JJG 765-1992 平面标准器检定规程.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G 7 6 5-1 9 9 2平 面 标 准 器Fl at ne s s St a ndar d1 9 9 2 一0 2 一1 5 发布1 9 9 2 一0 8 一0 1 实施国 家 技 术 监 督 局发 布J J G 7 6 5-1 9 9 2尹.。乙6.心-。.。.乞平面标准器检定规程马.。.。;?。.0.。.护V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o fJ J G 7 6 5-1 9 9 2Fl a t n e s s S t a n d a r d 本检定规程经国家技术监督局于 1 9 9 2 年 0 2 月 1 5日 批准，并 自1 9 9 2年 0 8 月 0 1日起施行。归 口单位:航空航天工业部三O四研究所起草单位:航空航天工业部三O四研究所本规程技术条文由起草单位负责解释J J G 7 6 5-1 9 9 2本规程主要起草人:苏铁志 参加起草人:陈奇清(航空航天工业部三0四研究所)(航空航天工业部三0四研究所)w w w.b z f x w.c o mJ J G 7 6 5-1 9 9 2目录一概述 .一(1)二检定项目和检定条件 .(1)三技术要求和检定方法 .(2)四 检定结果的处理和 检定周期 。，一(7)附录四面互检时计算检定方法误差实例(平面标准器总不确定度).f 8)w w w.b z f x w.c o mJ J G 7 6 5-1 9 9 2平面标准器检定规程本规程适用于建标后作量值传递的平面标准器的周期检定。一概述 平面标准器包括标准平面等倾干涉仪、组。平面等倾干涉仪是用来检测平面平晶、面测量光学仪器，其光学原理如图 1 00 1 5 0 mm平面标准平晶组及 2 1 0 m m长平晶长平晶、研磨面平尺平面度的一种高精度平1 0 1 1咔 片“1 2 3 一 4 5a 6 7 图11 一光源(钠光灯);2 一小孔光阑;3 一透镜;4 一半反射镜;5 一上平晶;6-钢球支承架;7 一下平晶;8 一半透半反镜;9 一物镜;1 0 一目镜分划板;1 1 一目镜标准平晶组是用来传递工作平晶用的高精度平面标准。长平晶组是用来传递研磨面平尺平面度的标准。二检定项目和检定条件1 平面标准器受检项 目和主要检定工具列于表 1(主要影响平面标准器测量准确度的基本技术指标)。2 检定平面标准器时室内温度为(2 0 士5)IC。检定标准平晶时应放在检定室内时间不少于 3 0 h，放置在检定仪器内等温时间不少于 2h。平晶标准器的综合误差检定时室温变化在 2 4 h内应不大于 1，在 1 h的变化应不大于0.1。1w w w.b z f x w.c o mJ J G 7 6 5-1 9 9 2表 1序号检定项目主要检定工具1等倾干涉仪测微目镜的示值误差及回程误差万能工具显微镜2等倾干涉仪纵向手轮示值误差及回程误差3 0 0 mm标准尺3等倾干涉仪接长筒的作用长平晶4标准干涉环直径D。值的标准偏差2 1 0 mm长平晶及 0 1 5 0 m m 平晶及对应支承架5等倾干涉仪干涉条纹小数测量的重复性2 1 0 m m长平晶及 0 1 5 0 m m 平晶及对应支承架6标准平晶的平面度工作计量器具等倾干涉仪70 1 5 0 m m标准平晶二截面平面度差工作计量器具等倾干涉仪8标准平晶的局部平面度平面等倾干涉仪及 0 6 0 mm一级平晶9标准平晶的稳定度观察数据1 0平面标准器的总不确定度平面等倾干涉仪标准平晶组三技术要求和检定方法3 等倾干涉仪测微 目镜的示值误差及回程误差3.1 要求 在整个行程 8 m m范围内应不大于0.0 1 m m，回程误差应不大于 0.0 0 5 mm.3.2 检定方法 在万能工具显微镜上检定，首先将仪器的测微 目镜从仪器上取下，旋下它的目镜头后放置在万能工具显微镜的玻璃台上固定好。调整工作台使测微 目 镜分划板上的十字线移动方向平行，再将测微鼓轮对零。万能工具显微镜工作台再纵向移动，使测微鼓轮分划板十字刻线的中心在万能工具显微镜上读出零位的读数。然后依次将测微鼓轮对在1,2,3,3.5,3.7 5,4,4.5 5,6,7,8 m m等点上，并依次在万能工具显微镜上分别读出以上位置的读数，每个读数减去零位点的读数即为该点的实际值。测微鼓轮上的受检点的标称值与实际值之差即为该点的示值误差。回程误差是在上述检定正行各点检测后，再以最后一点对零。按上述各点反向转动 2J J G 7 6 5-1 9 9 2鼓轮得到其反向读数。正反两次同一点的读数差，即为该点的回程误差。其测量次数应不少于3 次，取3 次平均值定为回 程误差。4 等倾干涉仪纵向手轮示值误差及回程误差4.1 要求 在 1 8 0 mm内示值误差不大于0.1 m m,3 0 0 m m内不大于0.1 5 m m，回程误差不大于0.1 m m.4.2 检定方法 将 3 0 0 m m标准尺放在检 3 1 0 m m长平晶支承架的工作台上，取下测微 目镜接上接长管，调整测微 目镜的位置，以便在视野内看清毫米标准尺上的刻度。调整标准尺使其刻度与工作台运动方向平行，再将手轮 0 刻线对准指标线。用测微 目镜的测微螺旋副移动分划板上的十字线，使其与毫米标准尺的起始零刻线对准，然后移动工作台，每隔3 0 m m检一点，在手轮刻度上读出手轮的示值误差。手轮刻度的示值误差取与标准尺刻度值的最大差值确定。手轮示值的回程误差由在正反行程同一点上的读数差值确定。其方法同 3.2 款。5 等倾干涉仪接长筒的作用5.1 要求 测微目镜配上接长筒。调节其位置使在工作台的不同高度位置上能看到长平晶非工作面上的十字刻线，最低位置是将长平晶工作面朝上放在长平晶支承架 1 0 0 m m处。当按长平晶检定状况，应能在视野同时看见上下两长平晶的十字刻线。5.2 检定方法 试验与观察6 标准干涉环直径 D。值的标准偏差6.1 要求 应不大于仪器本身给定的D。值，不确定度0.0 1 m m.6.2 检定方法 分别将 1 5 0 mm平面平晶及 2 1 0 m m长平晶支承架安装在等倾干涉仪上，放上相应的平晶 后，测量视场内 离中心最近较清楚两环的直径，并按式(1)求出D o D o=丫 D 子+，一 叹(1)式中:D。标准干涉环直径;D内圈干涉环直径;D*+1 外圈干涉环直径。在1 0 个不同干涉级的 情况下，进行D。的测量，并以1 0 次测量结果的 平均值作为其 D。值。(2)J J G 7 6 5-1 9 9 2式中:D。:每次测量得D o 值;D 0-1 0 次D。值的 平均 值。其中由(2)式算得的 3。不大于 0.0 1 m m.7 等倾干涉仪干涉环条纹小数测量的重复性7.1 要求 重复性 3。应不超过 0.0 2 5 干涉级。7.2 检定方法 在 3 种不同干涉级的情况下重复测量 1 0次干涉环直径，并求出千涉级数，再按下式 计算式中:K;干涉级测量计算值K;=元干涉级 1 0 次平均值。一 K,:-K99 D iD,一;(3)最大重复性(3 的 应不超过 0.0 2 5干涉级。8 标准平晶的平面度8.1 要求 对于0 1 5 0 m m的标准平晶 平面度不应大于0.0 3 j a m。对于2 1 0 m m长平晶无自 重变形的平面度在一 0.3-0 ti m范围内。8.2 检定方法 0 1 5 0 m m标准平晶在平面等倾干涉仪上用在 1级平晶中选出的平面度较好的四块平晶，以四面互检法检定。长平晶选平面度较好的四块长平晶进行。0 1 5 0 m m平晶被检两个截面应与刻字位置成 4 5“角，每个截面的方向如图2 所示。图2 对长平晶应按非工作面上刻有的十字线位置进行四面互检法检定。按四面法互检时，应采用规格相同的序号为 1,2,3,4四块平晶或长平晶依次组合6次。按 1 一 2,1 一 3,2 一3,1 一 4,2 一4,3 一 4 组合。J J G 7 6 5-1 9 9 2两两叠合的 i 点测得值分别设为A;,B C i,D i,E i,F i，每块平晶在该点的计算值分别设为工、1 1 i m i Ni，由 此可得出如下方程组:、+n，=A+m*=B i，+1 V i=C i:+m=Di:+Ni=E i;+N*二F;下.丁工T上nUTTU和了一1!Veses.es.2(A i+B i+C i)一(C i+E i+只)6 2(A i+D i+E i)一(B i+C i+凡)6 2(B i+D;+只)一(A i+C i+E,)(4)2(C i+E;+F i)一(A i+B i+D i)可解得四块平晶在某一截面直径方向上第 i 点计算值。同理可求得另一截面直径方向上平晶各点的计算值。四块平晶的平面度，按求得各点的计算值统一坐标中最大值与最小值之差来确定。其每块平晶的平面度应取两个截面中平面度最大值作为该块平晶的平面度。对于长平晶只测一个截面。在平面等倾干涉仪上检定标准平晶时，将一块平晶工作面朝上，放在仪器工作台上的专用支承圈上;再放上另一个平晶专用支承圈，然后将另一块平晶工作面朝下放在该支承圈上。两块被检平晶之间由3 个支承钢球支承形成一个平行空气层，它位于等倾干涉仪光路中的聚焦点附近并与光轴垂直。这时在干涉仪 目镜里可观察到一组等倾干涉环。调整工作台支承螺钉，使干涉环处于分划板十字线中心。将工作台从一端移至另一端时，两端干涉环的级数变化不应超过一个干涉级，支承圈上的3个支承点应与仪器工作台上另一个支承圈的三个支承点重合。调整好测量位置，将仪器保温门关上，按要求平 衡温度后进行测量。测量时对于 0 1 5 0 m m平晶按+7 0,+4 8,0，一 4 8，一 7 0 五个点进行检定。长平晶按十字刻线每 3 0 m m检定一点。9 0 1 5 0 m m标准平晶两个截面平面度差9.1 要求 0 1 5 0 m m标准平晶两个截面直径方向上的平面度之差不大于0.0 1 5 u m.d 7 G 7 6 5-1 9 9 29.2 检定方法 在第 8 款检定 声1 5 0 m m标准平晶平面度时，求得两个截面的平面度。其二者之差即为两个截面的平面度差。1 0 标准平晶的局部平面度1 0.1 要求 对于 笋 1 5 0 mm的标准平晶，、2。，二 二 ，一，一 _ _ _，_ _ _仕 T U J,困 曰 十 四 反 小 人 了 U.U1 3 u m;河 士 2.I U mm J的长平晶在任意6 0 m m范围内平面度不大于0.1 p m o1 0.2 检定方法 同 8 款。对于 0 1 5 0 m m 的标准平 晶，应计算+4 8,0，一4 8范围之内的平面度值。对于2 1 0 m m长平晶应计算相邻 3个测定点范围的平面度。n标准平晶的稳定度1 1.1 要求 标准平晶的平面 度必须稳定。年变化量应不大于0.0 1 0 J i m。要求有连续3 年的检定证 书。对于2 1 0 m m长 平晶，两个周期检定的平面度之差应不大于0.0 1 5 K m o1 1.2 检定方法 查对 3年检定数据。1 2 平面标准器的总不确定度1 2.1 要求1 2.1.1 必须各有一组(四块)0 1 5 0 mm标准平晶组及2 1 0 mm的长平晶组，其中应各有一块上级计量部门溯源比对时有各点具体平面度值的标准平晶，在用四面法组合检定中，与 标 准 平晶 其各 点 差 值 应小 于0.0 1 K m o1 2.1.2 对于标准平晶组在平面等倾干涉仪上四面互检的总 不确定度不大于0.0 1 0 p m o1 2.2 检定方法 按 8款要求进行检定。检定出两个截面和各点平面度值应和参考标准平晶两个截面同一点平面度值比较，其差值应符合上述要求。其不确定度计算可将式(4)的计算结果代人原来的 6 个测量方程式中，可得6个残差。8 1,=I，+II8 2 1=I;+Ul8 3 z=I;+WS 4;=II;+luS s i=II+S fi x=I ff、+一A:一B;一C,一D;一E i一F,(5)WW1|!|了、.|.!.|J J G 7 6 5-1 9 9 2两块平晶平面度之和的测量不确定度。，由公式(6)计算:。一 6 211 ji-t2n(6)每块平晶平面度的测量不确定度为式中:尸 测量结果的权数，n 截面的被测点数，S二9 冰4 英 互 捡 p _ 12#A v，。55 0 S二一 v 1 25(7)总不确定度3 S应不超过0.0 1 0 E e m o四检定结果的处理和检定周期1 3 经检定符合本规程要求的平面标准器应出具计量标准器检定证书。不符合本规程要求的不能作为平面标准器，填发检定结果通知书。1 4 平面标准器应两年溯源比对一次，以确保量值传递的准确、可靠。J J G 7 6 5-1 9 9 2匆 州N回有溺 IIN有O口0 O吕0 l，字.n七 尸C 士 .二 !口a 二0O0 IOO心r 们NOC)+卜r、甲叫O .0十心、乙NO0+(二 勺川v l 勺 1 1飞O七 护O .O IN沪叫O l吧 尹O .O IOO沉O .O十哈OO十C 卜O -O+O二 U.I OO，州O .O十甘1t 们 .O+00几 rO+办、O .O十ON甲叫O+r、口 .C二+N叼O+，宁卜 勺 .O+口.钊 l .钊I 月 UO卜OO+亡 rN .O十堵为I f二O+a、乙C 二十OONO+尹寸O+，.州卜O+，寸r、.O+氟哪愉娜十有、口叼，O IC卜，宁 .O 1M 们O 1月，.OO i吧 门尸.劝O十，vO 1尸 叫七 介 ，O i因OO i日6 iC 价NO十I哪侧愉袅十 吧、c 2 I 甲司a 飞vW，了nV 1v00c+iOfWv，全叼，了军hcn00g三 NN 生 r-三圣 三 三NNNdMMNNu-h夔NO rhh调 啊理C叹、+VtO00 甲C匀.、+导十O00 甲倒 贬回 忆 目:R公 冲一c 二 l N尤 尾N VN;目96.州 910廿沪8芯目 91导冷910009.哪侧把琢愉湘十9帕)9T0寸旧们01貂忍写OCOg/导一N卜思召IN甲ao名即艺写吕旧召1貂忿刻曰困团谧阵男辑到叫引刊测侧明冈刻斑暇阿橄!华嗒理侧理理回瑞臣咯降二中骤理回祠五党I婚侧侧修岭顽维举雌阿阵奉储翎咄斑长调理裤右盆理回阿团“划研理刑暇苦8J J G 7 6 5-1 9 9 2理 州 N回有澎IIN万O今戈8+O小乌 价8+OO寸C C 护口 ，0+1 八N七 nC .0+寸的 俨O ，0+OO0M86+合n86 !:OO之 哟尸 叫寸己 .O+N卜寸O .0十寸O(亡 n 二 .O+O二 U l 飞C七 n0 .0十0N0 .0+00七 n尸 叫0十，.O十吧 n尸 叫 .0十OO，叫00+NO .O l叶00十OO寸尸.O十心尸.0十t n甲.0十0t Uw l O心，叫 .O+N】八 ，O+的(.O+名+O，.叫 .O+咱吧 r l .O+，V 二 ，O+Nr、.O+O感6+记 们甲叫 -O+，N .O+尹N .O+O，.叫甲叫 .O+V 7r 护 .O+口v .O+O+口，捉 门司 ，UC)，叫 .O+N晒 .O+OC，.O+寸O .，+C 二寸N .O十卜甘 .O+寸卜 .O十N卜 .O+O甘O ，O+月，州甲 曰 .O+犷N .O十甘N ，O十O】了7N .O十，.叫厂 .O+N卜 .O+O卜 .O十撅彰愉郑十甫卜沈).C IW心 .C士 I】r 翔之 乃 .O lMO .C+卜砰叫 .C 二+卜.八 .C二 l七 们七护 .C二 lO尸 叫 .C;l卜，.叫 ，亡 勺+翻 r7，.闷 .O+卜心O lN、OO I咱】了翔 .O IN寸O IN寸O IO口 O l甘 1才 O ION .O l的OO IO，洲O l昌必侧愉袅十 r闷 d I ，目 I s 飞Nhv-,乓气了MMS，了砰，了VM10Mv-,hW)气 r裂Q裂，了M哭，了V，了VVdO.r M三.yNrJbWO只r J卜、NNN户 月h三里.y.yV.rWO卜 刀O牙N1910VN10hnh1010m遗赓岌里悉呈vvn重M呈遗调 蛔理O+蓉十OV甲O+以咬 了十O00OC叹、+0 C，了+O0 0 OC:【、十以 二，了十OVO塑贬回 忆 、乙 赛M、一2心 I 吧 们 O 。NV C 00 寸 O 卜、叼，q,冷一C二 一 户!00二 鬓 VO粥洲J J G 7 6 5-1 9 9 2 设式(4)z(6 8 0 1 6),y(6 4 0 1 6),z(7 2 0 4 8),m(8 2 一 0 3)分别为I、II,M,1 V 按解得:(单位:Ji m)每块平晶的平面度偏差如下:0 0 0 0一 0.0 0 2 2一 0.0 1 5 0+0.0 0 1 7fllesZlll IV4C，月八J八jqn00 000+十+护|.K|1 班月马气nU7，J曰.1n，工J.LnnUO 000+护1.IJ111、flU4行色尹07110llnU00八U -:000 -|.丈|.|、T上 0 0 0计算方法试差:按式(5)解得残差如下:6 1=一 0.0 0 5 4 0 1 8,=0.0 0 2 4 10 5 3=0.0 0 3 40 a s=一 0.0 0 3 OS e=一0.0 0 5 5 6 1=一 0.0 0 3 7 OS Z=0.0 0 3 8S,二 0.0 0 0 10 8 s=0.0 0 3 7 ma,=一0.0 0 3 6 8,二一 0.0 0 2 06 2=一 0.0 0 0 7 8 3=一 0.0 0 2O a s=一 0.0 0 0 5(m a,=一 0.0 0 2 2按(7)式解得 S-0.0 0 25 6 9平面标准器总不确定度为 0.0 0 7 7 08 4=0.0 0 2 308 4=0.0 0 05,=0.0 0 1 2