塞尺检定装置计量标准技术报告.docx
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塞尺检定装置计量标准技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称塞尺检定装置
计量标准负责人
建标单位名称
填写日期
一、建立计量标准的目的…………………………………………………………………（）
二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………………（）
三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………………（）
四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………………（）
五、环境条件………………………………………………………………………………（）
六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………………（）
七、计量标准的稳定性考核………………………………………………………………（）
八、检定或校准结果的重复性试验…………………………………………………………（）
九、检定或校准结果的不确定度评定………………………………………………（）
十、检定或校准结果的验证………………………………………………………………（）
十一、结论…………………………………………………………………………………（）
十二、附加说明……………………………………………………………………………（）
一、建立计量标准的目的
塞尺是具有固定厚度的实物量具，主要用于间隙检测。
建立该标准是为了满足在全省范围内开展塞尺的检定工作，以保障量值的准确可靠。
二、计量标准的工作原理及其组成
本装置是以测长仪和表面粗糙度比较样块为主标准器，直接测量塞尺的示值误差。
测量时，首先将测长仪的球形测帽与平面测帽接触，读取测长仪的读数值作为相对零点A0。
然后，移动测长仪的测量轴使两测量帽离开，将塞尺片放入两测量帽之间，使球形测帽与塞尺正面接触，平面测帽与塞尺反面接触。
对于I型塞尺，在塞尺工作区中心线上分布的3点进行测量；对于II型塞尺，应在边缘位置增加2个测量点。
各点读数值Ai与相对零点数值A0之差即为该点正面的厚度值Li正。
对于标称值大于0.10mm的塞尺，还应测量塞尺1、2、3点的反面厚度Li反。
测量时，使球形测帽与塞尺反面接触，平面测帽与塞尺正面接触。
厚度片拆ei可按以下公式计算。
ei=Li-L0
式中：
Li为第i点厚度值；L0为塞尺标称尺寸。
三、计量标准器及主要配套设备
计量标准器
名称
型号
测量范围
不确定度
或准确度等级
或最大允许误差
制造厂及
出厂编号
检定周期或复校间隔
检定或
校准机构
万能测长仪
（0～100）mm
（0～100）mm
MPE:
±（1+L/200）μm
主要配套设备
表面粗糙度比较样块
Ra（0.025～6.3）μm
Ra（0.025～6.3）μm
MPE：
-17%～+12%
四、计量标准的主要技术指标
万能测长仪
型号：
（0～100）mm
测量范围：
（0～100）mmMPE:
±（1+L/200）μm
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
（20±8）℃
（20±2）℃
合格
2
湿度
/
/
/
3
4
5
6
六.计量标准的量值溯源和传递框图
上一级计量器具
本本级计量器具
下一级计量器具
七、计量标准的稳定性考核
用一台测量范围为（0.02～1.00）mm的塞尺对万能测长仪进行一组稳定性测量。
每间隔1个月对其0.02mm点偏差进行一组测量，共进行10组。
数据如下：
单位（μm）
时间
2018.6.5
2018.7.8
2018.8.10
2018.9.6
1
+2.1
+2.2
+2.2
+2.5
2
+2.2
+2.3
+2.2
+2.5
3
+2.1
+2.5
+2.3
+2.4
4
+2.3
+2.3
+2.3
+2.3
5
+2.3
+2.5
+2.4
+2.4
6
+2.5
+2.3
+2.1
+2.5
7
+2.4
+2.4
+2.2
+2.5
8
+2.3
+2.2
+2.2
+2.5
9
+2.2
+2.1
+2.3
+2.4
10
+2.3
+2.3
+2.1
+2.4
平均值
2.3
2.3
2.2
2.4
从上面数据中，可以得到平均值
的最大值和最小值之差为：
2.4-2.2=0.2μm，小于万能测长仪的最大允许误差的绝对值（1.0001μm），因此该装置稳定可靠。
八、检定或校准结果的重复性试验
对一台测量范围为（0.02～1.00）mm的塞尺，在重复性条件下用本装置对其0.02mm点的偏差进行10次测量，得（μm）：
+1.0、+1.2、+1.2、+1.3、+1.4、+1.2、+1.2、+1.3、+1.3、+1.3
s=0.11µm
装置的重复性标准偏差为0.13µm，小于不确定度分析中的重复性数据，因此重复性考核合格。
九、检定或校准结果的不确定度评定
塞尺片厚度值测量结果的不确定度评定
A.1测量方法
以测长仪测量标称厚度d为0.02mm，3.00mm的塞尺为例，按照JJG62-2017《塞尺检定规程》规定的测量方法和测量条件进行塞尺厚度偏差测量不确定度评定。
A.1测量模型
塞尺的厚度偏差ei：
ei=Li-L0+
+
+
式中：
Li------第i点厚度值，mm；
L0------塞尺标称尺寸，mm；
------测力造成的压陷变形对测量结果的影响，mm；
------测长仪测帽的平面度对测量结果的影响，mm；
------测量位置偏离对测量结果的影响，mm；
A.3分量的标准不确定度评定
A.3.1测量重复性引入的标准不确定度分量u1
对塞尺进行了10次重复性测量，得到标准偏差为0.13μm（0.02mm厚度塞尺），0.53μm（3.00mm厚度塞尺）。
则
u1=0.13μm（d=0.02mm）
u1=0.53μm（d=3.00mm）
A.3.2测长仪引入的标准不确定度分量u2
测长仪在测量范围内的最大允许误差为±1.0μm，由仪器最大允许误差导致的不确定度为矩形分布，包含因子
，则
u2=1.0μm/
=0.59μm
A.3.3测力造成的压陷变形引入的标准不确定度分量u3
测量时，塞尺的一面与平测帽接触，由于是平面对平面的接触，变形量可以忽略不计；另一面是球测帽与塞尺的平面接触，变形量不能忽略。
根据公式：
式中：
f------变形量，μm；
p-----测量力，N；
d------球形测量头直径，mm；
K1------不同情况下的材料系数。
在塞尺厚度的测量过程中，测头和塞尺的材料都是钢，则K1=0.415。
按正反弦分布保守估算，包含因子为
，则：
u3=f/
=
/
=0.17μm
A.3.4测长仪测帽的平面度引入的标准不确定度分量u4
测长仪测帽的平面度为0.15μm，按反正弦分布保守估算，包含因子为
，则：
u4=0.15μm/
=0.11μm
A.3.5测量位置偏离引入的标准不确定度分量u5
估计测点位置在规定测量位置1mm区域内，有尺片厚度的不均匀以及弯曲度引入测量不确定度。
0.02mm厚度塞尺尺片厚度在1mm范围内不均匀值不超过0.5μm，为矩形分布，包含因子为
；3mm厚度塞尺尺片厚度在1mm范围内不均匀值及弯曲度影响不超过2μm，为矩形分布，包含因子为
，则：
u5=0.5μm/
=0.29μm（d=0.02mm）
u5=2μm/
=1.2μm（d=3.00mm）
A.4标准不确定度一览表
标准不确定度分量u（xi）
不确定度来源
标准不确定度值
u（xi）
ci
∣ci∣×u（xi）
µm
u1
d=0.02mm
测量重复性引入的标准不确定度分量
0.13
1
0.13
d=3.00mm
0.53
0.53
u2
d=0.02mm
测长仪引入的标准不确定度分量
0.59
-1
0.59
d=3.00mm
u3
d=0.02mm
测力造成的压陷变形引入的标准不确定度分量
0.17
1
0.17
d=3.00mm
u4
d=0.02mm
测长仪测帽的平面度引入的标准不确定度分量
0.11
1
0.11
d=3.00mm
u5
d=0.02mm
测量位置偏离引入的标准不确定度分量
0.29
1
0.29
d=3.00mm
1.2
1.2
A.6合成标准不确定度
uc=
可得：
uc=
μm=0.7μm（d=0.02mm）
uc=
μm=1.5μm（d=3.00mm）
A.7扩展不确定度
取k=2，则：
U0.02=uc×k=0.7μm×2=1.4μm（d=0.02mm）
U3.00=uc×k=1.5μm×2=3.0μm（d=3.00mm）
标称值为0.02mm塞尺的极限偏差为±0.005mm，满足U0.02≤0.005mm/3；标称值为3.00mm塞尺的极限偏差为±0.048mm，满足U3.00≤0.048mm/3，故测量方法可行。
十、检定或校准结果的验证
用比对法，进行校准结果的验证。
用同一台塞尺为例，分别由我单位、济南市计量检定测试院和青岛市计量技术研究院校准0.02mm点，结果如下：
实验室校准结果
山东省计量院
济南市计量检定测试院
青岛市计量技术研究院
示值误差（μm）
+2.9
+3.0
+2.7
比对结果应该满足：
其中，
=
，
=1.4μm，n=3
则：
≤
×1.4
即：
0.6μm≤0.82μm，
上述测量结果表明本标准装置测量结果可靠。
十一、结论
本计量标准装置标准器及配套设备齐全，测量不确定度、稳定性和测量重复性均符合JJF1033—2016计量标准考核规范要求和JJG62-2017《塞尺检定规程》要求，可以开展塞尺的检定和校准工作。
十二、附加说明
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