JJG-331-1994.pdf

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1、uuu 中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 激 光 干 涉 比 长 仪 L a s e r I n t e r f e r e n c e C o mp a r a t o r 1 9 9 4 一0 7 一1 2发布1 9 9 5 一0 1 一0 1 实施 国 家 技 术 监 督 局发布 J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 .。.。.勺.。.心.。.洲 激光干涉比长仪检定规程 产 。. 0 . 0. 0 . 口， 0. 0 . 0.0. O. O . 0. 0 . 0. 、 b 4 V e r i f i c a t i o n R e g u

2、l a t i o n o f J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 代替 J J G 3 3 1 -1 9 8 3 L a s e r I n t e r f e r e n c e C o mp a r a t o r 龟 . 斌 ， . ， . ，. ， . ， . . ，. ， . ， . ， . ， . 门 ，. ，. ， 本检定规程经国家技术监督局于 1 9 9 4 年 0 7 月 1 2日 批准， 并 自1 9 9 5 年 0 1 月 0 1日起施行。 归口单位 : 中国计量科学研究院 起草单位 : 中国计量科学研究院 本规程技术条文由起草单位负责解释 J J G 3 3

3、1 - 1 9 9 4 本规程主要起草人 : 蒋埙 参加起草人: 王黎蓄 汪 德宝 ( 中国计量科学研究院) ( 中国 计量科学研究院) ( 中国计量科学研究院) J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 目录 一概述 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，( 1 ) 二 检 定 项目 和 检定 条 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 三检定要求和检定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) 四 检定结果的 处理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 6 ) 附录 1 激光器、测温装置及折射率测量装置的检定要求 ( 7) 附录2 测量环境下脉冲当量 Q 。 的 计算

5、实例 ( 8 ) 附录 3 各种温度的饱和蒸气压表 ， ( 9) I T G 3 3 1 - 1 9 9 4 激光干涉 比长仪检定规程 本规程适用于新制造的、使用中和修理后的激光干涉比长仪的检定。 一概述 激光干涉比长仪 ( 以下简称比长仪)是用激光波长直接检定线纹尺的工作基准类仪 器。它主要用于检定长度至 1 0 0 0 m m的一、二等标准金属线纹尺;一、二等标准玻璃 线纹尺，以及不确定度优于一等标准金属尺的基准尺。 检定长度小于 1 0 0 0 mm的激光干涉比长仪其被检项目与要求可参照本规程进行。 比长仪的准确度可按线纹尺检定结果的总不确定度 ( 置信水平 0 . 9 9 )分为两类

6、: ( A ) U= ( 0 . 0 6 + O AL ) t m ( B ) U= ( 0 . 1 + 0 . 1 L ) t m 式中:L 被测长度，mo 比长仪主要由H e - N e 激光器、干涉仪、机械主体、光 电显微镜、温度测量装置与 数据处理装置 ( 计算机)等七个部分组成。 二检定项 目和检定条件 比长仪的检定项 目和主要检定条件如表 1 所示。 表1 序 号 检定项目主要检定条件 检定类别 新 制的修理的使用中 1 外观目测 + 2 激光平行光束的均匀性纸屏 + 3干涉条纹的对比度及输出信号的质量 纸屏、二踪示波器 + 4 工作台运动直线度 0 . 2 ” 自准直仪 + 5

7、测量光束与运动方向的一致性专用检具 + 6 工作台运动速度均匀性 频率计 + 7 光电显微镜 平面镜、自 准直仪、金 属尺、 玻璃尺、1 0 “ 水泡 十+ 8测 量重复性 金属尺、玻璃尺 + 9 比长仪的准确度 殷钢尺、石英尺、 玻 璃 尺 + 注:表中 “ +”表示检定，“ 一”表示可不检定。 J J G 3 3 1 -1 9 9 4 2 检定比长仪时的环境温度应为 2 4左右，具体要求见 1 2 . 2 . 1 项中的表 3 0 三检定要求和检定方法 3 外观 3 . 1 要求:新制造的、修理后或使用中的比长仪其导轨均不能有锈蚀与碰伤;应用气 浮导轨的比长仪其气源过滤应正常。 3 . 2

8、 检定方法 :手感和目力观察。 4 激光平行光束的均匀性 4 . 1 要求:光斑的亮度要均匀。 4 . 2 检定方法 :用白色纸屏观察。 5 干涉条纹的对比度及输出信号的质量 5 . 1 干涉条纹的对比度 5 . 1 . 1 要求:干涉条纹要亮暗分明。 5 . 1 . 2 检定方法 :用白色纸屏观察。 5 . 2 输出信号的质量 5 . 2 . 1 要求:干涉条纹经光电转换后的信噪比、1 m行程 内的幅值变化和位相差的变 化，均必须满足比长仪能正常工作的要求。 5 . 2 . 2 检定方法:二踪示波器实时动态监测。 6 工作台运动的直线度 6 . 1 要求 :新制的与修理后的比长仪，在 1 m

9、行程内垂直与水平方向的直线度应小于 2 “ ，扭曲小于4 “ ;使用中的比长仪上述两项指标分别为4 “ 和5 0 0 6 . 2 检定方法:用 a . 2 “ 自准直仪在工作台的行程内测量，其扭曲用 1 ” 水平仪测量。 7 测量光束与工作台运动方向的一致性 7 . 1 要求 :在 1 m行程内小于5 飞 7 . 2 检定方法 :用一专用检具 ，它是一个长度近似于工作台行程的圆柱棒，其一端装 一平面反射镜 ，其反射面与圆柱棒的母线相垂直。平面反射镜的对面放置一 自准直仪 ， 圆柱棒放置于工作台上的 V形块内，用千分表在垂直与水平面内将其母线调整到与导 轨运动方向一致，用自准直仪观察平面反射镜上

10、反射回来的十字线像。调整自准直仪使 十字线像处于视场中央。然后调整激光束的方向，使激光光点落在自准直仪视场中央， 也可用其它相应的方法。调整的不确定度应优于2 “ 0 8 工作台运动速度的均匀性 8 . 1 要求:工作台运动速度的相对变化不得超过 5 %0 8 . 2 检定方法: 用与干涉仪阻抗匹配的 频率计或其它检测仪器。 9 光电显微镜 2 .T .T G 3 3 1 - 1 9 9 4 9 . 1 外观及相互位置 9 . 1 . 1 要求:成像要清晰，视场亮度要均匀，且不能有霉点、脏点、水泡等各种附着 物，显微镜升降要灵活，不能有影响调焦的空回。 9 . 1 . 2 检定方法:目 测和手

11、感。 9 . 2 双狭缝 9 . 2 . 1 要求 :每个狭缝均能根据刻线宽度调整，边缘平直并相互平行。两狭缝在视场 内应能清晰看到。 9 . 2 . 2 检定方法:通过 目 镜观察狭缝边缘是否平直，合拢时要平行，不应有目力觉察 出的缝隙和倾斜现象。 9 . 3 双狭缝与工作台运动方向应垂直 9 . 3 . 1 要求 : 在显微镜视场内，观察双狭缝与调整好的线纹尺刻线应平行。 9 . 3 . 2 检定方法 :将一等标准金属线纹尺 ( 或一等标准玻璃线纹尺)按检定要求调整 好焦距和方位，通过显微镜观察线纹尺的刻线应与狭缝平行。 9 . 4 显微镜升降导轨的直线度 9 . 4 . 1 要求:在显微

12、镜升降范围内不得大于 1 “ 0 9 . 4 . 2 检定方法:用准确度不低于 1 0的水泡放置于显微镜上，升降显微镜，待固定 后观察水泡的变化。 9 . 5 调整光电 显微镜的物像光轴 9 . 5 . 1 要求:与工作台运动方向垂直不得大于2 “ a 9 . 5 . 2 检定方法:在安装顶端狭缝前，在狭缝的位置上放置一块十字分划板 ，绕光电 显微镜机械轴旋转，调整十字分划板中心与机械轴重合，用光学显微镜观察。然后，在 光电显微镜物方用光学显微镜观察十字分划板的像 ，同样绕机械轴旋转光电显微镜，修 切物镜的修切圆直至十字分划板的中心不晃动为止。 9 . 6 调整光电显微镜的照明光轴 9 . 6

13、 . 1 要求:照明光轴应与线纹尺尺面垂直。 9 . 6 . 2 检定方法:安装一支金属线纹尺 ( 或玻璃线纹尺) ，按检定要求调整好焦距和方 位。升降光电显微镜，当刻线稍有离焦时，刻线像不得有左右晃动。 9 . 7 显微镜的机械轴 9 . 7 . 1 要求 :显微镜升降时，不得有绕机械轴的回转。 9 . 7 . 2 检定方法:在显微镜的某一侧面部位贴附一个反射镜，用 自准直仪观察十字线 反射像，在升降显微镜或绕机械轴轻微旋转显微镜时，其十字线像不得有晃动。 比长仪的测量重复性 要求: 单次测量的 不确定度 ( 置信水平为0 . 9 9 ) U簇 0 . 1 p m l010 1 0 . 2

14、检定方法:取一支刻线质量好的标准金属线纹尺或标准玻璃线纹尺，任取一端的 1 0 个毫米间隔，重复测量 1 4 次 ，记录格式如表2所示。 J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 匡 按下列公式算出其测量结果的总不确定度 ( 置信水平 0 . 9 9 ) : ( 1 ) 式中:K测量的间隔数，取 K=1 0 ; v v ) 每间隔的测量次数 ，取 v v ) , ， v v ) , ， n = 1 4 v v ) 1 0 a i 1 激光器、测温装置及折射率测量装置 1 1 . 1 要求 :参阅附录 t o 1 2 比长仪检定线纹尺的总不确定度 1 2 . 1 要求 :见本规程的概述。 1

15、2 . 2 检定方法 1 2 . 2 . 1 用殷钢基准尺或一等标准玻璃线纹尺装于工作台上 ， 其检定条件如表 3所示。 1 2 . 2 . 2 测量基准尺的温度 t , ， 并按基准尺的温度线膨胀系数 。 计算其对长度的修正 日 A l , =a ( 2 0 一t , ) L ( 2 ) 式中: 1 2 . 2 . 3 L 被测长度。 测量空气的折射率 用折射率干涉仪测量，根据其使用说明书操作。 用爱特伦 E d l e n )公式计算 : J J G 3 3 1 -1 9 9 4 ( 1 ) 测出在工作台行程范围内的二端测温传感器的温度值，并算出空气的平均温度 t o ( 2 ) 根据不同

16、类型的气压计 ，按其说明书读出气压计的值。对水银气压计尚需修正 到规定状态 ( 温 度 。 、 纬度为4 5的海平面)的气压值 p 0 ( 3 ) 用通风式湿度计测量湿度。 分 别读出干、 湿温度计值 t ; 与 t 。根据附录3 ， 查得饱和蒸气压 。 ， 则湿度f 按 下式计算: 1 3 3. 3 ,-fi t ,( 3 ) ( 4 )用下列公式算出对长度的修正量: 4 l=( 9 2 . 9 ( t 一2 0 ) 一 0 . 2 6 8 ( p一1 0 1 3 2 5 ) +0 . 0 4 2 ( f一1 3 3 3 ) ) x 1 0 - 8 L 式中:乙 被测长度。 1 2 . 2

17、. 4 测量环境下脉冲当量 Q。 的计算 8 ， 按公式 ( 2 )与 ( 4 )算出脉冲当量的改变量 O Q ( 4 ) Q A l e +4 l n L ( 5 ) Q 式中:Q o 正常状态下的 脉冲当量 ( Q o = a/ 2 N n o , N为波长的电子细分数;n o 为 正常状态下的空气折射率;a , 为激光的真空波长) 。 计算 Q 。 一 Q 。 + Q 一 Q o + (A l , + A l. ) QL a ( 6 ) c . 测量环境下脉冲当 量 Q ,、 的 计算实例参阅附录2 . 1 2 . 2 . 5 检定必须做两种方式，即线纹尺的零刻线处在左方为一种方式;零刻

18、线处在右 方为另一方式。每种方式分别作两次检定，取四次检定结果的平均值，并取下列间隔的 测得值为最后结果，即: ( 0一 1 0 ) m m中的每毫米间隔; ( 0一 1 0 0 ) m m中的每厘米间隔; ( 0 一1 0 0 0 ) m m中的每分米间隔。 1 2 . 2 . 6 将最后结果与殷钢基准尺检定证书上的对应数值做 比较 ，其差值的绝对值 乙 1 应在下式的范围内: A L 或 一 簇一 ( A + 瓦;) 2 1 ( 0 . 0 6 而万 而乏 一 ( 7 ) 4 L ; I 一丫 ( 二十 B L ; ) 2 + ( 0 . 1 + 0 . 1 L ; ) 2 ( 8 ) 式

19、中:A, B 为误差表达式中的常数项，在殷钢基准尺证书中给出; 五 . 为不同的长度值，mo J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 1 2 . 2 . 7 必要时可重复 1 2 . 2 . 5 项的内容 ，另做一组结果作为验证。 一种方式两次测得值的差值应小于0 . 2 c m . 1 2 . 2 . 8 对只能检定玻璃线纹尺的比长仪，可参照 1 2 条中各款进行，仅对 1 2 . 2 . 5 项改 为 : 用 2 0个间隔的测得值为最后检定结果: ( 0一 1 0 ) m m , ( 0一 2 0 ) mm ,， ( 0一 2 0 0 ) mm 。 四检定结果的处理 1 3 使用中的比

20、长仪周期检定时，可以只检查比长仪检定线纹尺的总不确定度和重复性 两项 。 1 4 经检定符合本规程要求的比长仪，发给检定证书。使用中的比长仪 3 年进行一次周 期检定 。 J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 附录 激光器、测温装置及折射率测t装置的检定要求 序号 检定项目检定要求 1 激光器的波长值 激光器的频率稳定度 激光器的波长漂移 总不确定度 U毛2 x 1 0 - 8 3 x 1 0 一 a 蕊 7 x1 0一 a 2 测温装置总不确定度 U0 . 0 2 3折射率测量装置总不确定度 U1 x1 0 一 7 J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 附录 2 测且环境下脉冲当

21、I t Q 。 的计算实例 设:正常状态下的脉冲当量为 Q o=0 . 0 7 9 1 0 2 4 7 2 5 y m ( 1 ) 测出标准尺的温度i s =2 0 . 1 4 5 C A l , =1 1 . 5 x 1 0 - 6 ( 2 0 一 2 0 . 1 4 5 ) x 1 0 6 =一 1 . 6 7 L m ( 2 ) 空气温度t=2 0 . 0 8 5 ( 3 ) 气压值p=9 9 8 5 8 . 7 P a ( 4 ) 干温度值 t j ( 5 ) 从附录 3中， =1 9 . 9 C ;湿温度值 t 二1 3 . 4 ( 6 ) 湿度f二。 根据 t 查得 e =1 1

22、. 5 x 1 3 3 . 3 P a 1 3 3. 3， 一2 =1 1 . 5 x 1 3 3 . 3一6 6 . 6 ( 1 9 . 9一1 3 . 4 ) = 1 1 0 0 . 0 5 P a ( 7 ) 按正文中公式 ( 4 )计算得 A l= ( 9 2 . 9 ( 2 0 . 0 8 5一2 0 ) 一0 . 2 6 8 ( 9 9 8 5 8 . 7 一1 0 1 3 2 5 ) =3. 9 1 ft m 5 x1 0 - 6 10e472 +0 . 0 4 2 0 1 0 0 . 0 5一1 3 3 3 ) ) x 1 0 ( 8 ) 按正文中公式 ( 5 )计算得 。一

23、全 一 + A lQn =( 一1 . 6 7+3 . 9 1 ) x 0 . 0 7 9 1 0 2 = 0 . 1 7 7 2 x 1 0 - K m ( 9 ) 按正文中公式 ( 6 )计算，得出测量环境下的脉冲当量 Q =Q o +A Q = 0 . 0 7 9 1 0 2 4 7 2 5 F c m +0 . 0 0 0 0 0 0 1 7 7 2 fL m = 0 . 0 7 9 1 0 2 6 4 9 7 u m J J G 3 3 1 - 1 9 9 4 附录 3 各种温度的饱和蒸气压表 0. 00 . 10. 20. 30 . 40. 50. 60. 70. 80 . 9 8

24、8. 08 . 18. 28. 28 . 38. 38. 48. 48 . 58 . 6 98. 68 . 78. 78. 88. 88 . 99. 09. 09 . 19. 1 1 09. 29 . 3 9. 3 9. 4 9 . 5 9. 5 9. 6 9 . 6 9 . 7 9 . 8 1 1 9. 89 . 91 0 . 01 0. 01 0. 11 0 . 21 0. 21 0. 31 0. 41 0. 4 1 21 0 . 51 0. 6 1 0 . 7 1 0 . 7 1 0. 8 1 0. 9 1 0. 91 1 . 01 1 . 11 1. 2 1 31 1 . 21 1 .

25、 31 1 . 41 1 . 51 1 . 51 1 . 61 1 . 71 1 . 81 1 . 81 1. 9 1 4 1 2 . 01 2. 11 2 . 11 2. 21 2. 31 2. 41 2. 51 2. 51 2. 61 2. 7 1 51 2 . 81 2. 91 3 . 01 3 . 0 1 3. 1 1 3. 2 1 3 . 3 1 3. 4 1 3. 5 1 3. 5 1 61 3 . 61 3. 71 3 . 81 3 . 91 4. 01 4. 1 1 4 . 2 1 4. 3 1 4. 41 4. 4 1 7 1 4 . 5 1 4. 6 1 4. 7 1 4

26、. 8 1 4. 91 5. 01 5 . 11 5 . 21 5. 31 5. 4 1 81 5 . 51 5. 6 1 5 . 7 1 5 . 8 1 5. 9 1 6. 0 1 6 . 11 6. 21 6. 31 6. 4 1 91 6 . 51 6. 61 6 . 71 6 . 8 1 6. 9 1 7. 0 1 7. 1 1 7 . 2 1 7. 31 7 . 4 2 0 1 7 . 5 1 7. 6 1 7. 81 7 . 91 8 . 01 8. 11 8 . 21 8 . 31 8. 41 8 . 5 2 1 1 8. 7 1 8. 8 1 8. 9 1 9 . 0 1 9

27、. 11 9. 21 9 . 31 9 . 51 9. 61 9 . 7 2 21 9 . 81 9. 92 0. 12 0 . 22 0 . 32 0. 42 0 . 62 0 . 72 0. 82 0 . 9 2 3 2 1 . 1 2 1. 2 2 1 . 3 2 1 . 5 2 1 . 621 . 72 1 . 82 2 . 02 2. 12 2 . 2 2 42 2. 42 2 . 52 2. 62 2. 82 2 . 92 3. 12 3. 22 3 . 3 2 3 . 5 2 3 . 6 2 52 3. 82 3 92 4. 02 4. 22 4 . 32 4. 52 4. 62

28、 4. 82 4. 92 5 . 1 2 62 5. 22 5 . 42 5. 52 5. 7 2 5 . 8 2 6. 0 2 6. 1 2 6 . 3 2 6. 42 6 . 6 2 72 6. 72 6 . 92 7. 12 7. 22 7 . 42 7. 5 2 7. 7 2 7 . 92 8 . 02 8. 2 2 82 8. 32 8. 52 8 . 72 8. 82 9. 02 9 . 22 9. 42 9. 52 9 . 72 9. 9 2 93 0. 13 0. 23 0. 43 0. 63 0. 73 0 . 93 1 . 13 1 . 33 1 . 53 1 . 6 3

29、03 1 . 83 2. 03 2 . 23 2. 43 2. 63 2. 73 2. 93 3. 13 3 . 33 3. 5 注: 表中 各种温 度的 饱和蒸气压值， 单位是m m H g ， 使用时应乘以1 3 3 . 3 P a . *草庐一苇草庐一苇*提供优质文档， 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件， 请发站内 信和我联系！我一定帮你解决！ 提供优质文档， 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件， 请发站内 信和我联系！我一定帮你解决！ 本人有各种国内外标准 20 余万个， 包括全系 列 GB 国标国标及国内行业行业及部门标准部门标准，全系列 BSI EN DIN JIS NF AS NZS GOST ASTM ISO ASME SSPC ANSI IEC IEEE ANSI UL AASHTO ABS ACI AREMA AWS ML NACE GM FAA TBR RCC 各国船级 社 船级 社 等大量其他国际标准。豆丁下载网址：豆丁下载网址： http:/