JJF 1933-2021 光学轴类测量仪校准规范-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 3 32 0 2 1光学轴类测量仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rO p t i c a l S h a f tM e a s u r i n gI n s t r u m e n t 2 0 2 1-1 2-0 8发布2 0 2 2-0 6-0 8实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局光学轴类测量仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rO p t i c a l
2、 S h a f tM e a s u r i n gI n s t r u m e n tJ J F1 9 3 32 0 2 1 归 口 单 位:全国几何量工程参量计量技术委员会 主要起草单位:上海市计量测试技术研究院黑龙江省计量检定测试院 参加起草单位:南京市计量监督检测院马尔测量技术有限公司海克斯康测量技术(青岛)有限责任公司 本规范委托全国几何量工程参量计量技术委员会负责解释J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:姜志华(上海市计量测试技术研究院)曾燕华(上海市计量测试技术研究院)刘文滨(黑龙江省计量检定测试院)唐冬梅(上海市计量测试技术研究院)
3、参加起草人:王 珉(南京市计量监督检测院)施佳强(马尔测量技术有限公司)谷 进 海克斯康测量技术(青岛)有限责任公司J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量特性(1)4.1 回转主轴顶尖的斜向圆跳动(1)4.2 上顶尖轴线与回转主轴的同轴度(2)4.3 垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度(2)4.4 轴径测量的示值误差(2)4.5 轴长测量的示值误差(2)4.6 轴径测量的重复性(2)4.7 轴长测量的重复性(2)5 校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 校准项目和校准用标准器及其他设备(2)6
4、校准项目和校准方法(3)6.1 回转主轴顶尖的斜向圆跳动(3)6.2 上顶尖轴线与回转主轴的同轴度(3)6.3 垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度(4)6.4 轴径测量的示值误差(5)6.5 轴长测量的示值误差(5)6.6 轴径测量的重复性(5)6.7 轴长测量的重复性(5)7 校准结果表达(6)8 复校时间间隔(6)附录A 轴径测量示值误差的不确定度评定示例(7)附录B 轴长测量示值误差的不确定度评定示例(1 0)附录C 标准轴径规(1 3)附录D 标准轴长规(1 4)附录E 阶梯型标准轴规(1 5)附录F 校准证书内容及内页格式(1 6)J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局
5、市场监管总局引 言 J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范制定的基础性系列规范。本规范为首次发布。J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局光学轴类测量仪校准规范1 范围本规范适用于轴径测量上限至1 5 0mm、轴长测量上限至10 0 0mm的光学轴类测量仪的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J F1 0 9 42 0 0 2 测量仪器特性评定凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡
6、是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 概述光学轴类测量仪是采用C C D和光栅测量系统进行轴径和轴长测量的仪器。一般包括回转主轴(C轴)和垂直轴(Z轴),主要由机械主体、照明系统、C C D测量系统、控制系统和数据处理系统组成。图1 光学轴类测量仪结构及测量原理示意图1回转主轴(C轴);2下顶尖;3照明光源;4上顶尖;5垂直运动导轨;6立柱;7C C D测量系统;8测量滑架(含Z轴)0;9基座常见光学轴类测量仪结构及测量原理示意图如图1所示。工作时,测量工件夹持在两顶尖之间,C C D测量系统和照明光源通过测量滑架带动,沿Z轴方向移动至测量位置,测量图像通过C
7、C D采集,数据处理系统对C C D采集的图像和光栅移动距离进行处理,得到测量工件的轴径和轴长。4 计量特性4.1 回转主轴顶尖的斜向圆跳动回转主轴顶尖的斜向圆跳动要求可参照表1。1J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局4.2 上顶尖轴线与回转主轴的同轴度上顶尖轴线对回转主轴的同轴度要求可参照表1。4.3 垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度要求可参照表1。4.4 轴径测量的示值误差轴径测量的最大允许误差要求可参照表1。4.5 轴长测量的示值误差轴长测量的最大允许误差要求可参照表1。4.6 轴径测量的重复性轴径测量的重复性要求可参照表
8、1。4.7 轴长测量的重复性轴长测量的重复性要求可参照表1。表1 光学轴类测量仪计量特性的推荐要求序号计量特性推荐要求1回转主轴顶尖的斜向圆跳动一般不大于2m2上顶尖轴线与回转主轴的同轴度一般不大于2m/2 0 0mm3垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度一般不大于4m/2 0 0mm4轴径测量的示值误差最大允许误差:(3m+1.01 0-5d)5轴长测量的示值误差最大允许误差:(6m+1.51 0-5l)6轴径测量的重复性一般不大于0.5m7轴长测量的重复性一般不大于1m 注:校准工作不判断合格与否,上述计量特性要求仅供参考。5 校准条件5.1 环境条件校准环境的温度和湿度应该满足光学轴类测
9、量仪厂商提供的技术要求,校准用的标准器建议至少恒温4h。一般实验室温度:(2 02),相对湿度:不大于7 0%。校准环境内无影响光学轴类测量仪正常工作的振动、噪声、腐蚀性气体和较强磁场等因素。5.2 校准项目和校准用标准器及其他设备校准用设备见表2。允许使用满足测量不确定度要求的其他测量标准及设备进行校准。2J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局表2 校准项目和校准用设备序号校准项目设备名称和技术要求1回转主轴顶尖的斜向圆跳动测微计,最大允许误差1m23上顶尖轴线与回转主轴的同轴度垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度测微计,最大允许误差1m;标准芯轴,径向圆跳动1m,母
10、线直线度1m/2 0 0mm4轴径测量的示值误差标准轴径规,扩展不确定度U=0.6m+21 0-6d(k=2)5轴长测量的示值误差标准轴长规,扩展不确定度U=1.2m+21 0-6l(k=2)6轴径测量的重复性标准轴径规,扩展不确定度U=0.6m+21 0-6d(k=2)7轴长测量的重复性标准轴长规,扩展不确定度U=1.2m+21 0-6l(k=2)6 校准项目和校准方法校准前首先检查外观和各部分相互作用。确定没有影响计量特性因素后再进行校准。6.1 回转主轴顶尖的斜向圆跳动将装有测微计的磁性表座固定在被校仪器的基座上(不与回转工作台一起运动),使测头与回转主轴顶尖圆锥面在法线方向接触(如图2
11、所示),转动主轴两周,测微计的最大示值与最小示值之差即为回转主轴顶尖的斜向圆跳动。图2 回转主轴顶尖的斜向圆跳动示意图1下顶尖;2测微计;3表架6.2 上顶尖轴线与回转主轴的同轴度上顶尖轴线与回转主轴的同轴度用测微计和标准芯轴进行测量。当仪器的轴长测量上限小于或等于2 0 0mm时,用一根标准芯轴,标准芯轴的长度不小于仪器轴长测量上限的7 0%。当仪器的轴长测量上限大于2 0 0mm时,用两根不同长度的标准芯轴,其中一根标准芯轴的长度为2 0 0 mm,且至少有一根标准芯轴的长度不小于仪器轴长测量上限的7 0%。3J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局将标准芯轴安装在被
12、校光学轴类测量仪的两顶尖之间,把装有测微计的磁性表座安装在回转工作台上随主轴一起转动,使测头与标准芯轴上端外圆面垂直接触(如图3所示),转动回转主轴两周,测微计的最大示值与最小示值之差即为上顶尖轴线与回转主轴的同轴度。图3 上顶尖轴线和回转主轴的同轴度示意图1下顶尖;2表架;3测微计;4上顶尖;5标准芯轴6.3 垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度用测微计和标准芯轴进行测量(如图4所示)。将标准芯轴安装在被校光学轴类测量仪的两顶尖之间,把测微计牢固安装在测量滑架上,使测头沿光轴方向垂直接触标准芯轴的母线,测量滑架沿垂直导轨(Z轴)移动,移动距离应大于仪器轴长
13、测量上限的7 0%,测微计的最大示值与最小示值之差即为垂直导轨与两顶尖连线在该方向的平行度。将测微计位置相对标准芯轴转9 0,用同样的方法,测量垂直导轨与两顶尖连线在该方向的平行度。图4 轴向导轨移动与两顶尖连线间的平行度示意图1下顶尖;2标准芯轴;3上顶尖;4测微计4J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局6.4 轴径测量的示值误差轴径测量的示值误差用标准轴径规进行测量。标准轴径规可以只有1个直径尺寸,也可以同时具有多个直径尺寸(标准轴径规或阶梯型标准轴规),其结构型式及技术要求见附录C和附录E。在仪器轴径测量范围内大致均匀分布5个测量点,选取相应直径的标准轴径规依次进
14、行测量。在仪器上读取标准轴径规规定方向上的中截面直径,重复测量3次,取3次结果的平均值作为仪器在该点的直径测得值,该值与标准轴径规的直径实际值之差即为该点轴径测量的示值误差。各点轴径测量的示值误差di由公式(1)计算:di=di-dis(1)式中:di 光学轴类测量仪在第i点的直径测得值;dis 第i个标准轴径规的直径实际值。6.5 轴长测量的示值误差轴长测量的示值误差用标准轴长规进行测量。标准轴长规可以只有1个长度尺寸,也可以同时具有多个长度尺寸(标准轴长规或阶梯型标准轴规),其结构型式及技术要求见附录D和附录E。在仪器轴长测量范围内大致均匀分布5个测量点,选取相应长度的标准轴长规依次进行测
15、量。在仪器上读取标准轴长规在轴线方向上两端面之间的距离,重复测量3次,取3次结果的平均值作为仪器在该点的长度测得值,该值与标准轴长规的长度实际值之差即为该点轴长测量的示值误差。各点轴长测量的示值误差li由公式(2)计算:li=li-lis(2)式中:li 光学轴类测量仪在第i点的长度测得值;lis 第i个标准轴长规的长度实际值。阶梯型标准轴径规和阶梯型标准轴长规也可以作为一体结构(阶梯型标准轴规),其结构型式及技术要求见附录E。6.6 轴径测量的重复性选取直径最小的标准轴径规,在仪器上重复测量1 0次,用公式(3)计算轴径测量的重复性s(d):s(d)=1 0i=1(di-d)2n-1(3)6
16、.7 轴长测量的重复性选取长度最小的标准轴长规,在仪器上重复测量1 0次,用公式(4)计算轴径测量的重复性s(l):s(l)=1 0i=1(li-l)2n-1(4)5J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局7 校准结果表达光学轴类测量仪校准后应出具校准证书,校准证书应包含校准结果和测量不确定度。校准证书内容及内页格式见附录F。8 复校时间间隔建议光学轴类测量仪的复校时间间隔不超过1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定,因此使用单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。6J J F1 9 3 32 0 2 1市场监管总局市场监管
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