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JJF 1422-2013

基本信息

标准号: JJF 1422-2013

中文名称:坐标测量球校准规范

标准类别:国家计量标准(JJ)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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JJF 1422-2013 坐标测量球校准规范 JJF1422-2013 标准压缩包解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

纯受控
中华人民共和国国家计量技术规范JJF 1422—2013
标测量球校准规范
Calibratitn Specification for Coordinate Measuring Spheres2013-07-04发布
2013-10-04实施
国家质量监督检验检疫总局发布JJF1422—2013
坐标测量球校准规范
Calibration Specification forCoordinate Measuring SpheresJJF1422—2013
归口单,位:全国几何量工参量计量技术委员会主要起草单位:中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所海克斯康测量技术(青岛)有限公司参加起草单位:北京华航宏伟科技有限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本规范主要起草人:
JJF1422-2013
钱丰(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)
孙玉玖(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)
郝鹏(海克斯康测量技术(青岛)有限公司)谷卫华(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)
参加起草人:
要雅彦(海克斯康测量技术(青岛)有限公司)刘宪卫(北京华航宏伟科技有限公司)引言
1范围
引用文件·
3概述
4计量特性
坐标测量球的表面粗糙度
4.2坐标测量球的直径
JJF1422—2013
4.3坐标测量球的形状误差(圆度误差)5校准条件:
5.1环境条件.
5.2测量标准及其他设备
5.3其他条件·
6校推项目和校准方法
6.1坐标测量球的表面粗糙度bzxZ.net
6.2坐标测量球的直径
6.3坐标测量球的形状误差(圆度误差)7校准结果表达-
8复校时间间隔·
坐标测量球直径测量结果的测量不确定度评定附录A
附录B坐标测量球圆度误差测量结果的测量不确定度评定附录C校推证书内容及内页格式
(4)
JJF1422-2013
JJF 1071 《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001 《通用计量术语及定义》、JJF1130--2005《儿何量测量设备校准中的不确定度评定指南》共同构成支撑本校准规范制定的基础性系列规范,
本规范为首次制定。
1范围
JJF1422—2013
坐标测量球校准规范
本规范适用于坐标测量球(检测球和标定球)的校准。2引用文件
本规范引用了下列文件:
JJF1064--2010坐标测量机校准规范JF1094—2002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
坐标测量球用于校准或标定坐标测量机、数控机床和其他测长仪器,按用途分为检测球与标定球两类。检测球可用于校准坐标测量机等仪器设备的探测误差等项目:标定球可用于标定坐标测量机等仪器设备的测头坐标位罩及测头直径。坐标测量球通常用钢,硬质合金、陶瓷或玻璃制成,一般以直径为其型号规格,其直径尺寸为(10~50)mm。常见的坐标测量球按结构型式分为:带联接杆和底座的坐标测量球、不带联接杆和底座的坐标测量球,如图1所示。(e)带联接杆和底座的坐标测量球(b)不带联接杆和底座的座标测量球图1坐标测量球结构示意图
1--球体,2:球柄:3—联接杆,4—底座4计量特性
4.1坐标测量球的表面粗糙度
JJF 1422—-2013
坐标測量球的表面粗糙度--般不大于Ra0.05m。4.2坐标测量球的直径
坐标测量球的直径的测量不确定度由送校单位确定。一般不超过相应仪器设备最大允许示值误差的1/3。
4.3坐标测量球的形状误差(圆度误差)坐标测量球的形状公差(F公差)由送校单位确处大允许探测误差的1/5。
注:以上指标不是用序合格埋判别:仅供参考。5校准条件
5.1环境条件
5. 1. 1 温度
内温度为
要求为:实室
校准用设备
内平衡温
的应无影
5.2测量楼
其他设备
康表所列测子
推荐使
量标准及其他投备行有
5.3其他条件
泪对湿
表1测量标准及其他设备
服备名称
表区粗糙度测量仪
测长仪测长机
圆度仪
MPE:
般不超过相应仪器设备最
度要享确室。推荐的
受校坐标测量球及
扰动。
确定费要象的其他测
MPF 45%
.15 μm+0.7×10-L)
1级或2级
校准前应确认无影响校准正确性实施和校准结果的外观缺陷。坐标测量球球面及球座底面不应有划伤、碰伤、锈蚀、毛刺等缺陷。球座底面有镀层的,镀层应完整,无脱落现象。
球体与球柄联接应稳定牢固,不应有松动、相对转动等现象。联接杆及紧固螺钉的作用应稳定可靠。球座底面与平板接触应稳定紧密。6校准项目和校准方法
使用放大镜对球面外观进行检查,目测和手动试验检查其他部位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。2
6.1坐标测量球的表面粗糙度
JJF1422—2013
在3个位置上测量,取最大值作为坐标测量球的表面粗糙度测量结果。测量点应在相互垂直的不同球径方向上选取。采用表面粗糙度测量仪进行测量。6.2坐标测量球的直径
6.2.1在受校坐标测量球上选择3个球径方向,测量位置的选取如图2所示,获得测量值Da1,D11Dc1。将坐标测量球绕球柄轴线方向旋转90°,获得测量值Da2:DaDc2。取6个测量值的平均值作为坐标测量球的直径测量结果。方向B(45\位置)
方向A(位量)
方向C(-45'位置)
图 2坐标测量球测量截面示意图6.2.2采用测长仪/测长机测量坐标测量球的直径。测量时,首先在测长仪器的头座和尾座测量杆上安装小平面测头,调整两測头平面平行,以两测头接触时读数为A;然后移开头座(或尾座),将受校坐标测量球放置在工作台上,通过调整仪器工作台置,使坐标测量球在受校直径方向上位于两测头平面之间,并在上下和前后两个方向上观察最大值位置,此时读数为A:按式(1)计算该位置的直径值D;:D,= A, —A,=L.
式中:
D:坐标测量球在i位量的直径值;A:坐标测量球在位置的终点读数:A,—坐标测量球在位置的起点读数:L一测长机在i位置的移动距离。6.3坐标测量球的形状误差(圆度误差)(1)
6.3.1首次校准应在坐标测量球上的三个截面进行测量,测量位置见图3。复校准时可只在A截面上进行测量。
JJF 1422—2013
截面B(45°位置)
截面A(0位置)
截面C(~45位量)
图3坐标量球圆度测量位置示意图6.3.2采用圆度仪测量坐标测量球的圆度误差。测量前,应将圆度仪按仪器说明书的规定调整到工作状态,仪器滤波器选择“(1~50)周波数”,测杆选择“标准测杆”,测力选择“外侧较小测力位置”,放大倍数选择“低倍”;然后将坐标测量球置于圆度仪工作台中心,使测头中部与坐标测量球球径处相接触,放大倍数选择由低至高,调整坐标测最球与仪器回转中心同轴,测量时,放大倍数选择最高挡,先让主轴空转3圈,开始测量,选择最小包容区域法评定其圆度误差,记录圆度仪的圆度误差输出值E,按式(2)计算坐标测量球在该截面的圆度误差F::F-ER
式中:
F坐标测量球在i截面的圆度误差;ER圆度仪在i截面的圆度误差输出值。校准结果表达
经过校准的坐标测量球发给校准证书,校准结果至少应说明:直径尺寸的测量结果及不确定度:圆度误差的测量结果及不确定度。8 复校时间间隔
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。建议复校间隔一般不超过1年。
附录A
A. 1校准任务
JJF 1422—2013
坐标测量球直径测量结果的测量不确定度评定校准 D30 mm 坐标测量球的直径尺寸,A.2原理、方法和条件
A.2.1測量原理
接触式,直接法,绝对测量。
A. 2. 2 测量方法
在测长机上测量。测量前应将仪器调整满足测量需要的状态。测量时,首先两测头接触并清零,然后将受校坐标测量球放在两测头之间,测量得到球的直径尺寸。A.2.3测量条件
环境温度(20±0.5)℃,温度变化每小时不应超过0.5℃/h,环境相对湿度70%:
测长机常年固定安装在实验室内,受校坐标测量球在实验室内的平衡时间12小时;
測长机光栅制造材料为光学玻璃;受校坐标测量球为钢制的。A.3测量模型
由測量原理和方法,参考式(1),转化得到理论测量模型:D-A-A.-L
式中:
D—坐标测量球的直径;
A一一第二个位置(终点)读数:A。一一第一个位置(起点)读数;L——测长机的移动距离。
A4不确定度传播率
u(D) =c\u(L)
式中,灵敏系数 c=a D/ a L=l A.5测量不确定度来源及说明
测量不确定度来源及说明见表A.1。表 A. 1测量不确定度来顽及说明序号
不确定度来源
测长机示值误差
仪器分辨力
测量重复性
测长机存在示值误差
测长机为数显式仪器,仪器分辨力为0.01 双m(A. 1)
不确定度来源
安装调整
坐标测量球
接触形式
A.6标准不确定度评定
JJF {422—2013
表A.1(续)
测前,应在两个方向调整测头平行,调整不到位会有误差实验室温度对20℃会有偏离,而光栅尺和坐标量球之间存在线膨胀系数差
实际测量位置偏离定义位置时,坐标测量球的形状会对测量结果产生影响,主要影响因素是圆度误差测头与球的接触方式为点接触,测头与測头的接触方式为小面接触。而小平面测头会存在一定的平面度误,A.6.1由测长机的示值误差引人的标准不确定度分量241测长机最大允许误差MPE为士(0.15μm十0.7×10-6L),符合均勾分布,=/3,受校球的直径按30mm计算,则:u1=(0.15 μm+0.7×10-×30×103 μm)//3=0.099 μmA.6.2由仪器分辨力/重复性引入的标准不确定度分量u2测长机的分辨力为0.01am,区问半宽度为0.005μm,符合均匀分布,k=/3,则由分辨力引入的不确定度分量为:u21=0.005 μm//3=0.003 μm
在各种条件均不改变的情况下,在短时间内,用标称值为30 mm的球进行重复性实验,共测量10次(即10)。实验数据为(单位:mm):30.00010,30.0001430.00 016, 30.00 017, 30.00 018,30.00 012, 30.00 019, 30.00 018, 30.00 020,30.00015,由贝塞尔公式计算得到5,(z)=0.032m,则重复性引入的不确定度分量为:
uzz0.032μum
分辨力引入的不确定度分量u21和测量重复性引入的不确定度分量u22,取结果较火者,则:
tz-ua20.032μm
A.6.3由安装调整不到位引人的标准不确定度分量u:由实验,安装调整不到位影响可以控制在e安婺士0.10μm,符合均匀分布,表一V3,则:
us=0.10μm//3=0.058μm
A。6.4由温度引入的标准不确定度分量 u在测量前,坐标测量球已经放置在仪器上充分定温(即两者温度差忽略不计),所以此处主要考虑温度偏离20℃,测长机与受校球的线膨胀系数差的影响,在测量过程中,实验室温度保持在(20士0.5)℃的范围内,已知测长机的线膨胀系数为α机一(8士1)×10-6℃-1,受校球的线膨胀系数为 a建=(11.5士1)×10-6℃-1,则两者最大的差6
JJF1422—2013
值可能为5.5×10-6℃-1,近似三角分布,k=/6,则:当L=30mm时,由温度带来的极限误差为:度=LXTXαLXTXαLXATX(α球α)=(±30×10×0.5×5.5×10-6)#m=±0.0825μm则由温度引人的测量不确定度分量为:uz=0. 082 5 μm//6 =0. 034 μmA. 6. 5
由坐标测量球形状引人的标推不确定度分量α5坐标测量球形状对谢量结果产
圆度误差一般不超过 0. 1
均值,则:
圆度误差,高精度坐标测量球的3,
由直径测量取6个位置的平
us =(0. 13 μm//3)//6 -0. 031 μmA.6.6由接重形式引人的标推不确定度分量us测量坐测量球
在e接起
um,符
合戴标准不确定
示准不确
测量p30mm标
影响淡
不确定度的老源
测长机
分辨力/重复性
分辨力
重复性
安装调整
坐标测量球形状
接触形式
经量代
爱分量
影响量
均句±(0.15μm+0.7×1
usz μm
±o.1 μm
AT×LX5.5×10-
±o.1 μm
合成标准不确定度 u。
扩展不确定度U(=2)
A.7.2合成标准不确定度计算
经验真
影响可以控制
量未确定度分量为:
果见表
果影与的
变限/
标灌不确
定度分堂
ui/μm
由于参与计算的各项标准不确定度分量之间没有值得考虑的相关性,由式(A.2)7
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