检定条件 1 平面标准器受检项 目和主要检定工具列于表 1

6、( 主要影响平面标准器测量准确度的 基本技术指标) 。 2 检定平面标准器时室内温度为 ( 2 0 士5 ) IC。检定标准平晶时应放在检定室内时间不 少于 3 0 h ，放置在检定仪器内等温时间不少于 2h 。平晶标准器的综合误差检定时室温 变化在 2 4 h内应不大于 1 ，在 1 h的变化应不大于0 . 1。 1 J J G 7 65 - 1 99 2 表 1 序号检定项目 主要检定工具 1 等倾干涉仪测微目镜的示值误差及回程误差 万能工具显微镜 2 等倾干涉仪纵向手轮示值误差及回程误差 3 0 0 mm标准尺 3 等倾干涉仪接长筒的作用长平晶 4 标准干涉环直径D 。 值的标准偏差 2

7、 1 0 mm长平晶及 0 1 5 0 m m 平晶及对应支承架 5 等倾干涉仪干涉条纹小数测量的重复性 2 1 0 m m长平晶及 0 1 5 0 m m 平晶及对应支承架 6 标准平晶的平面度工作计量器具等倾干涉仪 7 0 1 5 0 m m标准平晶二截面平面度差工作计量器具等倾干涉仪 8 标准平晶的局部平面度平面等倾干涉仪及 0 6 0 mm一级平晶 9 标准平晶的稳定度观察数据 1 0 平面标准器的总不确定度平面等倾干涉仪标准平晶组 三技术要求和检定方法 3 等倾干涉仪测微 目镜的示值误差及回程误差 3 . 1 要求 在整个行程 8 m m范围内应不大于0 . 0 1 m m，回程误差

8、应不大于 0 . 0 0 5 mm . 3 . 2 检定方法 在万能工具显微镜上检定，首先将仪器的测微 目镜从仪器上取下，旋下它的目镜头 后放置在万能工具显微镜的玻璃台上固定好。调整工作台使测微 目 镜分划板上的十字线 移动方向平行，再将测微鼓轮对零。万能工具显微镜工作台再纵向移动，使测微鼓轮分 划板十字刻线的中心在万能工具显微镜上读出零位的读数。然后依次将测微鼓轮对在 1 , 2 , 3 , 3 . 5 , 3 . 7 5 , 4 , 4 . 5 5 , 6 , 7 , 8 m m等点上， 并依次在万能工具显微镜上分 别读出以上位置的读数，每个读数减去零位点的读数即为该点的实际值。测微鼓轮上

9、的 受检点的标称值与实际值之差即为该点的示值误差。 回程误差是在上述检定正行各点检测后，再以最后一点对零。按上述各点反向转动 2 J JG 76 5- 1 992 鼓轮得到其反向读数。正反两次同一点的读数差，即为该点的回程误差。其测量次数应 不少于3 次，取3 次平均值定为回 程误差。 4 等倾干涉仪纵向手轮示值误差及回程误差 4 . 1 要求 在 1 8 0 mm内示值误差不大于0 . 1 m m, 3 0 0 m m内不大于0 . 1 5 m m，回程误差不大 于0 . 1 m m. 4 . 2 检定方法 将 3 0 0 m m标准尺放在检 3 1 0 m m长平晶支承架的工作台上，取下测

10、微 目镜接上接 长管，调整测微 目镜的位置，以便在视野内看清毫米标准尺上的刻度。调整标准尺使其 刻度与工作台运动方向平行，再将手轮 0 刻线对准指标线。用测微 目镜的测微螺旋副移 动分划板上的十字线，使其与毫米标准尺的起始零刻线对准 ，然后移动工作台，每隔 3 0 m m检一点，在手轮刻度上读出手轮的示值误差。手轮刻度的示值误差取与标准尺刻 度值的最大差值确定。 手轮示值的回程误差由在正反行程同一点上的读数差值确定。其方法同 3 . 2 款。 5 等倾干涉仪接长筒的作用 5 . 1 要求 测微目镜配上接长筒。调节其位置使在工作台的不同高度位置上能看到长平晶非工 作面上的十字刻线 ，最低位置是将

11、长平晶工作面朝上放在长平晶支承架 1 0 0 m m处。当 按长平晶检定状况，应能在视野同时看见上下两长平晶的十字刻线。 5 . 2 检定方法 试验与观察 6 标准干涉环直径 D 。 值的标准偏差 6 . 1 要求 应不大于仪器本身给定的D 。 值， 不确定度0 . 0 1 m m . 6 . 2 检定方法 分别将 “ 1 5 0 mm平面平晶及 2 1 0 m m长平晶支承架安装在等倾干涉仪上，放上相 应的平晶 后， 测量视场内 离中心最近较清楚两环的直径， 并按式 ( 1 ) 求出D o D o = 丫 D 子 + ， 一 叹( 1 ) 式中: D 。 标准干涉环直径; D内圈干涉环直径;

12、 D * + 1 外圈干涉环直径。 在1 0 个不同干涉级的 情况下， 进行D 。 的测量， 并以1 0 次测量结果的 平均值作为 其 D。 值。 ( 2 ) J J G 7 65 - 1 9 92 式中:D 。 : 每次测量得D o 值; D 0 - 1 0 次D 。 值的 平均值。 其中由 ( 2 )式算得的 3 。不大于 0 . 0 1 m m. 7 等倾干涉仪干涉环条纹小数测量的重复性 7 . 1 要求 重复性 3 。应不超过 0 . 0 2 5 干涉级。 7 . 2 检定方法 在 3 种不同干涉级的情况下重复测量 1 0次干涉环直径，并求出千涉级数，再按下 式 计算 式中: K ;

13、干涉级测量计算值K ; = 元干涉级 1 0 次平均值。 一 K , :- K99 D iD , 一 ; ( 3 ) 最大重复性 ( 3 的 应不超过 0 . 0 2 5干涉级。 8 标准平晶的平面度 8 . 1 要求 对于0 1 5 0 m m的标准平晶 平面度不应大于0 . 0 3 j a m 。 对于2 1 0 m m长平晶无自 重变 形的平面度在一 0 . 3 - - 0 ti m范围内。 8 . 2 检定方法 0 1 5 0 m m标准平晶在平面等倾干涉仪上用在 1级平晶中选出的平面度较好的四块 平晶，以四面互检法检定。长平晶选平面度较好的四块长平晶进行。 0 1 5 0 m m平晶

14、被检两个截面应与刻字位置成 4 5 “ 角，每个截面的方向如图2 所示。 图2 对长平晶应按非工作面上刻有的十字线位置进行四面互检法检定。 按四面法互检时，应采用规格相同的序号为 1 , 2 , 3 , 4四块平晶或长平晶依次组 合6次。 按 1 一 2 , 1 一 3 , 2 一3 , 1 一 4 , 2 一4 , 3 一 4 组合。 J J G 7 6 5 -1 9 9 2 两两叠合的 i 点测得值分别设为A ; , B C i , D i , E i , F i ， 每块平晶在该点的计 算值分别设为工 、 1 1 i m i Ni ，由 此可得出如下方程组: 、 +n ， =A +m*

15、=B i ， +1 V i =C i : +m =Di : +Ni =E i ; +N* 二F ; 下.丁工T上nUTTU和 了一1!Veses.es. 2 ( A i + B i +C i ) 一( C i + E i +只) 6 2 ( A i +D i +E i ) 一( B i +C i +凡) 6 2 ( B i +D; +只) 一( A i +C i +E , ) ( 4 ) 2 ( C i +E ; +F i ) 一( A i +B i +D i ) 可解得四块平晶在某一截面直径方向上第 i 点计算值。同理可求得另一截面直径方 向上平晶各点的计算值。四块平晶的平面度，按求得各点的

16、计算值统一坐标中最大值与 最小值之差来确定。其每块平晶的平面度应取两个截面中平面度最大值作为该块平晶的 平面度。 对于长平晶只测一个截面。 在平面等倾干涉仪上检定标准平晶时，将一块平晶工作面朝上，放在仪器工作台上 的专用支承圈上;再放上另一个平晶专用支承圈，然后将另一块平晶工作面朝下放在该 支承圈上。两块被检平晶之间由3 个支承钢球支承形成一个平行空气层，它位于等倾干 涉仪光路中的聚焦点附近并与光轴垂直。这时在干涉仪 目镜里可观察到一组等倾干涉 环。调整工作台支承螺钉 ，使干涉环处于分划板十字线中心。将工作台从一端移至另一 端时，两端干涉环的级数变化不应超过一个干涉级，支承圈上的3个支承点应与

17、仪器工 作台上另一个支承圈的三个支承点重合。调整好测量位置 ， 将仪器保温门关上，按要求 平 衡温度后进行测量。 测量时对于 0 1 5 0 m m平晶按+ 7 0 , + 4 8 , 0 ，一 4 8 ，一 7 0 五个 点进行检定。长平晶按十字刻线每 3 0 m m检定一点。 9 0 1 5 0 m m标准平晶两个截面平面度差 9 . 1 要求 0 1 5 0 m m标准平晶两个截面直径方向上的平面度之差不大于0 . 0 1 5 u m . d 7G 7 65- 1 99 2 9 . 2 检定方法 在第 8 款检定 声1 5 0 m m标准平晶平面度时，求得两个截面的平面度。其二者之差 即

18、为两个截面的平面度差。 1 0 标准平晶的局部平面度 1 0 . 1 要求 对于 笋 1 5 0 mm的标准平晶，、 2。 ， 二 二 ， 一 ， ，一 _ _ _， _ _ _ 仕 T U J, 困 曰 十 四 反 小 人 了 U. U1 3 u m ;河 士 2. I U mm J 的长平晶在任意6 0 m m范围内平面度不大于0 . 1 p m o 1 0 . 2 检定方法 同 8 款。 对于 0 1 5 0 m m 的标准平 晶，应计算 +4 8 , 0 ，一4 8范围之内的平面度值。对于 2 1 0 m m长平晶应计算相邻 3个测定点范围的平面度。 n标准平晶的稳定度 1 1 . 1

19、 要求 标准平晶的平面 度必须稳定。年变化量应不大于0 . 0 1 0 J i m 。 要求有连续3 年的检 定证 书。 对于2 1 0 m m长 平晶， 两个周期检定的平面度之差应不大于0 . 0 1 5 K m o 1 1 . 2 检定方法 查对 3年检定数据。 1 2 平面标准器的总不确定度 1 2 . 1 要求 1 2 . 1 . 1 必须各有一组 ( 四块)0 1 5 0 mm标准平晶组及2 1 0 mm的长平晶组 ，其中应各 有一块上级计量部门溯源比对时有各点具体平面度值的标准平晶，在用四面法组合检定 中，与标准平晶 其各点差值应小于0 . 0 1 K m o 1 2 . 1 .

20、2 对于标准平晶组在平面等倾干涉仪上四面互检的总 不确定度不大于0 . 0 1 0 p m o 1 2 . 2 检定方法 按 8款要求进行检定。检定出两个截面和各点平面度值应和参考标准平晶两个截面 同一点平面度值比较，其差值应符合上述要求。其不确定度计算可将式 ( 4 )的计算结 果代人原来的 6 个测量方程式中，可得6个残差。 8 1 , = I ， +II 8 2 1 = I ; +Ul 8 3 z = I; +W S 4 ; = II; +lu S s i = II + S fi x = I ff 、 + 一A: 一B; 一C, 一D; 一E i 一F , ( 5 ) WW 1|!|了、

21、|.!.| J J G 7 6 5 - 1 9 9 2 两块平晶平面度之和的测量不确定度 。 ，由公式 ( 6 )计算: 。 一 6 211 ji-t2n ( 6 ) 每块平晶平面度的测量不确定度为 式中:尸 测量结果的权数， n 截面的被测点数 ， S二9 冰 4 英 互 捡 p _ 12 # A v ， 。 。 55 0 S二一 v 1 25 ( 7 ) 总不确定度3 S应不超过0 . 0 1 0 E e m o 四检定结果的处理和检定周期 1 3 经检定符合本规程要求的平面标准器应出具计量标准器检定证书。不符合本规程要 求的不能作为平面标准器，填发检定结果通知书。 1 4 平面标准器应两

22、年溯源比对一次，以确保量值传递的准确、可靠。 J J G 765 - 19 92 匆 州N 回有 溺 II N有 O 口 0 O 吕 0 l ， 字 . n 七 尸 C 士 . 二 ! 口 a 二 0 O 0 I OO 心 r 们 N O C ) + 卜 r 、 甲叫 O . 0 十 心 、 乙 N O 0 + ( 二 勺 川v l 勺 1 1 飞 O 七 护 O . O I N 沪叫 O l 吧 尹 O . O I OO 沉 O . O 十 哈 O O 十 C 卜 O - O + O 二 U.“ I O O ， ，州 O . O 十 甘1 t 们 . O + 00 几 r O + 办 、 O

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27、， + C 二 寸 N . O 十 卜 甘 . O + 寸 卜 . O 十 N 卜 . O + O 甘 O ， O + 月 ，州 甲 曰 . O + 犷 N . O 十 甘 N ， O 十 O 】 了7 N . O 十 ， .叫 厂 . O + N 卜 . O + O 卜 . O 十 撅 彰 愉 郑 十 甫 卜 沈 ) . C I W 心 . C士 I 】 r 翔 之 乃 . O l M O . C + 卜 砰叫 . C 二 + 卜 . 八 . C二 l 七 们 七护 . C二 l O 尸 叫 . C; l 卜 ， .叫 ， 亡 勺 + 翻 r7 ， .闷 . O + 卜 心 O l N 、

28、O O I 咱 】 了翔 . O I N 寸 O I N 寸 O I O 口 O l 甘 1 才 O I O N . O l 的 O O I O ， 洲 O l 昌 必 侧 愉 袅 十 r闷 d I ，目 I s 飞 Nhv - , 乓 气了 MM S ， 了 砰 ，了 VM1 0Mv - ,h W) 气 r 裂 Q 裂 ， 了M 哭 ， 了 V ， 了 VV dO. r M三. y N rJbW O 只 r J 卜、 N N N 户 月h三里. y .y V. r WO卜 刀 O 牙 N1910VN10 h nh1010m遗赓岌里悉呈vvn重M呈遗 调 蛔 理 O + 蓉 十 O V甲O+

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30、 2 2 一 0. 0 1 5 0 +0. 0 0 1 7 fllesZlll IV 4C，月 八J八jq n00 000 +十+ 护|.K|1 班 月马气nU 7，J曰.1 n，工J.L nnUO 000 + 护1.IJ111、 fl U4行色 尹0711 0llnU 00八U -: 000 - |.丈|.|、 T上 0 0 0 计算方法试差 :按式 ( 5 )解得残差如下: 6 1 =一 0 . 0 0 5 4 0 1 8 , = 0 . 0 0 2 4 10 5 3 = 0 . 0 0 3 4 0 a s =一 0 . 0 0 3 OS e =一0 . 0 0 5 5 6 1 =一 0 . 0 0 3 7 OS Z = 0 . 0 0 3 8S , 二 0 . 0 0 0 1 0 8 s =0 . 0 0 3 7 ma , =一0 . 0 0 3 6 8 , 二一 0 . 0 0 2 06 2 =一 0 . 0 0 0 7 8 3 =一 0 . 0 0 2 O a s =一 0 . 0 0 0 5 ( m a , =一 0 . 0 0 2 2 按 ( 7 )式解得 S -0 . 0 0 25 6 9 平面标准器总不确定度为 0 . 0 0 7 7 0 8 4 = 0 . 0 0 2 3 08 4 = 0 . 0 0 0 5 , = 0 . 0 0 1 2