機械式比較儀規(guī)程

1機械式比較儀檢定規(guī)程本規(guī)程適用于分度值為0.5μm,1μm,2μm,5μm,10μm的機械式比較儀(以下簡稱比較儀)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗。2引用文獻GB/T6320—1997杠桿齒輪比較儀使用本規(guī)程時，應(yīng)注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。3概述比較儀是利用杠桿和齒輪傳動、單純的杠桿傳動和齒條齒輪傳動，把測桿的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樈俏灰频挠嬃科骶?。主要用于測量制件的形狀和位置誤差，以及用比較法測量制件的尺寸。其外形見圖1和圖2。1一指針；2—分度盤；3—調(diào)零裝置；4—裝夾套筒；5—測桿；6一測帽圖2杠桿式或杠桿齒輪式1—分度盤；2—指針；3—表殼；4—裝夾套筒；5—測桿；6-測帽比較儀的工作臺分為固定式和可調(diào)式兩種?？烧{(diào)式工件臺的外形如圖3所示。4計量性能要求4.1裝夾套筒的直徑2圖3可調(diào)式工作臺式1—底座；2—立柱；3—臂架；4一表頭；5—緊固螺絲；6—測帽；7—工作臺；8—調(diào)整制動螺絲應(yīng)不超過表1的規(guī)定。表1裝夾套筒的直徑mm0-0.0150-0.0214.2指針與分度盤的相對位置4.2.1測桿在自由狀態(tài)下，指針應(yīng)位于“-”分度外5個以上分度位置。4.2.2指針末端應(yīng)與分度盤上的刻線方向一致，不得有目力可見的歪斜。4.2.3指針末端應(yīng)蓋住分度盤上的短刻線長度的(30～80)%。4.2.4指針末端上表面與分度盤表面的距離不得大于0.7mm。4.3指針末端和分度盤刻線寬度應(yīng)不超過表.2的規(guī)定。表2指針末端和分度盤刻線寬度指針末端和刻線寬度0.1～0.150.1～0.24.4工作臺的工作面和測帽測量面的表面粗糙度應(yīng)不超過表3的規(guī)定。3表3工作臺的工作面和測帽測量面的表面粗糙度μm表面粗糙度R,0.05鋼制或人造剛玉R,0.05硬質(zhì)合金4.5工作臺工作面的平面度應(yīng)不超過表4的規(guī)定。表4工作臺工作面的平面度工作臺類型工作臺尺寸/mm平面度/μm1(只許凸)1(只許凸)4.6可調(diào)式工作臺的可調(diào)性表5工作臺與測帽測量面的平行度分度值/mm平行度/分度4.7固定式工作臺面與測量軸線的垂直度垂直度應(yīng)不超過5'(或0.012mm/8mm)。4.8測力應(yīng)不超過表6的規(guī)定。表6測力裝夾套筒直徑/mm最大測力/N單向行程測力變化/N同點正反向測力差/N24.9測桿受徑向力對示值的影響應(yīng)不超過表7的規(guī)定。4.10重復(fù)性應(yīng)不超過表8的規(guī)定。4表7測桿受徑向力對示值的影響分度值/mm測桿受徑向力對示值的影響/分度分度值/mm要求/分度首次檢定后續(xù)檢定和使用中檢驗注：表中d。為極差系數(shù)。應(yīng)不超過表9的規(guī)定。表9求值誤差分度首次檢定，后續(xù)檢定±30內(nèi)±30外注：示值誤差是比較儀測桿在垂直向下狀態(tài)時檢定的。4.12回程誤差應(yīng)不超過表10的規(guī)定。表10回程誤差分度值/mm回程誤差/分度首次檢定后續(xù)檢定15通用技術(shù)要求5.1外觀5.1.1分度盤各刻線應(yīng)清晰平直，不應(yīng)有目力可見的斷線和粗細(xì)不勻；分度盤上應(yīng)有5“+”和“-”符號；表蒙應(yīng)透明潔凈無明顯的劃痕和影響讀數(shù)的波紋及氣泡；各部位不應(yīng)有碰傷、銹跡、明顯的劃痕、脫漆、脫鉻和毛刺以及影響外觀的其它缺陷；表體的密封應(yīng)良好。5.1.2表頭上應(yīng)標(biāo)有制造廠名或商標(biāo)、標(biāo)志、分度值和出廠編號。5.1.3后續(xù)檢定的比較儀，允許有不影響使用的外觀缺陷。5.2各部分相互作用5.2.1表頭在任意位置時，測桿的移動和指針的回轉(zhuǎn)均應(yīng)平穩(wěn)靈活，無阻滯或卡住現(xiàn)象；指針移動范圍應(yīng)超過分度盤的示值范圍。5.2.2儀器臂架與工作臺的升降要平滑，無手感空程現(xiàn)象；各緊固螺釘作用應(yīng)可靠。5.2.3零位調(diào)整裝置作用應(yīng)平穩(wěn)可靠，其調(diào)整范圍應(yīng)不少于5個分度。5.2.4有軟線撥叉的，其作用應(yīng)可靠。5.2.5測桿行程應(yīng)大于示值范圍2mm(測桿由平行片簧支承的除外)。6計量器具控制計量器具控制包括：首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗。6.1檢定條件6.1.1檢定室內(nèi)溫度及平衡時間：見表11。表11檢定室內(nèi)溫度及平衡時間分度值/mm室溫/℃每小時溫度變化不大于(℃)平衡溫度時間不少于(h)表頭帶工作臺比較儀20±5416.1.2檢定室內(nèi)濕度應(yīng)不超過80%RH。6.1.3檢定設(shè)備檢定設(shè)備見表12。6.2檢定項目比較儀檢定項目見表12。表12檢定項目和主要檢定設(shè)備序號主要檢定設(shè)備首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗1+++2各部分相互作用+++3裝夾套筒直徑1級千分尺+一一6表12(續(xù))序號主要檢定設(shè)備首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗4指針與分度盤的相對位置+.一一5指針末端和分度盤刻線寬度工具顯微鏡+一一6工作臺工作面和測帽測量面的表面粗糙度表面粗糙度比較樣塊+一一7工作臺工作面的平面度2級平晶++一8可調(diào)式工作臺的可調(diào)性4等量塊、平面測帽++一9固定式工作臺面與測量軸線的垂直度1級三針、窄平面測帽+一一分度值不大于0.1N的測力計+一一測桿受徑向力對示值的影響半圓柱側(cè)塊(量塊附件)十一一重復(fù)性4等量塊+++示值誤差2,3,4,5等量塊，三珠工作臺++一回程誤差回程誤差檢具或儀器十+一注：表中“+”表示應(yīng)檢項目，“-”表示可不檢項目。6.3檢定方法目力觀察。6.3.2各部分相互作用試驗與目力觀察。6.3.3裝夾套筒直徑用1級千分尺檢定。6.3.4指針與分度盤的相對位置試驗與目力觀察。有爭議時，用工具顯微鏡檢定。6.3.5指針末端與分度盤刻線寬度在工具顯微鏡上檢定，應(yīng)至少任意抽檢3條刻線。6.3.6工作臺工作面和測帽測量面的表面粗糙度用表面粗糙度樣塊比較檢定。6.3.7工作臺工作面的平面度用2級平晶以技術(shù)光波干涉法檢定(邊緣1mm不計)。6.3.8可調(diào)式工作臺的可調(diào)性7在測桿上安裝直徑為8mm的平面測帽，在工作臺上放置一塊尺寸為(5～10)mm的4等量塊，調(diào)整比較儀，使測帽與量塊接觸，同時使指針指示零位或鄰近的某一分度，借助工作臺調(diào)整螺釘將工作臺調(diào)至與測帽測量面平行。當(dāng)量塊的同一部位依次地與平面測帽在相互垂直的四個方位接觸，每一方位的接觸位置為測帽直徑的1/4。在四個方位讀數(shù)，最大值與最小值之差應(yīng)符合要求。6.3.9固定式工作臺面與測量軸線的垂直度將直徑為8mm的窄平面測帽安裝在測桿上，將一塊尺寸為(5～10)mm的4等量塊放置在工作臺上，并使量塊的長邊與測帽長邊平行。然后將一根直徑1mm左右的1級三針放在測帽和量塊之間，三針的軸線應(yīng)垂直于測帽長邊。調(diào)整比較儀，使三針與測帽的一端離邊緣0.5mm處接觸，并使指針指示在某一分度為a?,移動三針到另一端距邊緣0.5mm處讀數(shù)為a?。將測帽轉(zhuǎn)180°,重復(fù)上述檢定得讀數(shù)br和b?。則在此方位的垂直度檢定結(jié)果△,為/2再將測帽轉(zhuǎn)90°,按上述方法檢定，求得另一方位的△?。則其垂直度△為6.3.10測力用分度值不大于0.1N的測力儀在比較儀工作行程的始、中、末三個位置上檢定。正向(壓縮測桿的方向)測力檢定完畢后，繼續(xù)使指針轉(zhuǎn)過約5個分度，再反向在上述三個位置進行檢定。檢定結(jié)果應(yīng)符合要求。6.3.11測桿受徑向力對示值的影響將比較儀安裝在臂架上或剛性較好的表架上，調(diào)整其測量軸線垂直于平工作臺面，將半徑約為10mm的半圓柱測塊(量塊附件)放在平工作臺上。調(diào)整比較儀和測塊接觸，使比較儀處于示值范圍的起始位置附近，將測塊沿工作臺面的前、后、左、右四個位置分別移動兩次，當(dāng)比較儀球面測帽與半圓柱測塊接觸到指針指示最大值時進行讀數(shù)。8個讀數(shù)中最大與最小值之差應(yīng)符合要求。這一檢定還應(yīng)在示值范圍的中、末兩位置進行。6.3.12重復(fù)性將比較儀安裝在臂架上或剛性較好的表架上，調(diào)整其測量軸線垂直于工作臺面，工作臺上放置一塊(5～10)mm的4等量塊，調(diào)整比較儀，使球面測帽與量塊接觸。在示值范圍的始、中、末三個位置附近分別使指針對準(zhǔn)某一分度，移動測桿各5次，5次中最大讀數(shù)值與最小讀數(shù)值之差除以極差系數(shù)d。(d。=2.33)作為該位置的檢定結(jié)果。三個位置的檢定結(jié)果均應(yīng)符合要求。6.3.13示值誤差6.3.13.1比較儀示值誤差檢定時所用相應(yīng)準(zhǔn)確度等級的量塊見表13。6.3.13.2將裝有球面測帽的表頭夾持在臂架上，工作臺上放置三珠工作臺或瑪瑙工作臺，調(diào)整其中心處于測量軸線上，然后以相應(yīng)準(zhǔn)確度等級的量塊每間隔10個分度進行一點檢定。8表13比較儀示值誤差檢定用量塊要求分度值/μm量塊等級124等55等檢定正向分度示值誤差時，以所用量塊中尺寸最小的量塊對零，然后以尺寸遞增的方式依次放入其它尺寸的量塊，檢定各受檢點的示值，在比較儀上讀數(shù)。檢定負(fù)向分度示值時，則以所用量塊中尺寸最大的量塊對零，以尺寸遞減的方式依次放入其它尺寸的量塊，檢定各受檢點示值，在比較儀上讀數(shù)。每一受檢點進行三次檢定讀數(shù)，取平均值作為測得值r;。各受檢點的示值誤差δ;按下式計算：δ=△r;-(△l?-△l?)(μm)比較儀的示值誤差，也可用相同準(zhǔn)確度的其它方法進行檢定。但仲裁檢定用上述方6.3.14回程誤差6.3.14.1檢定比較儀回程誤差的檢具或儀器應(yīng)符合表14要求。表14檢定比較儀回程誤差的檢具或儀器要求比較儀分度值/mm檢具或儀器的回程誤差/μm6.3.14.2比較儀回程誤差應(yīng)在比較儀測量范圍內(nèi)的始、中、末的三個位置上進行檢將比較儀表頭安裝在檢具或儀器上，使指針由分度盤的“-”(或“+”)方向轉(zhuǎn)至受檢點，記下檢具或儀器的讀數(shù)。接著，使指針由該受檢點繼續(xù)轉(zhuǎn)動幾個分度，再反方向回到檢具或儀器原位置，比較儀指針回不到原位的差值即為該受檢點的檢定結(jié)果。各受檢點的檢定結(jié)果均應(yīng)符合要求。在檢定過程中，中途不得任意改變比較儀指針的回轉(zhuǎn)方向，也不應(yīng)對比較儀和檢具9或儀器作任何調(diào)整。6.4檢定結(jié)果的處理經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的發(fā)給檢定證書；不符合要求的發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項目。6.5檢定周期檢定周期可根據(jù)使用的具體情況確定，一般不超過1年。JJG39—2004附錄A機械式比較儀示值誤差測量結(jié)果不確定度分析A.1測量方法示值誤差是用相應(yīng)準(zhǔn)確度等級的量塊，對比較儀按間隔10個分度進行檢定。A.2測量模型A.3靈敏系數(shù)和方差A(yù).4不確定度來源A.4.1讀數(shù)誤差引入的不確定度分量u?A.4.2量塊不確定度、溫度差和線脹系數(shù)差引入的不確定度分量u?A.5不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值讀數(shù)誤差1量塊、溫度、線脹系數(shù)量塊線脹系數(shù)溫度A.6計算標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量A.6.1讀數(shù)誤差引入的不確定度分量u?角分布，估計其相對不確定度為25%。則A.6.2量塊檢定不確定度、溫度差和線脹系數(shù)差引入的不確定度分量u?JJG39—2004A.6.2.1量塊檢定不確定度引入的不確定度分量u?證書給出2等量塊的不確定度為(0.05+0.5L),k=2.7,則uzn=0.05/2.7×√2=0.025(μm)證書給出5等量塊的不確定度為(0.5+5L),k=2.7,則u?np=0.5/2.7×√2=0.25(μm)A.6.2.2比較儀和量塊線脹系數(shù)給出的不確定度分量u?6。的界限為±1×10~?℃-',三角分布，相對不確定度10%,當(dāng)L?=0.015mm和L?Uz?=1×10-?C-1/√6L?△t=1×10-?C-1/√6×0.015×103×5℃=0.000015(μm)Un=1×10-?C-1/√6L?△t=1×10-6C-1/√6×0.3×103×5℃=0.000035(μm)A.6.2.3比較儀和所用量塊的溫度差給出的不確定度分量uzg它們之間存在溫度差，以等概率落在±1℃范圍內(nèi)。相對不確定度為50%,則u???=L,×a×0.6℃=0.015×103×11.5×10-?℃-1×0.6℃=0.0001μmu??=L×α×0.6℃=0.002(μm)u?=√n+ua+u=√0.0252+0.00012+0.000032=0.025(μm)=0.25(μm)A.7合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u。=0.038(μm)=0.69(μm)Ug?=u?k=0.038×2=0.076(μm)U?s=u?k=0.