指示表检定仪标准装置

计量标准技术报告计量标准名称指示表检定仪标准装置计量标准负责人建标单位名称（公章）填写日期2016年6月28日目录一、建立计量标准的目的…………………………………………………………(1)二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………(1)三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………(2)四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………(3)五、环境条件……………………………………………………………………(3)六、计量标准的量值溯源和传递框图…………………………………………(4)七、计量标准的重复性试验……………………………………………………(5)八、计量标准的稳定性考核……………………………………………………(6)九、校准结果的测量不确定度评定……………………………………………(7)十、校准结果的验证…………………………………………………………(11)十一、结论……………………………………………………………………(12)十二、附加说明…………………………………………………………………(12)1一、建立计量标准的目的计量标准在计量检定系统中起着传递量值承上启下的作用，是将各项计量基准复现的单位量值传递到生产贸易和科学技术等使用第一线的纽带，是实现量值统一的基础。因此为了保证量值准确可靠必须建立计量标准。二、计量标准的工作原理及其组成本标准装置工作原理：光栅式指示表检定仪是利用光栅测长原理，把直线位移变成电信号，经转换电路，将脉冲信号进行记数和显示，打印出检定数据和结果。其检定框图如下：指示类量具光栅式指示表检定仪2三、计量标准器及主要配套设备计量标准器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光栅式指示表检定仪DS10K0～10mm全程误差≤1.4μm，回程误差≤0.4μm北京德上科技有限公司2100北京市计量检测科学研究院1年主要配套设备测力计DSMT13四、计量标准的主要技术指标光栅式指示表检定仪：测量范围：（0～50）mm测量精度：全程最大误差≤3.0μm；回程误差≤0.5μm；任意2mm内≤1.0μm；任意10mm内≤2.0μm。五、环境条件序号项目要求实际情况结论1温度(20±10)℃(20±5)℃符合要求2湿度≤80%RH≤80%RH符合要求3564六、计量标准的量值溯源和传递框图上级计量标准本公司计量标准工作计量器具标准器名称：标准量块测量范围：（0.5～100）mm准确度等级：三等标准器名称：光栅指示表检定仪测量范围：（0～50）mm准确度等级：全程误差≤3.0μm任意≤2.0μm各种（指针式、数显式）指示表测量范围：（0～10）mm准确度：百分表全程误差≤20μm千分表全程误差≤12μm比较法直接测量法5七、计量标准的重复性试验在重复性条件下，用本计量标准装置光栅式指示表检定仪测量一只稳定性良好，测量范围为(0~1)mm，分度值为0.001mm的数显式千分表，最大允许示值误差Δd=±0.003mm，在1mm的测量点上进行重复10次测量，得到测量列如下表所示：次数12345实测值(mm)1.0001.0001.0001.0011.000次数678910实测值(mm)1.0001.0001.0011.0001.000平均值为niiLnL11=1.0002mm用贝塞尔公式算得观测值的实际标准差：1)(12nLLsnii0.422μm实际数据是在三次读数取平均值的情况下得到，故u=s/3=0.24μm小于测量结果不确定度评定中所采用的重复性数据s=0.298μm。综上所述，本计量标准装置的测量重复性考核符合JJF1033-2008考核规范要求。6八、计量标准的稳定性考核选定稳定性良好的一只数显式千分表，分辨力为0.001mm，测量范围(0～1)mm，最大允许示值误差Δd=±0.003mm，在1mm检测点每月用光栅式指示表检定仪进行10组测量，每组测量结果的平均值如下表所示：计量标准名称考核对象允许变化量稳定性试验数据校准指示类量具标准器组光栅式指示表检定仪1.0μm日期测量结果变化量结论2010.61.000μm1μm其变化量未超过标准器的允许变化量，故合格2010.71.000μm2010.81.000μm2010.91.001μm日期测量结果变化量结论符合JJF1033-2008考核规范要求。7九、校准结果的测量不确定度评定指示表示值误差测量结果的不确定度评定1.适用范围：本不确定度评定方法适用于指针式、数显式指示表。2.依据标准：依据JJG34-2008《指示表（指针式、数显式）》检定规程。3.环境控制：温度（20±10）℃；相对湿度45%RH～80%RH。4.使用标准器：采用电动型光栅式指示表检定仪进行校准。它的主要技术指标如表1-1所示。表1-1光栅式指示表检定仪主要技术指标项目各项参数测量范围（0~50）mm示值分辨率0.1μm测量精度任意2mm内≤1.0μm，任意10mm内≤2.0μm，全程最大误差≤3.0μm，回程误差≤0.5μm，5.校准方法：依据JJG34-2008《指示表（指针式、数显式）》检定规程6.3.11，检定时，将指示表可靠地紧固在检定仪上，使测杆处于垂直向下或水平状态，对于指针式指示表，压缩测杆使指示表对“零”，对于数显式指示表，压缩测杆约0.1mm至0.2mm,将检定仪和指示表置“零”后开始检定，在测杆正行程方向上，选择相应的检定间隔进行检定直至全行程，继续压缩测杆10分度左右，再进行反向检定。指示表的全量程示值误差由正行程内各受检点误差的最大值与最小值之差确定。6．评定结果的使用在满足上述校准条件下，一般均可采用本不确定度的评定方法给出相应的评定结果。7．数学模型现对分辨力为0.005mm量程为10mm的数显式指示表和分辨力0.001mm，量程为1mm的数显式指示表的示值误差测量结果不确定度进行分析：根据JJG34-2008指示表的全量程示值误差为正行程内各受检点误差的最大值和最小值只差，即：minmaxee指示表各受检点的示值误差e：sssdddsdtLtLLLe式中：e——指示表示值误差，单位为mm；dL——指示表的示值（标准条件下），单位为mm；8sL——检定仪的示值（标准条件下），单位为mm；sd、—分别为指示表和检定仪的膨胀系数；Δtd，Δts—分别为指示表和检定仪偏离参考温度20℃的数值。8.输入量的标准不确定度评定对于指示表各受检点示值误差进行单独分析。8.1测量重复性引入的标准不确定度分量u1测量重复性，可以通过连续测量得到测量值，采用A类评定法评定：在相同的条件下，对指示表（分辨力0.005mm）中的10mm点重复测量10次，得到一个测量列：10.000mm、10.005mm、10.000mm、10.005mm、10.000mm、10.000mm、10.000mm、10.000mm、10.000mm、10.000mm，其测量列平均值为：L=10.001mm通过计算得到单次测量的实验标准差s=1)(2nLLi=0.00211mm，实际测量情况是在重复性条件下连续测量2次，以2次测量的平均值作为测量结果，则可以得到：2/1psu1.48μm按同样的方法对分辨力为0.001mm，量程为1mm的数显式指示表进行实验标准偏差ps0.422μm，实际测量情况是在重复性条件下连续测量2次，以2次测量的平均值作为测量结果，则可以得到：2/1psu0.298μm8.2光栅式检定仪的示值误差引入的标准不确定度分量u2根据检定仪的检定规程要求，示值误差在10mm范围内为不大于2μm，在任意1mm范围内为0.5μm，其分布为三角分布。对于量程为10mm分度值为0.005mm的数显式指示表：u2=2/6=0.82μm对于量程为1mm分度值为0.001mm的数显式指示表：u2=0.5/6=0.20μm8.3指示表和检定仪的线膨胀系数引出的标准不确定度分量：其界限为：±2×10-6℃-1，按均匀分布，根据规程要求环境温度在t=(20±10)℃范围内，Δt=10℃，对于分度值为0.005mm的指示表在10mm处：u3=2×10-6/3=1.15×10-6（℃-1）对于分度值为0.001mm的指示表在1mm处：u3=2×10-6/3=0.012（℃-1）8.4指示表和检定仪温度变化引出的标准不确定度分量：温度变化引起的误差：9)20(tL其中：L——检定点的示值——材料的线膨胀系数，α=11.5×10-6/℃t——实际温度，依据规程要求，t=(20±10)℃指示表和检定仪在相同状态下，温度变化以等概率分布，则其引起的不确定度分量为：u4=Δ/3，假定它们之间的温差落在±1℃范围内，故：对于分度值为0.005mm的数显式指示表在10mm处u4=1/3=0.58℃对于分度值为0.001mm的数显式指示表在1mm处u4=1/3=0.58℃9.合成标准不确定度的评定9.1灵敏系数根据数学模型sssdddsdtLtLLLe：令sda，sdttt取sdLLL，sd则tsdLtLLLe故其灵敏系数：tLectLecLecLectasd//1/1/43219.2标准不确定度汇总表分度值为0.005mm的数显式指示表（L=10mm）的标准不确定度汇总于表4-1表4-1标准不确定度汇总表标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度值灵敏系数ci∣ci∣u(xi)（μm）u1测量重复性1.48μm11.48u2检定仪的示值误差0.82μm-10.82u3指示表和检定仪的线膨胀系数1.15×10-6℃-1LΔt0.12u4指示表和检定仪的温度差0.58℃Lα0.06710分度值为0.001mm的数显式指示表（L=1mm）的标准不确定度汇总于表4-2表4-2标准不确定度汇总表标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度值灵敏系数ci∣ci∣u(xi)（μm）u1测量重复性0.298μm10.298u2检定仪的示值误差0.20μm-10.20u3指示表和检定仪的线膨胀系数1.15×10-6℃-1LΔt0.012u4指示表和检定仪的温度差0.58℃Lα0.00679.3合成标准不确定度的计算各引入标准不确定度分量之间相互独立，则合成标准不确定度如下：指示表（分辨力为0.005mm，L=10mm）时：2222224223222212c92.2067.012.081.048.1)()(muLutLuuuuc=1.71μm指示表（分辨力为0.001mm，L=1mm）时：222222422322212129.00067.0012.020.0298.0)()(muLutLuuuCuc=0.36μm10.扩展不确定度的评定取k=2，则：指示表（分辨力为0.005mm，L=10mm）时：U=2·k·uc=2×2×1.71=4.8μm指示表（分辨力为0.001mm，L=1mm）时：U=2·k·uc=2×2×0.36=1.0μm11.扩展不确定度表示分辨力为0.005mm指示表在L=10mm处的示值误差扩展不确定度为U=4.8μm，k=2；分辨力为0.001mm指示表在L=1mm处的示值误差扩展不确定度为U=1.0μm，k=2；11十、校准结果的验证本计量标准中的光栅式指示表检定仪的测量不确定度验证采用传递比较验证法。用本计量标准中的电动型光栅式指示表检定仪测量一只稳定性良好的数显式百分表，分辨力为0.005mm，测量范围(0~10)mm，最大允许示值误差Δd=±0.015mm，在5.00mm同一个测量点上进行测量，得到测量结果为y=5.005mm，其测量不确定度U=4.8μm，选3等标准量块对同一只数显式百分表5.000mm处进行重复测量得到的测量结果为y0=5.001mm，其测量不确