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1、尖头外径千分尺校准规范1范围本规范适用于分度值为O.Ol0.001mm,测量上限至150mm的尖头外径千分尺以及数显尖头外径千分尺的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG21-2008千分尺GB/T6313-2018尖头千分尺凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规范；凡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概述尖头外径千分尺是利用螺旋副原理，对尺架上两锥形球测量面或两锥形平测量面间分隔的距离进行读数的外尺寸测量器具。其外形结构如图1、图2所示。I-测砧2-测量面3-测微螺杆4-锁紧装置5-固定套管6-微分筒7-$则力装置8-尺架9-隔热装置2351-
2、尺架2-薄片固定测砧3-测微螺杆4-棘轮套测力装置5-快速驱动装置6-显示屏7-功能键8-隔热装置图2数显无刻线单尖头外径千分尺4计量性能要求1.1 测微螺杆的轴向串动和径向摆动均不大于0.01mm1.2 测力千分尺的测力(系指测量面与球面接触时所作用的力)应为(5SlO)No1.3 刻线宽度及宽度差微分筒刻线宽度为(008s0.20)mm,固定套管上的刻线与微分筒上的刻线的宽度差均应不大于003mm。带刻度盘的刻线宽度为(0.20SO.30)mm,其宽度差应不大于0.05m11o1.4 微分筒锥面棱边至固定套管刻线表面的距离应不大于0.4mm1.5 微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位
3、置当测量下限调整正确后，微分筒上的零刻线与固定套管纵刻线对准时，微分筒的端面与固定套管毫米刻线右边缘应相切，若不相切，压线不大于0.05mm,离线不大于0.1mmo1.6 数显尖头外径千分尺的示值重复性应不大于1Uin1.7 数显外径千分尺任意位置时数值漂移应不大于1mh1.8 示值误差尖头外径千分尺示值最大允许误差应不超过表1中的规定。表1尖头外径千分尺示值最大允许误差测量范围n三最大允许误差/Um0-25,25-50450-75,75SlOO5IoOSI25,125SI506数显尖头外径千分尺示值最大允许误差应不超过表2中的规定。表2电子数显尖头外径千分尺示值最大允许误差测量范围mm最大允
4、许误差/Um0-25,25-50250-75,75-1003100-125,125-15031.9 数显外径千分尺数显装置的细分误差应不超过2Um4. 10校对用量杆尖头外径千分尺校对用量杆的尺寸偏差应不超过表3中的规定。表3校对用量杆的尺寸偏差校对用量杆标称尺寸mm尺寸偏差的最大允许误差/1Im25,50275310031254数显尖头外径千分尺校对用量杆的尺寸偏差应不超过表4中的规定。表4校对用量杆的尺寸偏差校对用量杆标称尺寸mm尺寸偏差的最大允许误差/Um25,501.25751.5100+21252.55通用技术要求4.1 外观4.1.1 尖头外径千分尺及其校对用的量杆不应有碰伤、锈蚀
5、、带磁或其他缺陷，标尺刻线应清晰均匀，数显尖头外径千分尺数字显示应清晰、完整。4.1.2 尖头外径千分尺应附有调整零位的工具，测量上限大于或等于25mm的千分尺应附有校对用的量杆。尖头外径千分尺应具有测力装置、隔热装置和锁紧装置。4.1.3 尖头外径千分尺上应标有分度值、测量范围、制造厂名（或厂标）及出厂编号。4.2 各部分的相互作用5. 2.1微分筒转动和测微螺杆的移动应平稳无卡滞现象。5. 2.2可调或可换测砧的调整或装卸应顺畅，作用要可靠，调零和缩紧装置的作用应切实有效。5. 2.3带有表盘的尖头外径千分尺，表针移动应灵活、无卡滞现象。5.2.4数显尖头外径千分尺各工作按钮应灵活可靠。6
6、校准条件6.1 环境条件6.1.1 测量尖头外径千分尺的实验室内温度和平衡温度的时间一般不超过表5中的规定。6. 1.2实验室内相对湿度不大于70%o表5室内温度和室内平衡温度的时间千分尺名称千分尺测量范围mm室内温度对20的允许偏差/平衡温度的时间/h千分尺校对用量杆标尺OSloO532100-500423数显0-100+3136.2测量标准及其它设备技术要求校准尖头外径千分尺所用的测量标准及其它设备技术要求见表6。表6检定项目及主要检定设备设备名称技术要求测力仪MPE:2.0%工具显微镜MPE:(l+L/100)m塞尺MPE:(516)Pm量块3等、4等、5等测长机MPE:(0.5+L10
7、0)Pm光学计MPE:0.25m注：允许使用满足测量不确定度要求的其它测量设备7校准项目和校准方法7.1校准项目尖头外径千分尺校准项目见表7。表7校准项目校准项目标尺数显测力+微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离+微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置+数显尖头外径千分尺的示值重复性-+数显尖头外径千分尺任意位置时数值漂移-+数显尖头外径千分尺的细分误差一+示值误差+校对用量杆+7. 2校准方法校准前首先检查外观和各部分的相互作用，确定没有影响计量特性因素后再进行校准。7.2. 1测力用分度值不大于0.2N的测力仪测量。测量时，测量面与测力仪的球工作面接触后进行。7.2.2微分筒锥
8、面的端面棱边至固定套管标尺标记面的距离在工具显微镜上测量。也可用0.4mm塞尺置于固定套管标尺标记表面上以比较法测量，测量时应在微分筒任意一周内不小于3个位置上进行。7.2.3微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记的相对位置当测量下限调整正确后，使微分筒锥面的端面与固定套管任意毫米刻线的右边缘相切时，读取微分筒的零刻线与固定套管纵向刻线的偏移量。7.2.4数显尖头外径千分尺的示值重复性在相同测量条件下重复测量5次分别读数，示值重复性以最大读数与最小读数的差值确定。7.2.5数显尖头外径千分尺任意位置时数值漂移在测量范围内的任意位置锁紧测微螺杆，观察1h内显示值的变化不超过规定值。7.2.6示值
9、误差尖头外径千分尺示值误差用5等专用量块进行测量。尖头外径千分尺的校准点应均匀分布在测量范围内的5点上，如表8中所示。读取各校准点的尖头外径千分尺指示值或显示值与各相应量块实际尺寸的差值作为该点示值误差，取各校准点中绝对值最大值的示值误差作为该尖头外径千分尺的示值误差，示值误差均不应超过表1中的规定。测量上限大于100mm的尖头外径千分尺，将专用量块依次研合在相当于尖头外径千分尺测量范围下限的5等量块上依次进行测量。示值误差均不应超过表1中的规定。尖头外径千分尺的示值误差e可由以下公式算得:e=4-4式中：1.i尖头外径千分尺的示值（20C条件下），mm；1.量块的实际值（20C条件下），mm
10、o表8示值误差校准点测量范围mm量块标尺尺寸mm0-255.12,10.25,15.37,20.5,25；或5.12,10.24,15.36,21.5,25。25A+5.12,+10.25,A+15.37,A+20.5,A+25：或A+5.12,A+10.24,A+15.36,A+21.5,A+25。注：表中A为测量下限7.2.7数显尖头外径千分尺的细分误差在测量范围任一位置上，沿测量方向转动微分筒，每间隔0.04mm测量一次，共测量12点，分别读出各测量点数显装置上的显示值与微分筒读数值之差。其最大差值应符合规定的要求。对于没有微分筒的数显尖头外径千分尺，可用量块测量。7.2.8校对用量杆校
11、对用量杆尺寸偏差在光学计或测长机上采用4等量块以比较法进行测量。对于平测量面的校对用量杆应采用球面测帽在图3所示的5个点上进行测量，各点尺寸偏差不应超过表3、表4的规定。0.5mm图3测量校对用量杆尺寸偏差示意图8校准结果表达经校准的尖头外径千分尺出具校准证书，校准原始记录格式参照附录A,校准证书的结果内页信息和格式参照附录Bo9复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由尖头外径千分尺的使用情况、使用者、尖头外径千分尺本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔为1年。附录A尖头外径千分尺校准记录参考格式委托单位单位地址器具名称型号规格出厂编号制
12、造厂温度湿度校准地点校准证书编号校准员核验员校准日期校准用标准器信息标准器名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书标号有效期至校准项目及校准结果序号校准项目校准结果1外观和各部分的相互作用2测力3微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离4微分筒锥面的端面与固定套管亳米刻线的相对位置5数显尖头外径千分尺的示值重复性6数显尖头外径千分尺任意位置时数值漂移7数显尖头外径千分尺的细分误差9示值误差受校尺寸(mm)示值误差(Um)8校对用量杆不确定度附录B尖头外径千分尺校准证书内页参考格式温度：相对湿度：%序号校准项目校准结果1测力和测力变化2微分筒锥面的端面棱边至固定套管标尺标记
13、面的距离3微分筒锥面的端面与固定套管毫米标尺标记的相对位置4数显尖头外径千分尺的示值重复性5数显尖头外径千分尺任意位置时数值漂移6数显尖头外径千分尺的细分误差7校对用量杆8示值误差9不确定度以下空白附录C尖头外径千分尺示值误差测量结果的不确定度评定示例C.1测量方法分度值为0.01mm尖头外径千分尺示值误差的测量是在规定条件下用5等量块进行的。下面仅对（025）mm、（75100）mm、（125150）nun尖头外径千分尺的测量上限点的示值误差，进行测量结果的测量不确定度分析。C.2测量模型e=Lm-4+Am4m-4.0bM（C.D式中：e一一尖头外径千分尺的示值误差；1.一一尖头外径千分尺的
14、示值（20C条件下）；4量块的长度值（20条件下）；En和即一分别是尖头外径千分尺和量块的线胀系数；%和Ab分别是尖头外径千分尺和量块偏离参考温度20的数值。C.3方差和灵敏度系数在公式（A.1）中：为简化运算，舍去微小量，并转化相关项影响。令：LLmLba=amabttmtb=rm-b代入公式(A.1)后，经整理得：=Lm-+LSot+LaSt(C.2)灵敏系数q：c1=delLm=1c2=eLb=-1c3=ea=LZc4=de!t=La依据不确定度传播律公式，输出量附计值的方差为：iQ=M2(e)=c：:+c；+c；+c：(C.3)=：+；+(r)2+(La)20.4不确定度来源分析C.4
15、.1测量重复性引入的不确定度为；C.4.2量块引入的不确定度的；C.4.3尖头外径千分尺与量块的线胀系数差引入的不确定度与；C.4.4尖头外径千分尺和量块的温度差引入不确定度如；C.5标准不确定度汇总表=25nm表C.1不确定度概算汇总表标准不确度不确定度来源标准不确定度ci=fxiw(xi)mw(xi)mI测量重复性0.422m10.4222量块0.242m-10.2423尖头外径千分尺与量块的线胀系数差0.816X1OfC,Lr0.102%尖头外径千分尺和量块的温度差0.173La0.050uc=0.500mZ=100mm表C.2不确定度概算汇总表标准不确度分量W(Xi)不确定度来源标准不
16、确定度ci=fxiICiIXMXi)/%测量重复性0.422m10.422U2量块0.515Pm-10.515“3尖头外径千分尺与量块的线胀系数差0.816106,C,LZ0.4084尖头外径千分尺和量块的温度差0.173La0.200UC=0.800m标准不确度分量W(Xi)不确定度来源标准不确定度q=fxiw(xi)m%测量重复性0.483m10.483U2量块0.650um-10.650尖头外径千分尺与量块的线胀系数差0.816X1OY-CTLr0.490u4尖头外径千分尺和量块的温度差0.173La0.298uc=0.992mZfI50mm表C3不确定度概算汇总表C6标准不确定度计算C
17、.6.1尖头外径千分尺测量重复性引入的不确定度修测量范围(0-25)mm尖头外径千分尺对25mm点用5等量块进行测量，重复测量10次(25.001mm,25.001Innb25.000mm,25.000mmt25.000mm,25.000mm,25.000mm,25.000Innb25.000mm,25.000mm),带入贝塞尔公式：X(xi-x)2S(X)=I:J/7-1经计算得出单次实验标准差s=0.422m,则：ul=s=0.422m测量范围(75Ioo)mm尖头外径千分尺对100mm点用5等量块进行测量，重复测量10次(IoO.00Imnb100.000mm,100.000mm,100
18、.000mm,100.OOlmm,100.000mm,100.000mm,100.000mm,t100.000mm,100.000mm),带入贝塞尔公式，经计算得出单次实验标准差S=C)422m,则：ux=s=0.422m测量范围(125150)mm尖头外径千分尺对150mm点用5等量块进行测量，重复测量10次，得禺=(150.OOOmm,150.OOlmm,150.OOOmm,150.OOOmm,150.OOOmm,150.OOOmm,150.OOOmm,150.OOlmm,150.OOlmm,150.OOOmm)带入贝塞尔公式，经计算得出单次实验标准差s=0.483m,则：U1=S=0.4
19、38mC.6.2由校准用量块引入不确定度的5等量块的测量不确定度为U=0.5m+5xUT6L,k=2.58oC.6.2.1对零量块的不确定度分量尖头外径千分尺测量上限=25Inrn时：被测量尖头外径千分尺下限为零，不用对零量块，贝U:w21=0.00m尖头外径千分尺测量上限A=100mm时：以75mm量块对零，六0.875,k=2.58,贝J:M21=0.875m2.58=0.339m尖头外径千分尺测量上限=150mm时：以125mm量块对零，片L125,k=2.58,贝小m2i=1.125m/2.58=0.436mC.6.2.2读数用量块的不确定度分量22尖头外径千分尺测量上限占25mm时：
20、U22=(0.50+525103106)/2.58=0.242m尖头外径千分尺测量上限=100mm时：u22=(0.50+510010310-6)/2.58=0.388m尖头外径千分尺测量上限150mm时：U22=(0.50+515()IO3106)2.58=0.484m以上两项合成，得：Z-25mm时：U2=4*+成=2+0.2422=0.242mZ=100mm时：u2=J*+=V.3392+0.3882=0.515mZ=150mm时：u2=J说+.2=V.4362+0.4842=0.650mC.6.3尖头外径千分尺与量块间线胀系数差引入的不确定度与尖头外径千分尺与量块间线胀系数均为：=(l
21、l.5l)xl0-6。CL线胀系数差而的界限为2x10-6。CI服从三角分布，Xr=6,贝(J：=210-6oC76=0.816106oC,C.6.4尖头外径千分尺和量块间的温度差引入的不确定度W4尖头外径千分尺和量块间的温度差存在，并以等概率落于估计区间(-0.3、+0.3)C范围内，/=石则:m4=0.3oC3=0.173C.7合成标准不确定度Uc校准测量范围不超过100mm尖头外径千分尺时，校准规范要求温度允许偏差为r=5oC;校准测量范围大于100mm尖头外径千分尺时，校准规范要求温度允许偏差为Al=4C,量块的线胀系数a=11.5x106Cd。尖头外径千分尺L=25mm=0.025I
22、O6m时：uc=Ju；+(La)2=(0.422)2+(0.242)2+(0.02510650.816106)2+(0.02510611.510-60.173)2=0.500m尖头外径千分尺L=100mm=().1()XIO6m时：%=+说+(LAf)2齿+(La=(0.422)2+(0.515)2+(0.1010650.816IO-6)2+(0.1010611.51060.173)2=0.800m尖头外径千分尺L=150mm=0.150XIO,n时：UC=+状+(La)2=(0.483)2+(0.650)2+(0.15010640.816106)2+(0.15010611.510-60.173)2=0.992mC.8扩展不确定度U取置信因子&=2二25mm时：U=UCXa=0.5002=1.0mA=100mm时:U=uck=0.8002=1.6mZ=150mm时：U=4x2=0.9922=2.0m经分析，校准尖头外径千分尺示值误差的扩展不确定度与其最大允许误差的绝对值之比基本满足三分之一关系，可以开展校准。JJF（黑）xx2023
