JJG 219-2008標準軌矩鐵路軌距尺

中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程2008-02-13發(fā)布2008-03-01實施國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布JJG219—2008 2引用文獻 4概述 5計量性能要求 5.1顯示裝置 5.3兩端搭軌面對其公共平面的平行度 5.4水平零位誤差 5.5超高的示值誤差和重復性 5.6軌距的示值誤差和重復性 6通用技術要求 6.2各部分相互作用 6.3絕緣性能 6.4顯示時間 7計量器具控制 7.1檢定條件 7.2檢定項目 7.3檢定方法 7.4檢定結果的處理 7.5檢定周期 附錄A軌距尺檢定結果的測量不確定度評定 附錄B鐵路軌距尺檢定器結構示意圖 附錄C軌距尺修正值表 附錄D鐵路軌距尺檢定記錄表格式 附錄E檢定證書和檢定結果通知書內頁格式 1標準軌距鐵路軌距尺檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于標準軌距的標尺類、數顯類鐵路軌距尺(以下簡稱軌距尺)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗，也可供其他鐵路軌距尺的量值溯源時參考。2引用文獻本規(guī)程引用下列文獻：JJF1001—1998《通用計量術語及定義》JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》JJF1094—2002《測量儀器特性評定》JJF1130—2005《幾何量測量設備校準中的不確定度評定指南》使用本規(guī)程時，應注意使用上述引用文獻的現行有效版本。3術語超高掉頭誤差軌距尺在互為180°的方向上對同一超高兩次測量讀數代數和的絕對值即為超高掉頭誤差。4概述軌距尺是用于測量鐵路線路軌距、水平以及超高等的鐵路專用計量器具。軌距尺的測量范圍見表1。其準確度分為0級、1級、2級三個等級，0級軌距尺用于測量允許速度不超過350km/h的鐵路線路，1級軌距尺用于測量允許速度不超過250km/h的鐵路線路，2級軌距尺用于測量允許速度不超過160km/h的鐵路線路。軌距尺結構形式示意圖見圖1和圖2。項目名稱測量范圍軌距標尺類數顯類查照間隔(1391)護背距離(1348)水平(超高)標尺類以長水泡或超高板為超高顯示裝置的軌距尺測量范圍為(0～+150)mm;0級和1級按數顯類要求數顯類JJG219—200823軌距尺準確度等級分度值(標尺類)分辨力(數顯類)水平(超高)0級1級2級軌距、查照間隔和護背距離0級1級2級5.1.2標尺類軌距尺的軌距標尺5.1.2.1標尺刻線標尺刻線寬度為(0.10～0.30)mm范圍內，同一標尺刻線寬度差不大于0.07mm。5.1.2.2標尺線紋示值誤差標尺毫米分度及三段尺寸的每段尺寸自始端到終端的線紋示值誤差均不超過±0.10mm。5.1.2.3指示刻線指示刻線寬度為(0.10～0.20)mm范圍內。5.1.2.4標尺與指示刻線面的間隙標尺與指示刻線面之間應平行，其間隙不大于1mmo5.1.3標尺類軌距尺的超高顯示裝置5.1.3.1度輪盤顯示裝置度輪盤顯示裝置，指針末端寬度不大于0.20mm,度輪盤與指針之間應平行，其間隙不大于1mm。5.1.3.2長水泡或超高板顯示裝置長水泡或超高板顯示裝置，分度線寬度為(0.15～0.30)mm范圍內，同一裝置分度線寬度差不大于0.10mm。5.2.1測量面的表面粗糙度測量面的表面粗糙度，首次檢定不大于R,3.2μm,后續(xù)檢定不大于R,6.3μm。5.2.2自搭軌面起的有效高度自搭軌面起的有效高度為16mm±0.20mm。5.2.3測量面對搭軌面的垂直度測量面對搭軌面的垂直度不大于0.05mm。5.3兩端搭軌面對其公共平面的平行度兩端搭軌面對其公共平面的平行度符合表3的規(guī)定。45.4水平零位誤差水平零位誤差符合表3的規(guī)定。5.5超高的示值誤差和重復性超高的示值誤差、掉頭誤差和示值重復性符合表3的規(guī)定。mmmm準確度等級搭軌面平行度水平零位最大允許誤差水平(超高)示值最大允許誤差水平(超高)掉頭誤差水平(超高)示值重復性0級限采用I級檢定器進行1級2級掉頭誤差不適用于以水泡或超高板為超高顯示裝置的軌距尺5.6軌距的示值誤差和重復性軌距的示值誤差和重復性符合表4的規(guī)定。mm表4軌距的示值誤差和重復性mm結構形式示值最大允許誤差示值重復性標尺類單點示值數顯類軌距查照間隔護背距離6通用技術要求6.1外觀軌距尺各部件無銹蝕、碰傷及表面涂鍍層脫落等缺陷，尺身不得有目視可見的彎曲，后續(xù)檢定和使用中檢驗，允許有不影響使用質量的外觀缺陷。軌距測頭測量面應呈木制軌距尺尺身必須經過干燥處理，不得有影響使用的結疤、蟲蝕等缺陷。數顯類軌距尺具有中文提示信息，顯示的數字和符號清晰完整；標尺類軌距尺的示值顯示標記清晰完整。在軌距尺的明顯位置上，裝標有軌距尺名稱、型號、準確度等級、制造年月、制造56.2各部分相互作用滑動、轉動部件和操作拉手的工作狀態(tài)靈活可靠，不得有影響滑動、轉動的缺陷。6.3絕緣性能在DC500V電壓下，連續(xù)試驗不少于1min,絕緣電阻值不小于1MΩ。6.4顯示時間數顯軌距尺活動測頭自停止機械運動至穩(wěn)定顯示測量結果(允許1個字的跳動)的時間不大于2s。7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。7.1檢定條件7.1.1環(huán)境條件軌距尺的檢定環(huán)境溫度為20℃±7℃(數顯類軌距尺的檢定環(huán)境溫度為20℃±5℃),每小時溫度變化不大于1℃,濕度不大于85%RH。檢定前，軌距尺與軌距尺檢定器(簡稱檢定器，其結構示意圖見附錄B)和其他必要的計量器具，溫度平衡時間不少于2h。7.1.2檢定用設備檢定用設備見表5。7.2檢定項目檢定項目見表5。表5檢定項目和檢定器具序號首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗1外觀+十+2各部分相互作用+++3絕緣性能500V兆歐表+++4顯示時間秒表十十一5顯示裝置標尺類工具顯微鏡或分度值0.01mm讀數顯微鏡；2級塞尺；分度值0.02mm深度卡尺和游標卡尺十一一數顯類6測頭分度值0.02mm深度卡尺、1級寬座角尺、2級塞尺；表面粗糙度比較樣塊十+一7兩端搭軌面對其公共平面的平行度檢定器、2級塞尺+十一6表5(續(xù))序號檢定項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗8水平零位誤差檢定器十++9超高的示值誤差和重復性檢定器十+一軌距的示值誤差和重復性檢定器十十注：“+”表示應檢定；“-”表示可不檢定7.3檢定方法7.3.1外觀及各部分相互作用手動試驗和目力觀察。7.3.2絕緣性能用500V兆歐表的兩條導線分別連接在軌距尺兩測頭上進行測量，連續(xù)測量不少于7.3.3顯示時間7.3.4顯示裝置7.3.4.1標尺類7.3.4.1.1刻線要求用讀數顯微鏡或工具顯微鏡進行測量。7.3.4.1.2度輪盤與指針在度輪盤上均布三點，用1mm塞尺檢查度輪盤與指針的間隙，塞尺不應塞入。指針末端寬度采用游標卡尺測量。7.3.4.1.3標尺與指示刻線面的間隙用深度卡尺進行測量。先將讀數放大鏡從軌距尺上拆卸下來，再用深度卡尺分別測量放大鏡安裝面到指示刻線面的距離和軌距尺的放大鏡安裝面到標尺刻線面的距離(見圖3)。則標尺與指示刻線面的間隙按公式(1)計算。圖3標尺與指示刻線面的間隙測量部位示意圖(拆開后)7a?——放大鏡安裝面到指示刻線面的距離，mm;a?——軌距尺的放大鏡安裝面到標尺刻線面的距離，mm。可采用滿足測量不確定度要求的其他方法。7.3.4.2數顯類手動試驗和目力觀察。7.3.5測頭7.3.5.1自搭軌面起的有效高度0自搭軌面起的有效高度用深度卡尺測量。7.3.5.2測量面對搭軌前的垂直度測量面對搭軌面的垂直度用寬座角尺及0.05mm塞尺檢香7.3.5.3測量面的表面粗糙度測量面的表命翹糙度用表面粗糙度比較樣塊進行檢查。7.3.6兩端搭軌面對其公共平面的平行度7.3.7水平睿位誤差a)將檢定器放置在穩(wěn)固的臺面上，首先調整檢定器，使縱、橫向水準泡的氣泡居中心位置，然后將軌距尺置于檢定器上進行測量。從軌距尺上讀出并記下其水平的指示值，然后將軌距尺掉轉180°放在檢定器上，再從軌距尺上讀出并記下其水平的指示值，則水平零位誤差按公式(2)計算。p?——第一次水平指示值，mm;b)對于以度輪盤分水平(超高)顯示裝置的軌距尺，先將其度輪盤的指示值置零，然后按本條a)的規(guī)定讀出軌距尺水準泡單側邊緣示值(兩次讀數對檢定者來說都在檢定器的同一端，但符號應相對主軌距盡一端保持一致C其水平零位誤差按公式(3)計算a?——第一次水準泡單側邊緣示值，分(');a?——掉轉180°后的水準泡單側邊緣示值，分(')。7.3.8超高的示值誤差和重復性首先把檢定器水平(超高)測量刃口調至與固定刃口高度相同，將超高測量尺示值置零后鎖上零位。然后將檢定器的縱、橫向水準泡及1435mm測點對好后即可測量軌距尺的水平(超高)。利用升降機構將檢定器水平(超高)測量尺由零位分別調整至50(60)mm,8100(120)mm,150(170)mm,以及其他任意一非零點，將軌距尺放在水平(超高)測量刃口與固定刃口上，軌距尺水平(超高)示值的絕對值與檢定器水平(超高)測量尺示值之差即為水平(超高)示值誤差。對于0級和1級軌距尺，檢定時需對軌距尺的水平(超高)示值誤差進行附加修正，附加修正值見表6。mm檢定點附加修正值1505mm)],可參見附錄C之表注：修正值符號與軌距尺的被修正示值相同將軌距尺掉轉180°再放在超高測量刃口與固定刃口上，用上述方法再測量一次。兩次讀數代數和的絕對值即為超高掉頭誤差。將檢定器鎖定在軌距尺水平(超高)測量范圍內任意測量點上，再將軌距尺置于檢定器上，反復測量水平(超高)5次，測量結果的最大值與最小值之差即為重復性。7.3.9軌距的示值誤差和重復性7.3.9.1調整檢定器將檢定器的縱、橫向水平調好，打開兩個測量塊上的兩個測量板，將檢定器量規(guī)輕放在檢定器上，反復輕微旋動檢定器手輪，使量規(guī)兩端分別與兩個測量塊的測量面輕輕接觸，再將檢定器軌距顯示值置零。7.3.9.2檢定方法分別將檢定器調整至軌距的1435mm(同時對應1391mm和1348mm)、1410mm、1425mm(同時對應1381mm和1338mm)、1445mm(同時對應1401mm和1358mm),1455mm、1470mm,從軌距尺上讀取軌距、查照間隔和護背距離的指示值，再讀取檢定器軌距指示值。7.3.9.3數據處理方法對于每個檢定點，實際總偏差量按公式(4)計算。△Ly——第i個檢定點的檢定器軌距指示值，mm;△L,——檢定環(huán)境溫度引入的修正值，△L,=0.015mm/℃×(實際溫度-20℃)(△L,也可通過查附錄C之表C.2得到),僅適用于鋁制尺身的標尺類軌距于是，軌距示值誤差按公式(5)計算。L?s;——第i個檢定點的軌距尺軌距示值，mm。查照間隔示值誤差按公式(6)計算。式中：△gu——第i個檢定點的查照間隔示值誤差，mm;Lgu——第i個檢定點軌距尺查照間隔的示值，mm。護背距離示值誤差按公式(7)計算?！?s;=L4s;-(1348mm+△,)Las;——第i個檢定點軌距尺護背距離的示值，mm。取絕對值最大值為最終結果。7.3.9.4軌距示值重復性將檢定器鎖定在軌距尺軌距測量范圍內任意測量點上，再將軌距尺置于檢定器上，反復測量軌距5次，取測量結果的最大值與最小值之差即為重復性。7.4檢定結果的處理經檢定符合本規(guī)程要求的軌距尺，應在標尺和度輪盤的固定螺釘上用紅漆加封，填發(fā)檢定證書，檢定證書上應注明準確度等級。不符合要求的軌距尺，填發(fā)檢定結果通知書并注明不合格項目。內部使用的軌距尺允許以檢定記錄表(見附錄D之表D.1)代替檢定證書，并在尺身上粘貼確認合格證，確認合格證上應注明準確度等級、檢定人姓名和檢定日期。7.5檢定周期軌距尺的檢定周期一般不超過3個月。附錄A軌距尺檢定結果的測量不確定度評定A.1標準軌距示值誤差的測量不確定度評定A.1.1概述通過對軌距示值誤差測量結果不確定度的評定，確認規(guī)程提出的軌距示值誤差的技術要求、測量原理、測量條件、測量方法和測量程序的科學性、可行性、經濟性。A.1.2.1測量任務測量任務是對0級軌距盡的軌距進行檢定。A.1.2.2目標不確定度根據JJF1094—2002)測量儀器特性評定》中5.3.1.4的規(guī)定通定軌距示值誤差的擴展不確定度U(2)與其最大允許誤差的絕對值MPEV之比，于或等于1:3,即U≤(1/3)MPEY距尺軌距的最大允許誤差為+0.25mm,考慮到名項經濟成本和現場實際情況，于是科到與規(guī)程技術要求相對應的日標不確定度Urm085mm。各項目均采用機械接觸后進行直接測量。采用工級軌距尺檢定器對軌距尺進行直接測=Ls;-(1435mm±△L+△Ly-△L,)(A.1)式中：△s;——第個檢定點的示值誤差，mm;Las——第i個檢定點的軌距尺軌距示值，mm;△L,——檢定器量規(guī)實際偏差，mm;△L,——檢定環(huán)境溫度引人的修正值，mm。A.1.3.4初始測量程序將檢定器的縱、橫向水平調好，打正兩個測量塊上的兩個測量板，將檢定器量規(guī)輕放在檢定器上，反復輕微旋動檢定器手輪，使量規(guī)兩端分別與兩個測量塊的測量面輕輕接觸，再將檢定器軌距顯示值置零，然后將檢定器調整至軌距的相應檢定點(以最大值1470mm處為典型檢定點),得到標準值，然后從軌距尺上讀取相應的指示值?！壘喑邫z定器符合相應的技術指標要求(工作量規(guī)按實際值0.01mm使用);——數字式讀數(被檢軌距尺)顯示的分辨力為0.01mm;——被檢軌距尺與檢定器間的溫度差不超過0.5℃;——檢定器是鋼制的，而被檢軌距尺是鋁制的； A.1.4不確定度來源列表和討論A.1.4.1不確定度分量的說明和計算a)uyret——參考標準值(軌距尺檢定器量規(guī)長度)(B類評定)量規(guī)實際長度由測長機測量后給出，測長機的示值誤差為±(0.5μm+L×10?)=±(0.5μm+1435mm×10?)=±14.85μm,即awt=14.85μm,假定為均勻分布(b=0.6),于是不確定度分量為：uwpEi=0.014-85mm×0,6=0.0089mmb)——參考標準值數據修約評定量規(guī)實際長度修約至0.8Tmn,即awe=0.0056mp,假定為均勻分布(b=0.6),于是不確定度分量為uv=0.005mm×0.6=0.003mtc)u——檢定器軌距誤差(B類評定)檢定器的軌距誤差不超過土0.06mm,即aon=0.06mm,根定為均勻分布(b=0.6),于是不而定度分量為：uai=0.06mm×0.6>0.036mm檢定器測量面對其兩頂面的垂直度為0.05mm,根據檢定器的工作特點，故每個測量面因垂直度誤差的存在使得相應誤差值等概率落于估計區(qū)間-0.025mm～0mm內任何處，即ao:025mm/2=0.0125mm,假定為均勻分布(b=0.6考慮到兩端測頭的要求相同，于是不確定度分量為：e)ugg——數顯軌距尺軌距顯示分辨力(B類評定)數顯軌距尺軌距顯示分辨力為0.01mm,即a=0.005mm0.6),于是不確定度分量為：假定為均勻分布(b=注：測量重復性小子最直軌瓶尺軌距顯示分辨力，根據ER02005,此項只計入數顯軌距尺軌距顯示分辨力。f)u——檢定器與被測軌距尺膨脹系數差(B類評定)檢定器的膨脹系數a?為11.5×10*/℃,軌距尺尺身的膨脹系數a?為22.6×10~?/℃,檢定時要根據相應環(huán)境溫度對此影響進行修正(數顯軌距尺已自動實現修正),修正后溫度變化范圍為±1℃,即aa=1200mm×(22.6-11.5)×10~/℃×1℃=0.0133mm,假定為均勻分布(b=0.6),于是不確定度分量為：un=0.0133mm×0.6=0.00798mmg)uz——檢定器與被測軌距尺間的溫度差(B類評定)檢定器與軌距尺有一定的溫差存在，并以等概率落于估計區(qū)間-0.5℃~0.5℃內任何處，即az=1470mm×22.6×10~?/℃×0.5℃=0.016mm,假定為均勻分布(b=0.6),于是不確定度分量為：uz=0.016mm×0.6=0.01mm符號低分辨力符號高分辨力不確定度分量名稱參考標準值(軌距尺檢定器量規(guī)長度)1435mm×10~?)=±14.85μm參考標準值數據修約量規(guī)實際長度修約至0.01mm檢定器示值誤差示值允許誤差±0.06mm檢定器測量面對其兩頂面的垂直度垂直度≤0.05mm數顯軌距尺軌距顯示分辨力分辨力≤0.01mmuu檢定器與被測軌距尺膨脹系數差檢定器的膨脹系數α,=11.5×10~6/℃,軌距尺的膨脹系數α?=22.6×10~/℃,溫度變化為±1℃檢定器與被測軌距尺間的溫度差實驗室允許溫差為-0.5℃~0.5℃估計各不確定度分量之間無相關性。當各不確定度分量之間無相關性時，合成標準不確定度為：A.1.4.4U=k×ue=2×0.040mm=0.08mm(k取2)不確定度概算匯總見表A.2。分量名稱評定類型分布類型測量次數變化限相關系數分布因子b不確定度分量un/mma’影響量單位uy參考標準值(軌距尺檢定器量規(guī)長度)B均勻0分量名稱評定類型分布類型測量次數變化限相關系數分布因子b不確定度分量u/mma'影響量單位un2參考標準值數據修約B均勻0uo檢定器示值誤差B均勻0um檢定器測量面對其兩頂面的垂直度B均勻0ug數顯軌距尺軌距顯示分辨力A0u膨脹系數差B均勻0uo溫度差B均勻0合成標準不確定度u。擴展不確定度(k=2)U滿足判據U≤U,且U≈Um,該方法是經濟的。A.1.4.6結論證明測量程序是合格的。A.2.1概述示值誤差的技術要求、測量原理、測量條件、測量方法和測量程序的科學性、可行性、A.2.2任務和目標不確定度A.2.2.1測量任務測量任務是對0級軌距尺的水平(超高)進行檢定。根據JJF1094—2002《測量儀器特性評定》中5.3.1.4的規(guī)定，評定0級軌距尺水平(超高)示值誤差的擴展不確定度U(k=2)與其最大允許誤差的絕對值MPEV之比，應小于或等于1:3,即U≤(1/3)MPEV,0級軌距尺水平(超高)示值的最大允許誤差為±0.30mm,考慮到各項經濟成本和現場實際情況，于是得到與規(guī)程技術要求相對應的目標不確定度Urp=0.10mm。A.2.3原理、方法、程序和條件A.2.3.1測量原理各項目均采用機械接觸后進行直接測量。A.2.3.2測量方法采用I級軌距尺檢定器對軌距尺進行直接測量。式中：eg——軌距尺的超高示值誤差；H?——檢定器的示值；H,——軌距尺的示值將檢定器軌距置零位再將檢定器的縱、橫向水平儀的水泡對和后，采用檢定器的超高測量尺檢定軌距人的追高示值誤著A.2.3.5初始測量條件——數字式讀數破檢軌距尺)顯示的分辨力為0.01mm;——被檢軌時盡有檢定器間的溫度差不超過0.5℃;——檢定人員是經過培訓的，熟悉檢定器的使用和檢定操作程序及方法。A.2.4.1不確定度分量的說明和計算a)uoi——檢定器活動、固定測量塊頂面高度差(B類評定)軌距尺檢定器括動、固定測量塊頂面高度差的允許值為0.06,即aoy=0.06mm,假定為二強分布(b=0.4),于見不確定度分量為；uo=0.06mm×0.4=0:024mmb)uog——檢定整起高測量尺示值誤差(B類評定)軌距尺檢定器超高劃業(yè)尺示值允詐誤差為上0-06m,即au0o6mm,假定為均勻分布(b=0.6),于是不確金度分量為：=0.06mm×0.6=0.036mmc)uog——檢定器縱向水泡對年鎮(zhèn)著(B類譜矩檢定器縱向水泡的分度值不大于20,由此導致測量塊上平面的高度差為1505mm×sin(20°/10/3600)=0.0146mm,即ao?=0.0146mm,假定為三角分布(b=0.4),于是不確定度分量為：uo?=0.0146mm×0.4=0.0058mmd)ugg——數顯軌距尺超高顯示分辨力(B類評定)數顯軌距尺超高顯示分辨力為0.05mm,即ag=0.025mm,假定為均勻分布(b=0.6),于是不確定度分量為：uRR=0.025mm×0.6=0.015mm符號低分辨力符號高分辨力不確定度分量名稱檢定器活動、固定測量塊頂面高度差頂面高度差允許值±0.06mm檢定器超高測量尺示值誤差示值允許誤差±0.06mm檢定器縱向水平儀的水泡對中垂直度≤0.05mm軌距尺超高顯示分辨力分辨力≤0.05mmA.2.4.2不確定度分量之間的相關性估計各不確定度分量之間無相關性。當各不確定度分量之間無相關性時，合成標準不確定度為U=k×ue=2×0.0462mm=0.092mm(k取2)不確定度概算匯總見表A.4。不確定度概算匯總分量名稱評定類型分布類型測量次數變化限相關系數分布因子b不確定度分量a'影響量單位u檢定器活動、固定測量塊上表面的高度差B三角0un檢定器超高測量尺示值誤差B均勻0un檢定器縱向水平儀的水泡對中三角10”0ur數顯軌距尺超高顯示分辨力B均勻0合成標準不確定度u。擴展不確定度(k=2)U-滿足判據U≤Urp。A.2.4.6結論鐵路軌距尺檢定器結構示意圖12—固