大量程百分表检定装置计量标准技术报告

计量标准技术报告

计

量标准名称计量标准负责人建 标 单 位 名 称 填 写 日 期

大量程百分表检定装置 1

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、计量标准的稳定性考核…………………………………………………( ) 八、检定或校准结果的重复性试验……………………………………………( ) 九、检定或校准结果的不确定度评定……………………………………( ) 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 随着地方经济的发展，各类指示仪表的不断增多，有必要建立该项计量标准，以便更好地服务社会。 二、计量标准的工作原理及其组成 大量程百分表： 先将检定仪和百分表分别对好零位，百分表示值误差是在正行程上进行检定的。检定仪移动规定分度后，在百分表上读取各点相应的误差值。由正行程检定得到的最大误差与最小误差之差值为百分表的示值误差。 组成： 由光栅式指示表检定仪、测力仪、万能工具显微镜、百分表、表面粗糙度比较样块组成。

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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 （0～50）mm 不确定度 检定周期制造厂及 或准确度等级 或复校间出厂编号 或最大允许误差 隔 MPE:±3μm 计量标准器检定或校准机构 主要配套设备 光栅式指示表检定仪 DS50K 百分表 （0-10）（0-10）mm mm Ra(6.3～0.012) μm ZLL-2 JX7 MPE:0.02mm 表面粗糙度样比较样块 Ra(6.3～0.012) μm （0-10）N MPE:（+12% ～-17%） 测力仪 万能工具显微镜 MPE:±2% （0-200）mm MPE：1μm+10× 10-6L 4

四、计量标准的主要技术指标 测量范围：（0～50）mm。 不确定度或准确度等级或最大允许误差：U=0.4μm k=2 五、环境条件 序号 项 目 要 求 实际情况 结 论 1 温 度 （20±8）℃ （20±5）℃ 合格 2 湿 度 ≤80% ≤80% 合格 3 4 5 6 5

六、计量标准的量值溯源和传递框图 上 一 级 计 量 器 具 本 级 计 量 器 计量标准名称：量块 准确度等级：三等 保存机构：研究院 直接测量法 计量标准名称：光栅指示表检定仪 测量范围：（0-50）mm 不确定度：U=0.40μm k=2 具 七、计量标准的重复性试验 下一级计量器 具 直接测量法 计量器具名称：大量程百分表 测量范围：（0-50）mm 准确度等级：MPE:±40μm 6

七、计量标准的稳定性考核 大量程百分表检定装置 的稳定性考核记录 考核时间 核查标准 测量条件 测量次数 2018年4月 2018年5月 2018年6月 2018年7月 14日 25日 20日 22日 名称：百分表 型号：/ 编号：/ 温度：20℃ 温度：22℃ 温度：21℃ 温度：22℃ 湿度：56% 湿度：55% 湿度：61% 湿度：55% 测得值（mm） 测得值（mm） 测得值（mm） 测得值（mm） 5.008 5.008 5.007 5.008 5.008 5.008 5.007 5.008 5.009 5.008 5.008 5.008 5.007 5.006 5.008 5.008 5.007 5.008 5.007 5.008 5.007 5.006 5.007 5.008 5.006 5.008 5.007 5.008 5.006 5.008 5.008 5.008 5.007 5.006 5.008 5.008 5.007 5.008 5.007 5.008 1 2 5 4 5 6 7 8 9 10 yi 5.0079 5.0075 0.0004 5.0071 0.0004 5.0075 0.0004 变化量yiyi1允许变化量 结 论 考核人员 合格 合格 合格 注：应当提供《计量标准的稳定性考核记录》。

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八、检定或校准结果的重复性试验 大量程百分表检定装置 的检定或校准结果的重复性试验记录 试验时间 2018年7月18日 名称 型号 编号 / 被测对象 百分表 测量条件 测量次数 温度：20℃ 湿度：57% 测得值（ μm ） 1.0 1.1 1.2 1.2 1.1 1.2 1.1 1.1 1.2 1.2 1.14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 y s(yi)(yi1niy)2 0.47 n1结 论 试验人员 合格 注：应当提供《检定或校准结果的重复性试验记录》。 8

九、检定或校准结果的测量不确定度评定 大量程百分表测量不确定度评定 1.概述 1.1 测量依据：JJG379-2009《大量程百分表检定规程》 1.2 环境条件：温度（20±8）℃，相对湿度≤80% 1.3 测量标准：光栅式指示表检定仪 1.4 被测对象：分度值为0.01mm，行程为50mm的百分表。 1.5 测量过程：先将检定仪和百分表分别对好零位，大量程百分表示值误差是在正行程的方向上每隔50个分度进行校准的。百分表移动规定分度后，在检定仪上读取各点相应的误差值，直到工作行程的终点。由正行程校准得到的最大误差与最小误差之差值为大量程百分表的示值误差。 1.6 评定结果的使用 在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。 2. 测量的数学模型 e＝△max－△min 式中：e——大量程百分表示值误差； △max——大量程百分表正行程上最大误差； △min——大量程百分表正行程上最小误差。 △max＝La－Ls；△min＝La’－Ls’ 式中：La——大量程百分表的示值； Ls——光栅式指示表检定仪的示值 3. 标准不确定度评定 3.1 输入量△max的标准不确定度u 3.1.1大量程百分表示值引起的不确定度分项u(La) 选取百分表示值20mm、30mm、40mm、50mm为测量点，把百分表装夹在指示表检定仪上，转动检定仪到指示表规定分度后，在检定仪上读取该点示值作为一次测量过程。然后取下百分表再重新进行装夹测量，连续测量10次， 标准偏差为： s20＝3.0（m） s30＝3.0（m） s40＝3.1（m） s50＝3.0（m） 3.1.2 光栅式指示表检定仪引起的不确定度分项u(Ls) 3.1.2.1光栅式指示表检定仪示值误差引起的不确定度分项u(Ls1) 9

光栅式指示表检定仪示值误差为2.8μm，认为其服从均匀分布，故 u (Ls1)＝2.8/3＝1.62（m） 3.1.2.2指示表检定仪测杆测量面与旋转轴垂直度引起的不确定度分项u(Ls2) 百分表测头和光栅式指示表检定仪测杆测量面接触点，对旋转轴的偏离△R由百分表座与百分表检定仪测杆的同轴度△R1和百分表装夹倾斜引起的偏离△R2之和。 △R＝△R1＋△R2 因△R1＝0.1mm，△R2＝L×sinθ。 根据规程要求θ＝±0.002rad，又因θ值很小，sinθ≈θ＝±0.002rad，L＝50mm。则 △R＝△R1＋△R2＝0.1＋50×0.002≈0.2（mm） 光栅式指示表检定仪测杆测量面与旋转轴垂直度S为0.0003 rad，故垂直度引起的轴向变化量为 △S＝△R×S ＝0.12×103×0.0003＝0.036（m） 该误差为均匀分布，故 u(Ls2)＝△S /3＝0.036 /3＝0.021（m） 3.1.2.3测力变化引起的不确定度分项u(Ls3) 百分表与光栅式指示表检定仪的接触为球面对平面接触，测力引起的变形量δ为 δ＝k3 式中：k—— 系数，当指示表检定仪的测杆材料为硬质合金，百分表的测头材料为钢时， k＝1.5×9.8-（2/3）m (mm)1/3(N) -（2/3）； p——测力值，p＝1.0N； d——测头直径，d＝2.5mm。 由此得 △δ＝（2k/3）×d-(1/3)p-(1/3)△p 式中：△δ——测头测力变化引起的变化量； △p——测头测力变化允许值，△p＝0.5N。 △δ＝（2k/3）×d-(1/3)p-(1/3)△p＝0.08（m） 认为其服从均匀分布，故 u(Ls3)＝△δ/ ＝0.008 / ＝0.05（m） 3.1.2.4大量程百分表和光栅式指示表检定仪之间的温度差 百分表和检定仪之间的温度差δT，以等概率落在±1℃范围内，取矩形分布（分布因子b=0.6）线膨胀系数假定为a=11.5×10-6℃-1,受检点L=50mm,则 uWD=L.a. δT.b=50mm×11.5×10-6℃-1×0.6=0.34μm

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3.1.2.5大量程百分表和光栅式指示表检定仪之间的线膨胀系数差 假定百分表和检定仪之间存在线膨胀系数差δa=±2×10-6℃-1，取三角分布，分布因子b=0.4,检定温度对20℃的最大偏差△t为±8℃，受检点L=50mm,则 uXC= L. △t. δa.b=50×8℃×2×10-6℃-1×0.4=0.32μm 3.1.2.6指示表检定仪引起的不确定度分项u(Ls)的计算 标准不确定度 u2＝1.69（m） 3.1.3输入量的标准不确定度u的计算 标准不确定度 u＝u1u2＝3.44（m） 224. 合成标准不确定度 4.1传播系数 (灵敏系数) 灵敏系数： c1＝δe /δ△max＝1 c2＝δe /δ△min＝-1 4.2 合成标准不确定度 输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到 根据： uC2＝∑［δf/δxi］2u(xi)2 得 22222u c＝c1u1+ c2u2 u c1＝3.44（m） u c2＝3.44（m） u c3＝3.53（m） u c4＝3.44（m） 5. 扩展不确定度 取置信概率95%， k＝2 在20mm得 U＝k×uc(△L)＝2×3.44≈6.9（m） 在30mm得 U＝k×uc(△L)＝2×3.44≈6.9（m） 在40mm得 U＝k×uc(△L)＝2×3.53≈7.1（m） 在50mm得 U＝k×uc(△L)＝2×3.44≈6.9（m） 6．测量结果报告： 在40mm处不确定度最大 U=7.1（m） k2

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十、检定或校准结果的验证 选一支规格为（0-50）mm指示表（分度值0.002mm），自测一组数据后，送法定计量检定机构测得的一组数据为检定结果合格。其测量值如下： 受检定尺寸(mm) 0.20 0.80 1.00 1.60 2.00 上级检定结果(μm) +2 +1 +2 +1 +2 本装置检定结果(μm) +2 +1 +2 +2 +2 比对结果差值(μm) 0 0 0 -1 0 比对结果最大差值为1μm，两组数据之差未超过被检对象允许误差的2/3，符合要求。该装置的总不确定度得到验证。

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十一、结论 经验证，该装置的各项性能均达到大量程百分表检定规程的要求，可以开展大量程百分表的检定工作。 十二、附加说明 JJG379-2009 大量程百分表检定规程

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