計量標準技術(shù)報告光學儀器

1、計量標準技術(shù)報告計量標準名稱檢定光學儀器標準器組建立計量標準單位鎮(zhèn)江市計量所計量標準負責人包劍籌建起止日期1985年12月說 明1、申請建立計量標準應填寫計量標準技術(shù)報告。計量標準考核合格后由申請單位存檔。2、計量標準技術(shù)報告由計量標準負責人填寫。3、計量標準技術(shù)報告用計算機打印或墨水筆填寫，要求字跡工整清晰。目 錄一、計量標準的工作原理及其組成（1）二、選用的計量標準器及主要配套設備（2）三、計量標準的主要技術(shù)指標（3）四、環(huán)境條件（3）五、計量標準的量值溯源和傳遞框圖（4）六、計量標準的測量重復性考核（5）七、計量標準的穩(wěn)定性考核（6）八、測量不確定度評定（7）九、計量標準的測量不確定度驗

2、證 （10）十、結(jié) 論（11）十一、附加說明 （11）一、計量標準的工作原理及其組成按JJG56-2000工具顯微鏡檢定規(guī)程，JJG57-1999光學、數(shù)顯分度頭檢定規(guī)程、JJG108-1982投影儀檢定規(guī)程，本套計量標準主要用于萬能工具顯微鏡和大、小型工具顯微鏡的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢驗以及用于檢定新制造、修理后和使用中的光學、數(shù)顯分度頭及測量用投影儀。以檢定儀器示值誤差為例，計量標準的工作原理敘述如下：1. 檢定工具顯微鏡1.1 檢定萬能工具顯微鏡在主顯微鏡上安裝輪廓目鏡，移動滑板使毫米刻度尺處于零位，將玻璃刻度尺放置在儀器工作臺中間位置上，調(diào)整玻璃刻度尺及工作臺，使玻璃刻度尺平行

3、于滑板移動方向，并使其零線與輪廓目鏡視場中的雙線對準，按儀器讀數(shù)裝置進行讀數(shù)。然后依次每移動25mm，使玻璃刻度尺的相應影像與輪廓目鏡中的雙線對準，并依次按讀數(shù)裝置讀數(shù)。每點應進行4次對準和讀數(shù)，取其平均值作為該點上的讀數(shù)。儀器的示值誤差應在工作臺正、反行程上進行檢定。1.2 檢定大、小工具顯微鏡在主顯微鏡上安裝輪廓目鏡，借助相應尺寸的量塊或轉(zhuǎn)動微分筒使滑板處于對應工作行程的中間位置上，將玻璃刻度尺放置在儀器工作臺中間位置上，調(diào)整玻璃刻度尺及工作臺，使玻璃刻度尺平行于滑板移動方向，并使其零線與輪廓目鏡視場中的雙線對準，記下儀器微分筒的起始讀數(shù)。然后依次每隔5mm檢定。每點應進行4次對準和讀數(shù)，

4、取其平均值作為該點上的讀數(shù)。當正向行程檢定至微分筒終點后，再反向行程上進行檢定至微分筒起點。微分筒示值誤差檢定后，還應檢定儀器使用量塊時的示值誤差。2. 檢定光學、數(shù)顯分度頭以檢定分度值為10²的分度頭為例。將多面棱體借助心軸固定在分度頭上,儀器度盤位于0°位置，調(diào)整多面棱體使其0°工作面與自準直儀照準，在分度頭讀數(shù)裝置中讀數(shù)。然后轉(zhuǎn)動分度頭使度盤分別為30°、60°330°位置，在讀數(shù)裝置中分別讀數(shù)。這一檢定應在分度頭正、反方向上各檢一次，對棱體偏差修正之后，分別求得每個測回的誤差值，示值誤差以正、反方向上最大值與最小值之差來確定。

5、3. 檢定投影儀以檢定螺旋副機構(gòu)為例。將玻璃刻度尺放置在儀器工作臺中間位置上，調(diào)整玻璃刻度尺，使其平行于滑板移動方向。在影屏中心安置雙刻線分劃板，并使其對準玻璃刻度尺零線，記下微分筒的起始讀數(shù)。然后根據(jù)微分筒的受檢點依次轉(zhuǎn)動并讀數(shù)。示值誤差以正、反方向上最大值與最小值之差來確定本套計量標準主要由二等玻璃刻度尺和三等多面棱體等組成。1二、選用的計量標準器及主要配套設備計量標準器名 稱型 號測量范圍不確定度或準確度等級或最大允許誤差制造廠及出廠編號檢定證書號玻璃線紋尺(0200)mm二等 /802428蘇長06字第2002299號光學儀器檢具北京計量工廠 /70213蘇長04字第2002239號正

6、多面棱體24面三等中國計量院工廠/8413蘇長04字第2002674號主要配套設備數(shù)顯電感測微儀DGJ-6(0±0.1)mm±0.3mm中原量儀廠 /19 蘇長11字第2002107號量塊83塊組(0.5100)mm三等成都量具刃具廠/71121蘇長01字第2002215號量塊83塊組(0.5100)mm三等成都量具刃具廠/2694蘇長01字第2002249號平直度檢查儀5mm/m哈爾濱量具刃具廠/1-279102B4504扭簧比較儀0±0.05mm哈爾濱量具刃具廠/0086102B4512特殊平晶L-40mm北京計量工廠102A40242三、計量標準的主要技術(shù)指

7、標1.二等玻璃線紋尺 測量范圍：(0200)mm；最大允許誤差：±0.5mm.2.正多面棱體測量范圍：(0360)° ，24面；最大允許誤差：±0.5².四、環(huán)境條件項 目要 求實 際 情 況結(jié) 論溫 度(20±1)20合格溫度變化1/h0.3/h合格3五、計量標準的量值溯源和傳遞框圖上一級計量器具江蘇省計量測試技術(shù)研究所一等標準玻璃線紋尺 標準測角儀0200mm 360°=±(0.1+0.5l)mm =±0.2²直 接 測 量本單位計量器具鎮(zhèn)江市計量測試技術(shù)研究所檢定光學儀器標準器組0200mm 360

8、°=±(0.2+1.5l)mm =±0.5²直 接 測 量下一級計量器具鎮(zhèn)江市各企事業(yè)單位工具顯微鏡 光學、數(shù)顯 光學、數(shù)顯 投影儀 讀數(shù)顯微鏡 分度臺 分度頭 200´100 360° 360° 200´200 010mm=±(1+10l)mm =±2² =±2² =±(4+20l)mm =±10mm4六、計量標準的測量重復性考核以檢定萬能工具顯微鏡縱向200mm受檢點為例。測量重復性是使儀器毫米線紋尺處于零位，同時調(diào)整好玻璃線紋尺，使玻璃線紋

9、尺的零線與輪廓目鏡視場中的雙線對準，按儀器讀數(shù)裝置進行讀數(shù)。然后移動滑板至200mm處，使玻璃線紋尺的相應影像與輪廓目鏡中的雙線對準，并按讀數(shù)裝置讀數(shù)。重復對準200mm刻線并讀數(shù)，進行10次，得以下數(shù)據(jù)：200.0000mm; 200.0001mm; 200.0002mm; 200.0002mm; 200.0002mm;200.0002mm; 200.0001mm; 200.0001mm; 200.0002mm; 200.0003mm.得：n=10；平均值=200.00016mm.于是其重復性為： s=0.09mm該數(shù)值小于測量不確定度評定（4.1）中引入的單次測量標準偏差s=0.12mm計

10、量標準的重復性考核合格。5七、計量標準的穩(wěn)定性考核 現(xiàn)將歷年(2000年2002年)江蘇省計量測試技術(shù)研究所的二等玻璃線紋尺檢定證書中檢定數(shù)據(jù)作為計量標準的穩(wěn)定性考核的有效數(shù)據(jù)(以200mm為例)進行數(shù)據(jù)分析： 檢定日期檢定證書號玻璃線紋尺200mm點實際尺寸（mm）2000年9月21日蘇長06字第2000337200mm -0.2mm2001年9月12日蘇長06字第2001209200mm -0.2mm2002年9月17日蘇長06字第2002299號200mm -0.5mm上表中，最大值與最小值之差為-0.3mm，0.50mm，符合JJG73-1994長度至200mm一、二等玻璃線紋尺檢定規(guī)

11、程中關(guān)于玻璃尺全長的年變化量的要求。計量標準的穩(wěn)定性考核合格。6八、測量不確定度評定1 概述1.1 測量方法：依據(jù)JJG56-2000工具顯微鏡檢定規(guī)程。1.2 環(huán)境條件：溫度（20±1）。1.3 測量標準：二等玻璃線紋尺,測量范圍：(0200)mm；最大允許誤差：±0.5mm.1.4 被測對象：以檢定萬能工具顯微鏡示值誤差為例評定測量不確定度。1.5 測量過程：在主顯微鏡上安裝輪廓目鏡，移動滑板使毫米線紋尺處于零位，將玻璃線紋尺放置在儀器工作臺中間位置上，調(diào)整玻璃線紋尺及工作臺，使玻璃線紋尺平行于滑板移動方向，并使其零線與輪廓目鏡視場中的雙線對準，按儀器讀數(shù)裝置進行讀數(shù)。

12、然后依次每移動25mm，使玻璃線紋尺的相應影像與輪廓目鏡中的雙線對準，并依次按讀數(shù)裝置讀數(shù)。每點應進行4次對準和讀數(shù)，取其平均值作為該點上的讀數(shù)。儀器的示值誤差應在工作臺正、反行程上進行檢定。各點示值誤差分別不大于（1+L/100）mm。下面分析萬能工具顯微鏡縱向示值誤差的測量不確定度。2 數(shù)學模型萬能工具顯微鏡各點示值誤差按式（1）計算：i = (ai - a0 )Li（mm） (1)式中：i每一受檢點的序號，i=1，2，3，； ai 、a0第i受檢點和起始點上儀器的讀數(shù)（mm）； Li檢定第i點時玻璃線紋尺所用的一段實際尺寸（mm）。考慮到測量中可能導致不確定度的其它來源，式（1）可寫成：

13、i = (ai - a0 )Li +a+b (2)式中：a檢定時溫度偏離標準溫度對檢定結(jié)果的影響； b檢定時玻璃線紋尺與儀器的溫度差對檢定結(jié)果的影響。3 方差和靈敏系數(shù)依，有 (3)式ai、a0、Li、a、b的標準不確定度。又，式靈敏系數(shù)的絕對值均為1，故 (4)4 計算分量標準不確定度 4.1 測量重復性估算的不確定度分量7八、測量不確定度評定不確定度來源相同，故以受檢點為200mm為例，測量重復性是使儀器毫米線紋尺處于零位，同時調(diào)整好玻璃線紋尺，使玻璃線紋尺的零線與輪廓目鏡視場中的雙線對準，按儀器讀數(shù)裝置進行讀數(shù)。然后移動滑板至200mm處，使玻璃線紋尺的相應影像與輪廓目鏡中的雙線對準，并

14、按讀數(shù)裝置讀數(shù)。重復對準200mm刻線并讀數(shù)，進行10次，得以下數(shù)據(jù)：200.0000mm; 200.0001mm; 200.0004mm; 200.0002mm; 200.0002mm;200.0002mm; 200.0001mm; 200.0001mm; 200.0003mm; 200.0003mm.實驗標準差s=0.12mm，n=10。在實際檢定中每點應進行四次對準和讀數(shù)，取其平均值作為該點讀數(shù)，故有=0.06mm4.2 標準玻璃線紋尺的不確定度分量二等標準玻璃線紋尺檢定結(jié)果的測量不確定度為：(0.2+1.5L)mm，置信概率為99.97%。當L=200mm時，該點不確定度為0.5mm，

15、置信概率99.97%按正態(tài)分布處理，對應的包含因子kp=3，則=0.17mm4.3 溫度偏離標準溫度對檢定結(jié)果的影響引入的不確定度分量u4 按JJG56-2000工具顯微鏡檢定規(guī)程要求，當檢定萬能工具顯微鏡時，檢定室內(nèi)的溫度為（20±1）。溫度的影響體現(xiàn)在儀器毫米線紋尺與標準玻璃線紋尺的線膨脹系數(shù)差的不確定度上，儀器毫米線紋尺與標準玻璃線紋尺的線膨脹系數(shù)均在(10.2±0.5)´10-6 -1范圍內(nèi)滿足矩形分布，則線膨脹系數(shù)差在±1.0´10-6 -1的區(qū)間內(nèi)滿足三角分布。按偏離標準溫度1計算，得mm估計其相對不確定度為10%，得自由度4=50

16、。4.4 標準玻璃線紋尺與儀器的溫度差對檢定結(jié)果的影響引入的不確定度分量u5標準玻璃線紋尺和儀器平衡溫度時間充分后，溫度差以等概率落于估計區(qū)間（-0.3+0.3）內(nèi)任何處，即溫度差在估計區(qū)間（-0.3+0.3）內(nèi)為均勻分布，溫度差對檢定結(jié)果的影響量的誤差限b=200mm´(10.2´10-6) -1´0.3=0.61mm。所以，有8八、測量不確定度評定mm估計其相對不確定度為25%，得自由度5=8。5 合成標準不確定度 =0.062+0.062+0.172+0.092+0.362 =0.1738(mm)20.42mm6 有效自由度7 擴展不確定度0.90mm8 報告萬能工具顯微鏡縱向示值誤差的擴展不確定度：U95=0.90mm，合成標準不確定度mm，有效自由度，包含因子kp = t95(14) = 2.16，從而具有約為95%概率的置信區(qū)間。9九、計量標準的測量不確定度驗證以一臺穩(wěn)定的萬能工具顯微鏡，分別用我所及揚州市計量所的檢定光學儀器標準器組進行檢定，檢定數(shù)據(jù)如下：檢定單位200mm點示值誤差（mm）擴展不確定度我所1.5U95=0.90mm揚州市計量所1.3U95¢=0.91mm 可得：=0.2mm1.3mm計量標準的測量不確定度驗