[国家计量标准]-JJF 1088-2002 外径千分尺(测量范围500mm～3000mm)校准规范.pdf

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1、t r 暑 F 中华人民共和国国家计量技术规范 J J F 1 0 8 8 - 2 0 0 2 外 径 千 分 尺 ( 测量范围5 0 0 m m 3 0 0 0 m m ) 校 准 规 范 C a l i b r a t i o n S p e c i f i c a t i o n f o r Mi c r o me t e r s w i t h Me a s u r i n g R a n g e f r o m 5 0 0 mm t o 3 0 0 0 m m 2 0 0 2 一0 9 一1 3 发布2 0 0 3 一0 3 一1 3实施 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总

2、局发布 . 1 JF 1 08 8- 20 02 外径千分尺 ( 测量范围 之.勺勺.，.。.。.。 扩，。.令.今.令.今.心.心.乞 5 0 0 m m - 3 0 0 0 m m)校准规范 C a l i b r a t i o n S p e c i f i c a t i o n f o r Mi c r o me t e r s w i t h J J F 1 0 8 8 -2 0 0 2 代替 J J G 1 9 3 -1 9 8 7 . 。二 0. 0. o. 0. 0. o. 0. o. 0. o. o. 口. 口 Me a s u r i n g Ra n g e f r

3、o m 5 0 0 mm t o 3 0 0 0 mm 本规范经国家质量监督检验检疫总局于 2 0 0 2 年 0 9 月 1 3日 批准 ，并 自 2 0 0 3 年 0 3 月 1 3日 起施行。 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 : 黑龙江省计量检定测试院 哈尔滨市计量检定测试所 哈尔滨 电机厂有限责任公司 本规范由归 口单位负责解释 J J F 1 08 8- 2 002 本规范主要起草人: 马荃 王利 褚云库 参加起草人: 毛力军 ( 黑龙江省计量检定测试院) ( 哈尔滨市计量检定测试所) ( 哈尔滨电机厂有限责任公司) ( 哈尔滨市计量检定测试所)

4、J J F 1 0 8 8 -2 0 0 2 目录 1 范围 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， - ， ， ， 一( 1) 2 引用文献 ， ， 。 ( 1 ) 3 概述 ， ， ， ( 1 ) 4 计量特性 ， ， ， ( 2 ) 4 . 1 测微螺杆的轴向窜动和径向摆动 ( 2 ) 4 . 2 测砧工作面与测微螺杆工作面的相对偏移量 一( 2) 4 . 3 测力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， 4 4 ( 3) 4 . 4 刻线宽度及宽度差 ， ， 。 ， ( 3) 4 . 5 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离 ( 3

5、) 4 . 6 微分筒锥面的端面与固定套管上毫米刻线的相对位置 ( 3) 4 . 7 工作面的表面粗糙度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . - ， ， 4 ( 3) 4 . 8 工作面的 平面度， 。 。 ( 3 ) 4 . 9 两工作面的 平行度 ( 3 ) 4 . 1 0 测微头的示值误差 ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 4) 4 . 1 1 外径千分尺的示值误差 ， 。 ( 4) 4 . 1 2 测贴为带表式外径千分尺的指示表 (

6、4) 4 . 1 3 校对用的量杆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 4 ) 5 校准条件 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， - 一( 5 ) 5 . 1 环境条件 ( 5 ) 52 校准项 目和标准器及其他设备 ( 5 ) 6 校准方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . . 4 ， ( 6 ) 6 . 1 测微螺杆的轴向窜动和径向摆动 。 。 ， ， ， 。 。 ( 6 ) 6 . 2 测砧工作面与测微螺杆工作面的相对偏移量 ， ， 。 ( 6 ) 6 . 3 测力 ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 7) 6 . 4 刻线宽度及宽度差 ， ， ， - 。 ， ， 一( 7) 6 . 5 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离 ( 7) J JF 10 88 - 2 00 2 6. 7

8、6. 8 6. 9 6. 1 0 6. 11 6. 1 2 6.1 3 微分筒锥面的端面与固定套管上毫米刻线的相对位置 工作面的表面粗糙度 ， ， 工作面的平面度 “ ” “ “ “ “ “ 两工作面的平行度 ， ， ， ， 测微头的示值误差 ， ， 外径千分尺的示值误差 测砧为带表式外径千分尺的指示表 校对用的量杆 ， ， ” “ ” ” ” ” “ “ “ “ 校准结果表达 复校时间 间隔 附录A 校准证书或校准报告内容 ， ， 附录B 外径千分尺示值误差校准结果的测量不确定度评定 ( 7) ( 7) ( 7) ( 7) ( 8) ( 9) ( 9) ( 9) (9) (9) ( 1 0

9、) ( 1 1 ) J J F 1 08 8- 20 0 2 外径千分尺 ( 测量范围 5 0 0 mm -3 0 0 0 mm 校 准规 范 范围 本规范适用于测量范围为 ( 5 0 0 -3 0 0 0 ) m m，分度值为 0 . 0 1 m m外径千分尺的校 2 引用文献 本规范引用下列文献 : J J F 1 0 0 1 -1 9 9 8 通用计量术语及定义 J J F 1 0 5 9 -1 9 9 9 测量不确定度评定与表示 G B / T 1 2 1 6 -1 9 8 5 外径千分尺 J B / T 1 0 0 0 7 -1 9 9 9 大外径千分尺 ( 测量范围为 1 0 0

10、0 m m至 3 0 0 0 mm) J J G 3 4 -1 9 9 6 指示表 ( 百分表和千分表)检定规程 使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 概述 外径千分尺是应用螺旋副结构的一种通用长度计量器具。主要用于测量各种外尺 寸。它的外形结构示意图见图 1 和图2 ，校对用的量杆见图 3 。 测砧紧固螺钉 测力装置 微分筒 固定套管 测杆锁紧装置 测微螺杆 隔热装置 图 1 测砧为可换或可调式外径千分尺 J JF 1 0 88- 2 00 2 百分表 测砧紧固螺钉 图 2测砧带表式外径千分尺 c 一口二=二 图 3校对 用的量杆 4 计 ，特性 4. 1 4. 2 测微螺杆

11、的轴向窜动和径向摆动 测微螺杆的轴向窜动和径向摆动量均不大于 0 . 0 1 m ma 测砧工作面与测微螺杆工作面的相对偏移量，该偏移量见表 t o 表 1 测砧工 作面与测微螺杆工作面 的相对偏 移fm m 测量范 围 偏 移 量 测量范围 偏移量 50 0一60 011 00 0一 1 50 02 60 0一70 0 1 .2 一 1 50 0一2 0 002. 5 70 0一8 00 1 .4 2 00 0一2 5 003 80 0一9 00 1 .6一一2 5 00 - 3 00 0 3. 5 9 00一1 0 00 1 .8 一一 一 J J F 1 08 8- 20 02 4 .

12、3 测力 外径千分尺平工作面与球面接触时所作用的力为 ( 8 - - 1 2 ) No 4 . 4 刻线宽度及宽度差 固定套管上的纵刻线和 微分筒上的刻线宽度为 ( 0 . 1 5 - - 0 . 2 0 ) m m ，刻线宽度差应 不大于 0 . 0 3 m m. 4 . 5 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离应不大于 0 . 4 m m, 4 . 6 微分筒锥面的端面与固定套管上毫米刻线的相对位置 当微分筒零刻线与固定套管纵刻线对准时，微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线 的右边缘应相切。若不相切时，允许压线应不大于0 . 0 5 mm，离

13、线应不大于 0 . 1 mm. 4 . 7 工作面的 表面粗糙度 外径千分尺和校对用量杆工作面的表面粗糙度 应不大于R a 0 . 0 5 tA mo 4 . 8 工作面的平面度 工作面的平面度应不大于1 y m o 4 . 9 两工作面的 平行度 两工作面的平行度应在表 2 规定的范围内。 表 2外径千分 尺示值 误差和两工作面的平行度 型式测量 范围/ mm 示值误差/ p m平行度/ u m 测砧为可换式 ( 或可调式) 的外径千分尺 5 00一60 0士1 41 2 6 00一 7 00士1 61 4 7 00一80 0士1 81 6 8 0 0 一9 0 0 士2 01 8 9 00

14、一 1 00 0士2 22 0 1 0 00一 120 0士2 42 2 1 200一1 40 0土2 82 6 1 400一 1 60 0士3 23 0 1 60 0一 1 80 0士3 63 4 1 8 0 0 一2 0 0 0 士4 03 8 200 0一2 20 0土4 442 2 20 0一2 40 0士484 6 2 4 0 0一2 6 0 0 士5 25 0 2 60 0一2 8 00士565 4 2 80 0一3 0 00士605 8 J JF 10 88 - 20 02 表 2 ( 续) 型式测量范围/ mm 示值误差/ p m平行度/ K m 测砧为带表式 的外径千分尺 1

15、 00 0一1 50 0 士3 028 1 50 0-200 0士4038 200 0一2 50 0 士5048 2 50 0一3 00 0士60 5 8 4 . 1 0 测微头的示值误差 测微头示值范围为 ( 0 2 5 ) m m的示值误差应不大于士 3 tL m ; 示值范围为 ( 0 - - 5 0 ) m m应不大于士 5 t m o 4 . n 外径千分尺的示值误差 外径千分尺的示值误差应在表 2规定的范围内。 4 . 1 2 测贴为带表式外径千分尺的指示表 测贴为带表式外径千分尺的指示表应符合分度值为0 . 0 1 m m的 1 级指示表的要求。 4 . 1 3 校对用的 量杆

16、尺寸偏差和两测量工作面为平面的平行度在表3规定的范围内。另外，对于球端面 的校对用的量杆应附有接套。校对用的量杆应带有隔热套。 表 3 校对用的最杆尺寸偏差和两测量工作面为平面的平行度 标称尺寸/ mm 尺寸偏差/ k m 平 ” ft / t, m 一 标称尺寸/ m m尺寸 偏差/ t m平行度/ p m 5 2 5, 5 7 5士6 3 ! 1 6 00一1 8 00士189 6 2 5, 6 7 5 士7 3 .5一 1 8 00一20 00土2 01 0 7 2 5, 7 7 5 士8 4 一 2 0 00一2 2 00士221 1 8 2 5 , 8 7 5 士94. 5 2 2

17、00一 2 400 士2 41 2 9 2 5 , 9 7 5 士1 0 5 一 2 4 0 0 一2 6 0 0 士2 61 3 1 00 0一 1 20 0士1 2 6 一 2 6 00一 2 8 00士281 4 1 20 0-1 4 00士1 4 7 一一 ， 80 。 一 3 0 00 士3 01 5 1 40 0一1 600 士1 6 8 一 注:作为校准，不判断合格与否，上述计量特性的指标仅供参考。 J JF 1 088 - 20 02 5 校准条 件 5 . 1 环境条件 校准外径千分尺的室内温度在表 4的规定范围内，在室内平衡温度的时间不少于表 4的要求。 表 4校准外径 千

18、分尺的室 内温度和室 内平衡温 度的时间 测量范围/ m m 室内温度对 2 0的允许偏差/ 平衡温度的 时间/h 外径千分尺校对用 的量杆 50 0一 1 00 0 士3士24 1 00 0一 2 0 00士2 士15 2 0 0 0 一3 0 0 0 士1士0. 56 5 . 2 校准项目和标准器及其他设备 外径千分尺校准项目和标准器及其他设备见表 5 。 表 5外径千分尺校 准项 目和标准器及其他设备 序 号校准项目主 要 校 准 器 具 测微螺杆 的轴 向窜动和径 向摆动 杠杆指示表:分度值为 0 . 0 0 2 mm ( 1 级) 量仪测力仪:2 . 5 级 测砧工作面与测微螺杆工作

19、面的 相对偏移量 3级平板 指示表:分度值为0 . 0 1 mm ( 1 级) 可调 支撑 测力量仪测力仪:2 . 5 级 4 刻线宽度及宽度差 读数显微镜或工具显微镜: 准确 度1 N 量范围5 0 0 m m-3 0 0 0 m m) B . 1 测量方法 依据本规范，外径千分尺的示值误差的校准，是在所要求的测量不确定度指标下， 选择相应的测量环境和不同准确度的标准器进行校准的。现采用直接测量法，测量温度 选择为 ( 2 0 士 3 ) C , ( 2 0 士 2 ) r , ( 2 0 士1 ) c ( 具体校准时，一般是在同一温度条件下进 行的) 。选用测量不确定度为 ( 0 . 5

20、0 + 5 L ) Y m， 包含因子取 札= 2 . 7 的5 等量块， 对 分度值为 0 . 0 1 m m,测量范围为 ( 5 0 0 - 6 0 0 ) m m, ( 1 4 0 0 一1 6 0 0 ) mm和 ( 2 5 0 0 一 3 0 0 0 ) mm的外径千分尺进行校准。用 5等量块对 5 7 5 , 1 5 5 0和 2 9 5 0 mm点校对零 位，对6 0 0 , 1 6 0 0 和3 0 0 0 m m点分别进行校准为例进行不确定度评定， 仅供参考。 B . 2 数学模型 外径千分尺的示值误差 e : e=l m一I b +l m a . , A t . ， 一l

21、b a b A t b 式中: 1外径千分尺的示值 ( 2 0 条件下); I b 校准用量块的长度值 ( 2 0条件下) ; a m 和a l 分别是外径千分尺和量块的线 胀系数; A t, 和 t b 分别是外径千分尺和量块偏离参考温度 2 0数值。 B . 3 方差和 灵敏系数 在示值误差e 的公 式中， 舍去后两项微小量， 令 1 1 m l 6 , - 、了 t-占 么a-日 。= l m一l b +l ( a m A t m一a b A t m+a b A t m一a b 消去相关项，同时简化括号内运算，令 二 t、 一 t - t, 则 灵敏系数 。 ， 为 氏 二a m一a b

22、 , a久 匕 a b , e= 1 , 一 l b + l At 戈 + 口e ， 二a l m de C z =瓦 =一 1; C 3 de = 又 二丁 =l l 1t: C,= 口久 双t， 双z， 友3， S ， 各分量互不相关， u ; 分别表示 l m , l b , S a 和S ， 的标准不确定度。由于l m , l b , S a 和 按不确定度传播率，输出量 e 的估计值方差为 u z ( e ) =u 子 +u+( l A t ) 2 u 圣 +( l a ) Z U J J F 1 08 8- 2 002 B . 4 标准不确定度汇总表 1, =6 0 0 mm 表

23、日. 1 标准不确定度 分量 u ( x) 不确定度来源 标准不确定度值 u ( 二) c ; =a f l a x 。 I x u ( x ) / p m 自由度 封1测量 读数 1 p m 119 u2 材2 1 配2 2 5等量块 对零位 5 等量块 校准用 5 等量块 1 . 6 9 p m 1 . 0 8 p m 1 . 3 0 p m 一11. 69 1 1 0 81 5 0 u3 外径千分尺和量块 线胀系数差 0 . 8 2 X 1 0 一 b 一 1 1 么e1. 485 0 u4 外径千分尺和量块 间的温差 0. 1 71“ n1. 178 u , =2 . 7 2 p m

24、Y e ti = 1 2 9 1 m =1 6 0 0 mm 表 日. 2 标准不确定度 分量 u ( 二) 不确定度来源 标准不确定度值 u ( x) c ， 二d f / 3 x c ， 一 x u ( x ) / P M 自由度 ui测量读数1 p m 11 9 u2 u2 1 况2 2 5等量块 对零位 5等量块 校准用 5等量块 3 . 3 2 p m 2 . 2 8 p m 2 . 4 1 p m 一13. 3 229 0 1 43 1 47 u 3 外径千分尺和量块 线胀 系数差 0. 8 2 x 1 0一 6 一 l l At2. 6 25 0 u4 外径千分尺和量块 间的温差

25、 0. 1 7 1“ a3. 1 38 u , = 5 . 3 6 p m v e f f =6 1 JJ F 1 0 88 - 2 00 2 Z m=3 0 0 0 mm表 B. 3 B . 5 输人量标准不确定度的评定 B . 5 . 1 测量读数引起的不确定度分量 : ; 此项不确定度分量主要来源于测量重复性。选一把外径千分尺，在重复性条件下用 5 等量块对测量范围上限的一点连续测量 1 0次后，求得实验标准差 、 = l 2 m， 则 u l =1 Ji m v , =9 B . 5 . 2 校准用5 等量块的 测量不确定度分量 B. 5 . 2 . 1 对零位用 5 等量块的不确定度

26、分量 当 Z = 5 7 5 m m 时，组合 量块 4 0 0 mm ( 8 0 0 mm以下取 ， =5 0 ) ，则 友2 1 和1 7 5m m查资料取 h 二2 . 7 , v = 5 0 。_ 1 2- 5 Z + ( 1 . 5 ) z V 2. 7 /X 2. 7 =丫 0 . 9 3 2 +0 . 5 6 2 =1 . 0 8 m 0 . 5 6 十 一下又一 = u1 DU/ 93一50 日一 一 月什 8 O Jl 一一 ， 别 当 l =1 5 5 0 mm时，组合量块 1 0 0 0 , 4 0 0和 1 5 0( 8 0 0mm 以上 取 ， =1 0 0 ) ,

27、则 u 二2 . 2 8 ti m, v 2 1 mm 1 43 JJ F 1 0 88- 2 00 2 当 1 =2 9 5 0 mm时，组合量块 1 0 0 0 , 1 0 0 0 , 8 0 0和 1 5 0 mm，则 u 2 1 =3 . 3 6 p m, 1 2 1 =3 0 1 B . 5 . 2 . 2 校准用 5 等量块的不确定度分量 U 2 2 当 1 m =6 0 0 m m时， 3 . 5 2. 7 =1 . 3 0 t i m, 1 2 2 =5 0 当1 , = 1 6 0 0 m m时， 组合量块 1 0 0 0 和6 0 0 m m, 1 5 . 5 “ 1 3

28、. 5 1 2 u 2 ， 一 V ( 助) 十 ( 而 一 “ lem , 当 1, = 3 0 0 0 m m时，组合量块 1 0 0 0 m m 3 块， / 1 5 . 5 ， _ ， ， ， ， 一 。 U 2 2=.J I B ,I x-) = -). :) - K m, 1 2 2= J v v Y 11 以上两项合成得 “ : : 当1 - = 6 0 0 m m时， 。 : = , / ( 1 . 0 8 ) 2 +( 1 . 3 0 ) 2 二1 . 6 9 j e m v 2 =1 1 0 当 1 _ =1 6 0 0 mm时， u : 二 丫 ( 2 . 2 8 ) 2

29、 +( 2 . 4 1 ) 2 =3 . 3 2 K m 1 2=2 9 0 当 1 - = 3 0 0 0 mm时， u : 二/ ( 3 . 3 6 ) 2 +( 3 . 5 3 ) 2 =4 . 8 7 tA m v 2=5 9 7 B . 5 . 3 由于温度偏离2 0 C， 外径千分尺和 量块的 线胀系数差8 。 引起的不确定度分量 以3 外径千分尺与量块线胀系数均为 ( 1 1 . 5 士1 ) x1 0 - 6 一 ，在其范围内为等概率分 布。两者线胀系数差 戈应在士 2 x 1 0 - 6 一 范围内服从三角分布，其半宽 a为2 x 1 0 - 6 一 ，包含因子k 取拓， 其

30、相对不确定度估计为 1 0 9 6 ， 则 a 3 = 2 x 1 0 - 6 / 拓 =0 . 8 2 x 1 0 - 6 一 ， 丝100 会 J JF 1 0 88 - 2 0 02 B . 5 . 4 外径千分尺和量块间的温度差引起的不确定度分量 u 4 按要求等温后，两者间仍存在一定的温差，并以等概率落于估计区间 士 0 . 3内， 服从均匀分布，其相对不确定度估计为 2 5 9 6 ，则 一糟一 0 .1 7 1 . . 1 2 5 1 - z V 4 一 2 “ 1 0 0 一 Z5 B . 6 合成标准不确定度 u , u , ( e ) =了。 子 +。 圣 +( l A t

31、 u 3 ) 2 +( l a u 4 ) 2 l m=6 0 0 m m时，A t =1 3 u , ( e ) = 2 . 7 2 F e m l m=1 6 0 0 m m时，A t = 士 2u , ( e ) =5 . 3 6 f c m l m=3 0 0 0 m m时，A t = 士1 u , ( e ) =8 . 0 7 k m B . 7 合成标准不确定度的有效自由度 ， e r r 、4u 2 + F1 1 2 u 4 ( e ) ( l A t U 3 ) 4 V3 l m=6 0 0 m m时， l m=1 6 0 0 m m时， l m=3 0 0 0 m m时， B

32、 . 8扩展不确 定度叽 取置信概率P = 9 5 %， At二士3 r - 1 1 e f f= ve f f ve f f v e ff 查 t + 竺 a u , ) v4 1 29 At= 士2 Ot= 士1 = 61 = 28 按有效 自由度 分布表， 确定k 。 为 k p =t , , ( 1 2 9 ) =1 . 9 8 4 k p=t 9 5 ( 6 1 )=2 . 0 1 k p = 1 9 5 ( 2 8 ) =2 . 0 6 扩展不确定度 U 9 5 为: 当l , = 6 0 0 m m时， U 9 5 =1 9 5 ( 1 2 9 ) x u , ( e ) =1

33、. 9 8 4 x 2 . 7 2=5 . 4 tA m 当1 m = 1 6 0 0 m m时， U 9 5 =1 9 5 ( 6 1 ) x u , ( e ) =2 . 0 1 x 5 . 3 6 =1 0 . 7 7 1 1 t m 当l m = 3 0 0 0 m m时， U 9 5 =1 9 5 ( 2 8 ) X u , ( e ) =2 . 0 6 X 8 . 0 7 =1 6 . 6 2 、1 7 t m B . 9 测量结果不确定度报告与表示 J J F 1 08 8- 2 00 2 外径千分尺示值误差，用 5等量块校对零位，用 5等量块校准测量上限为 6 0 0 1 6 0 0 和3 0 0 0 m m点的测量不确定度为: 当 1 m = 6 0 0 m m时，U 9 5 = 5 . 4 1 e m v e f f = 1 2 9 当1 m = 1 6 0 0 m m时，U 9 5 = 1 1 P M v e f f = 6 1 当 1 m =3 0 0 0 m m时，U 9 5 = 1 7 K m v e f f = 2 8