中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范本規(guī)范經(jīng)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2010年5月11日批準(zhǔn)，并自2010年8月11日起施行。常青(工業(yè)和信息化部電子第五研究所)王曉飛(江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院)李升春(工業(yè)和信息化部電子第五研究所)李江云(工業(yè)和信息化部電子第五研究所) 2引用文獻(xiàn) 3概述 4計(jì)量特性 4.1示值誤差 4.2重復(fù)性 4.3穩(wěn)定性 5校準(zhǔn)條件 5.1環(huán)境條件 5.2校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及其他設(shè)備 6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 6.1示值誤差 6.2重復(fù)性 6.3穩(wěn)定性 7校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá) 8復(fù)校時(shí)間間隔 附錄B自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑的測(cè)量結(jié)果不確定度 本規(guī)范適用于測(cè)量范圍上限至30mm的激光測(cè)徑儀的校準(zhǔn)。2引用文獻(xiàn)本規(guī)范引用下列文獻(xiàn)：JJF1001—1998通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1059—1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示使用本規(guī)范時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。激光測(cè)徑儀是利用激光掃描光束測(cè)量物體幾何尺寸的非接觸快速測(cè)量?jī)x器。它采用半導(dǎo)體激光器為光源，由激光器發(fā)出的光束通過(guò)多面體掃描轉(zhuǎn)鏡和一組光學(xué)透鏡后，形成與光軸平行的連續(xù)高速掃描光束，對(duì)放置于測(cè)量區(qū)域的工件進(jìn)行高速掃描，并由激光接收器接收被阻擋的掃描光束時(shí)間。通過(guò)已知激光掃描的速度，計(jì)算獲得被測(cè)工件的幾何尺寸。其測(cè)量原理見(jiàn)圖1。激光測(cè)徑儀主要用于測(cè)量針規(guī)、塞規(guī)等棒狀的精密標(biāo)準(zhǔn)量具或工件的直徑和圓跳動(dòng)，也可用于對(duì)易碎、易變形、熱的、潔凈的零件進(jìn)行非接觸測(cè)量。激光測(cè)徑儀根據(jù)其使用范圍和準(zhǔn)確度，具有不同的分辨力和量程。根據(jù)其功能，激光測(cè)徑儀分為帶有自校準(zhǔn)功能和無(wú)自校準(zhǔn)功能兩種。24計(jì)量特性4.1示值誤差儀器示值的最大允許誤差及自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的技術(shù)要求見(jiàn)表1。示值最大允許誤差"自校準(zhǔn)用直徑測(cè)量不(k=2)注：儀器有出廠技術(shù)指標(biāo)的以出廠技術(shù)指標(biāo)為準(zhǔn)。校準(zhǔn)示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑測(cè)量不確定度也應(yīng)符合相應(yīng)要求。4.2重復(fù)性示值重復(fù)性不超過(guò)儀器示值最大允許誤差絕對(duì)值的1/3。4.3穩(wěn)定性對(duì)于非連續(xù)測(cè)量的，穩(wěn)定性不超過(guò)儀器示值最大允許誤差絕對(duì)值的1/2,連續(xù)測(cè)量的則不超過(guò)儀器示值最大允許誤差的絕對(duì)值。4.4自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的直徑測(cè)量結(jié)果不確定度和直徑變動(dòng)量見(jiàn)表1。注：校準(zhǔn)工作不判斷合格與否，上述計(jì)量特性要求僅供參考。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件校準(zhǔn)室內(nèi)溫度為(20±2)℃,溫度變化不大于1℃/h,相對(duì)濕度不大于75%。被校準(zhǔn)儀器與校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器在室內(nèi)平衡溫度時(shí)間不少于2h。5.2校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及其他設(shè)備校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及其他設(shè)備見(jiàn)表2。序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目1示值誤差234自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)2等，3等MPE:士(0.6μm+5×10‘L)3規(guī)橫截面均勻分布的3個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量，以3次測(cè)量的平均值作為該點(diǎn)的測(cè)量值d,用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)測(cè)量。選擇尺寸接近儀器測(cè)量范圍1/2的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)對(duì)儀器進(jìn)行9次重復(fù)測(cè)d——直接測(cè)量時(shí)儀器讀數(shù)值，mm。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的直徑變動(dòng)量以直徑測(cè)量結(jié)果中的最大值與最小值的差值確定。在滿足直徑測(cè)量不確定度要求的情況下，允許采用其他測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量。7校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的激光測(cè)徑儀填發(fā)校準(zhǔn)證書(shū)。8復(fù)校時(shí)間間隔復(fù)校時(shí)間間隔由送校單位根據(jù)使用情況自主確定，建議不超過(guò)1年。5附錄A激光測(cè)徑儀示值誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定A.1測(cè)量方法采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)放置在被校準(zhǔn)儀器的工作臺(tái)上直接測(cè)量，以儀器的指示值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的直徑之差作為儀器的示值誤差。以下以分辨力為0.0001mm的激光測(cè)徑儀測(cè)量5mm直徑為例進(jìn)行評(píng)定。A.2數(shù)學(xué)模型式中：δ,——校準(zhǔn)點(diǎn)的儀器示值誤差；d,——各校準(zhǔn)點(diǎn)上儀器的讀數(shù)值；D,——標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的直徑。A.3方差和靈敏系數(shù)考慮各分量彼此獨(dú)立，得：;A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表各分量及標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定見(jiàn)表A.1。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度C讀數(shù)誤差d,為重復(fù)性影響1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑測(cè)量不確定度偏離20℃標(biāo)準(zhǔn)溫度引起的-1A.5計(jì)算分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度A.5.1讀數(shù)d;的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d?)該不確定度主要為儀器數(shù)字顯示裝置的量化誤差或測(cè)量重復(fù)性引起，按照0.1μm的顯示分辨力，其量化誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為均勻分布。測(cè)量重復(fù)性由實(shí)驗(yàn)報(bào)告可知為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.1μm,實(shí)際測(cè)量時(shí)采用3次測(cè)量6結(jié)果的平均值為儀器讀數(shù)值，則重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：按照量化誤差與重復(fù)性影響的特點(diǎn)，取兩者中數(shù)值大的為標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分量。A.5.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(D,)該不確定度主要由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的直徑測(cè)量不確定度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)自身的直徑變動(dòng)量以及偏離20℃標(biāo)準(zhǔn)溫度引起的直徑變化3項(xiàng)影響量，由直徑測(cè)量的不確定度可知為0.15μm(k=2),直徑變動(dòng)量半寬為0.1μm,均勻分布，由偏離20℃標(biāo)準(zhǔn)溫度引起的直徑變化影響量為D·a·△t,均勻分布，△t=2℃。三項(xiàng)因素綜合影響的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：A.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度A.7擴(kuò)展不確定度7自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑的測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定B.1測(cè)量方法自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑采用接觸式干涉儀、光學(xué)計(jì)、測(cè)長(zhǎng)機(jī)和相應(yīng)等別量塊以比較法或直接法進(jìn)行測(cè)量。在此具體以5mm自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑測(cè)量為例進(jìn)行評(píng)定，具體采用接觸式干涉儀和2等量塊以比較法測(cè)量，測(cè)量環(huán)境溫度控制在(20±1)℃范圍內(nèi)。B.2數(shù)學(xué)模型式中：D——自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑，mm(20℃條件下);d——比較測(cè)量時(shí)儀器讀數(shù)差，mm(20℃條件下);L——2等量塊尺寸，自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)直徑近似值，mm;8。——自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)和量塊的線膨脹系數(shù)差，℃-1;a—自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)和量塊的平均線膨脹系數(shù)；8,——自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)和量塊的溫度差，℃;△t——測(cè)量時(shí)偏離溫度20℃的差值，℃。B.3方差和靈敏系數(shù)考慮各分量彼此獨(dú)立，得B.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表各分量及標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定見(jiàn)表B.1。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度估讀誤差的影響11差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度準(zhǔn)不確定度8B.5計(jì)算分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度B.5.1讀數(shù)d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d)該不確定度主要為接觸式干涉儀最大允許誤差與儀器估讀誤差或測(cè)量重復(fù)性引起，按照儀器0.1μm的分度值，估讀誤差0.03μm,影響兩次，均勻分布，其估讀誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：重復(fù)性由實(shí)際測(cè)量10次的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差確定，其值為s=0.02μm,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：則重復(fù)性引起u,(d;)=0.02μm按照估讀誤差與重復(fù)性影響的特點(diǎn)，取兩者中數(shù)值大的為標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分量。實(shí)際使用時(shí)n=40,i=0.1,λ=0.55μm,△λ=0.001μm,計(jì)算得到最大允許誤差為±0.04μm,均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：兩項(xiàng)合成其值為：u(d)=√u2(d?)+u2(d?)=√0.0242+0.0232μm=0.B.5.22等量塊的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(L)該不確定度主要由2等量塊的測(cè)量不確定度確定，通過(guò)查JJG146—2003《量塊》知，其值為0.05μm+5×10-'L,k=2.7,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：B.5.3自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)和量塊的線膨脹系數(shù)差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(?。)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)與量塊的材料為合金鋼，其線膨脹系數(shù)在(11.5±1)×10-6℃-1范圍內(nèi)，故兩者的線膨脹系數(shù)差δ。在±2×10-6℃-范圍內(nèi)，三角分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：自校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)和量塊的溫度差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量