曲軸量表校準(zhǔn)規(guī)范

JJF(浙)XXXX-2019

曲軸量表校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于分度值為0.01mm，測量范圍（測量區(qū)間）為60mm～500mm

的曲軸量表校準(zhǔn)。

2引用文件

本規(guī)范引用下列文件：

JJG34-2008指示表（指針式、數(shù)顯式）

JJF1001-2011通用計(jì)量術(shù)語及定義

JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示

JJF1071-2010國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則

JB/T5214-2006曲軸量表

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的

引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。

3概述

曲軸量表由表、固定測頭、活動測頭、接桿、重錘組成。它將活動測頭的

直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樤诳潭缺P上的角位移并由度盤進(jìn)行讀數(shù)，主要用于測量曲

軸的變形量，常見結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1曲軸量表示意圖

1─指針2─套筒3─度盤4─表圈5─表體6─固定測頭7─重錘8─活動測頭9─接桿

1

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4計(jì)量特性

4.1指針與刻度盤相互位置

4.1.1測桿在自由位置時，調(diào)整刻度盤零刻線和測桿軸線重合，指針處于零刻線

逆時針方向的30°～90°范圍內(nèi)。

4.1.2指針末端與刻度盤刻線方向一致，無目力可見的偏斜。

4.1.3指針末端上表面與刻度盤刻線面的距離不大于0.7mm。

4.1.4指針長度保證指針末端蓋住短刻線長度的30%～80%之間。

4.1.5當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)指針指示在任意毫米整數(shù)時，長指針偏離零位不大于15個分度。

4.2指針末端寬度和刻線寬度

4.2.1指針末端寬度和刻線寬度一致。

4.2.2刻線寬度在0.15mm～0.25mm之間。

4.3測頭測尖的直徑和表面粗糙度

4.3.1測頭測尖的直徑為0.2mm，由硬質(zhì)合金制成，表面粗糙度Ra為0.2μm。

4.4工作行程

曲軸量表的工作行程見表1中的規(guī)定。

表1工作行程mm

測量范圍工作行程超過量不小于

60～12030.3

30.3

120～500

50.5

4.5測量力

曲軸量表的測量力見表2中的規(guī)定。

表2測量力

測量范圍/mm測量力/N任意1mm測量力變化/N

60～120≥12≤1.5

120～500≥20≤3

4.6重復(fù)性

重復(fù)性應(yīng)不超過0.003mm。

4.7測桿徑向受力對示值影響

2

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測桿徑向受力對示值影響量應(yīng)不超過0.005mm。

4.8示值誤差

曲軸量表的示值最大允許誤差應(yīng)不超過表3中的規(guī)定。

表3示值最大允許誤差mm

示值最大允許誤差

工作行程

任意0.1任意1全行程

30.0050.0100.014

50.0050.0100.016

注：由于校準(zhǔn)無需作出合格與否的判斷，因此上述計(jì)量特性要求僅供參考。

5校準(zhǔn)條件

5.1環(huán)境條件

5.1.1校準(zhǔn)室內(nèi)溫度為（20±10）℃，毎小時溫度變化不大于2℃。

5.1.2校準(zhǔn)室內(nèi)相對濕度不超過80%。

5.1.3校準(zhǔn)前，曲軸量表和校準(zhǔn)用器具等溫時間不小于2h。

5.2校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)設(shè)備

校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)設(shè)備見表4。

表4校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)設(shè)備

準(zhǔn)確度等級或最大允許

序號校準(zhǔn)項(xiàng)目設(shè)備名稱誤差或測量不確定度

1指針與刻度盤相互位置//

工具顯微鏡或MPE：±（1+L/100）μm

2指針末端寬度和刻線寬度

讀數(shù)顯微鏡MPE：10μm

工具顯微鏡或MPE：±（1+L/100）μm

測頭測尖的直徑

3讀數(shù)顯微鏡、MPE：10μm

表面粗糙度

表面粗糙度比較樣塊MPE：+12%～-17%

4工作行程//

5測量力測力儀MPE：±2.0%

6重復(fù)性剛性表架、平面工作臺/

半圓柱側(cè)塊、剛性表架和帶

7測桿徑向受力對示值影響筋工作臺/

3

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8示值誤差光柵指示表檢定儀MPE：3μm

6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

首先檢查外觀和各部分相互作用，確定沒有影響計(jì)量特性因素后再進(jìn)行

校準(zhǔn)。

6.1指針與刻度盤相互位置

目力觀察

指針末端上表面與刻度盤刻線面的距離，用目力觀察。有爭議時用工具

顯微鏡檢定。校準(zhǔn)時，采用五倍物鏡，對指針上表面和刻度盤分別調(diào)焦，利

用微動升降讀數(shù)裝置或附加百分表分別讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差即為指針末端上

表面與刻度盤刻線面的距離。

6.2指針末端寬度和刻線寬度

指針末端寬度和刻線寬度用工具顯微鏡或讀數(shù)顯微鏡測量，刻線寬度至少

抽測3處。

6.3測頭測尖的直徑和表面粗糙度

測頭測尖的直徑用工具顯微鏡或讀數(shù)顯微鏡測量，表面粗糙度用表面粗糙

度樣塊進(jìn)行比較。

6.4工作行程

手動試驗(yàn)和目力觀察。

6.5測量力

用測力儀在曲軸量表工作行程的始、中、末3個位置進(jìn)行校準(zhǔn)，最大測力

值為指示表的最大測量力；最大測力值與最小測力值之差為測量力的變化。

6.6重復(fù)性

將曲軸量表活動測頭的錐形測量面換成球形測頭后，安裝在剛性支架上，

使測頭垂直于平臺，在測頭與平臺之間放置一個半徑為10mm的圓弧夾塊，在

工作行程的始、中、末三個位置上，分別調(diào)整指針對準(zhǔn)某一分度或某一數(shù)值，

移動圓弧塊，5次中最大值與最小值之差為該位置上示值重復(fù)性。

6.7測桿徑向受力對示值影響

將曲軸量表活動測頭的錐形測頭換成球形測頭后，安裝在剛性表架上，使

表測量桿軸線垂直于帶筋工作臺，在活動測頭與工作臺之間放置一個半徑為

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10mm的半圓柱側(cè)塊（量塊附件），調(diào)整曲軸量表于工作行程起始位置與側(cè)塊圓

柱面最高位置附近接觸，沿側(cè)塊母線垂直方向，分別在曲軸量表的前、后、左、

右4個位置移動側(cè)塊各兩次，每次側(cè)塊的最高點(diǎn)與指示表活動測頭接觸出現(xiàn)最

大點(diǎn)（轉(zhuǎn)折點(diǎn)）時，記下讀數(shù)，在8個讀數(shù)中，最大值與最小值之差為測桿徑

向受力對示值影響。這一校準(zhǔn)還要在工作行程中、末兩位置上進(jìn)行。

6.8示值誤差

校準(zhǔn)前，首先將曲軸量表活動測頭的錐形測頭換成球形測頭，使被校表可

靠地緊固在光柵指示表檢定儀上，并使被校表測頭與光柵指示表檢定儀測桿測

量面接觸后壓縮(0.1～0.2)mm，同時調(diào)整曲軸量表，壓縮測桿使被校表的指針

對準(zhǔn)刻度盤零位，在測桿方向，每測量間隔為0.1mm，連續(xù)讀取被校表的示值

直至全行程，在整個校準(zhǔn)過程中，中途不得改變測桿的移動方向，也不應(yīng)對曲

軸量表和光柵指示表檢定儀作任何調(diào)整。

曲軸量表的全行程示值誤差由各校準(zhǔn)點(diǎn)誤差的最大值與最小值之差確定。

曲軸量表各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值誤差由式（1）計(jì)算：

LLcLb(1)

式中：

L—受檢點(diǎn)的示值誤差mm；

Lc—曲軸量表的示值mm；

Lb—光柵指示表檢定儀的示值mm。

曲軸量表的任意0.1mm示值誤差，由全行程范圍內(nèi)任意相鄰兩點(diǎn)誤差之差

的最大值確定。

曲軸量表的任意1mm示值誤差，由全行程范圍內(nèi)任意1mm段所得誤差中

的最大值與最小值之差的最大值確定。

7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)

曲軸量表經(jīng)校準(zhǔn)后應(yīng)出具校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)結(jié)果內(nèi)容和格式見附錄B。

8復(fù)校時間間隔

由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等

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諸因素所決定，因此，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。

建議復(fù)校時間間隔一般不超過1年。

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附錄A

曲軸量表示值誤差測量不確定度評定

A.1概述

A.1.1環(huán)境條件：溫度（20±10）℃，相對濕度80％。

A.1.2測量標(biāo)準(zhǔn)：光柵指示表檢定儀。

A.1.3被測對象：曲軸量表

A.1.4測量過程：對分度值為0.01mm，工作行程為(0～5)mm的曲軸量表的示

值誤差進(jìn)行測量結(jié)果不確定度的評定，現(xiàn)以工作行程為5mm的曲軸量表為例

進(jìn)行分析計(jì)算。

A.1.5測量方法：先將光柵指示表檢定儀和曲軸量表對好零位，示值誤差是全

行程上每間隔0.1mm進(jìn)行校準(zhǔn)的，光柵指示表檢定儀移動校準(zhǔn)點(diǎn)后，在指示表

上讀取各點(diǎn)相應(yīng)的誤差值，直到工作行程的終點(diǎn)。由全行程測量得到的最大誤

差與最小誤差之差值為曲軸量表的示值誤差。

A.2測量模型

（A.1）

eLcLbLcctcLbbtbLd

式中：

e——曲軸量表的示值誤差，mm；

Lc——曲軸量表的示值（20℃條件下），mm；

Lb——光柵指示表檢定儀的長度（20℃條件下），mm；

Ld——測力引起接觸變形的長度（20℃條件下），mm；

-1

c，b——分別為曲軸量表和光柵指示表檢定儀間線膨脹系數(shù)，℃；

tc，tb——分別為曲軸量表與光柵指示表檢定儀偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃的

值，℃。

A.3方差和靈敏度系數(shù)

由于tc和tb基本是采用同一只溫度計(jì)測量而具有相關(guān)性，其數(shù)學(xué)處理過

程比較復(fù)雜，為了簡化數(shù)學(xué)處理過程，需要通過如下方法將相關(guān)轉(zhuǎn)化為不相關(guān)。

令=cb，t=tctb

7

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由公式（A.1）就得到如下示值誤差的計(jì)算公式：

eL-LLtLtL

cbcccbbbd(A.2)

L-LLtLtL

cbcbcbbbd

L-LLtLtLtL

cbcccbcbbbd

取L≈Lc≈Lb，≈c≈b，t≈tc≈tb，

得eLc-LbLtLtLd(A.3)

由公式（A.3）可以看出，各變量之間彼此不相關(guān)

ee

靈敏系數(shù)：c11，c21，

LcLb

eee

c3Lt，c4L，c51，

tLd

由于各分量彼此獨(dú)立，按不確定度傳播律公式，其輸出量估計(jì)值e的方差

為

222222222222

ucu(e)c1u1c2u2c3u3c4u4c5u5(A.4)

2222222

=u1(u2)(Lt)u3(L)u4u5

A.4不確定度來源分析

A.4.1曲軸量表重復(fù)性引入的不確定度分量u1；

A.4.2光柵指示表檢定儀引入的不確定度u2；

u

A.4.3曲軸量表和光柵指示表檢定儀間線脹系數(shù)引入的不確定度3；

A.4.4曲軸量表與光柵指示表檢定儀間溫度差引入的不確定度u4；

u

A.4.5測力引起接觸變形誤差引入的不確定度5。

A.5標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

A.5.1曲軸量表重復(fù)性引入不確定度

曲軸量表以工作行程為5mm示值為例，用光柵指示表檢定儀進(jìn)行測量，重

復(fù)測量10次，得到測量列：5.008mm，5.008mm，5.007mm，5.008mm，5.007

mm，5.008mm，5.008mm，5.008mm，5.008mm，5.008mm；

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由貝塞爾公式得實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差

n

2

(xix)

單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：si10.42μm

n1

u1s0.42μm。

A.5.2由光柵指示表檢定儀引入的不確定度u2

光柵指示表檢定儀在任意10mm范圍內(nèi)示值誤差是3.0μm，按均勻分布，

k=3,則：

u23.031.73μm。

A.5.3曲軸量表和光柵指示表檢定儀間線脹系數(shù)引入的不確定度u3

由于材料性質(zhì)的差異，兩種材料熱膨脹系數(shù)界限在(11.51)106/℃的范

圍內(nèi)服從均勻分布，則的區(qū)間半寬為2×10-6/℃，服從均勻分布，測量尺寸

為L，偏離測量溫度的范圍是±10℃，測量點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算如下：

361

u35mm1010℃210℃30.06μm

A.5.4曲軸量表與光柵指示表檢定儀間溫度差引入的不確定度u4

曲軸量表和光柵指示表檢定儀間存在溫度差，以等概率落于區(qū)間±0.5℃內(nèi)

任何處，其區(qū)間半寬為0.5℃，測量尺寸為L和線膨脹系數(shù)11.5×10-6/℃-1，測量

點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算如下：

361

u45mm1011.510℃0.5℃/3=0.017μm

A.5.5測力引起接觸變形誤差引入的不確定度u5

光柵指示表檢定儀測桿測量面的材料為硬質(zhì)合金與曲軸量表球面測頭的材

料為鋼的接觸時，系數(shù)k1.59.82/3(μm)(mm)1/3(N)2/3，測力變化p3N，

曲軸量表球面測頭直徑d2.5mm，測力變化引起的變形量為：

k3(p2/d)0.50μm

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其服從均勻分布處理，取k3，u530.29μm。

A.6不確定度分量匯總

不確定度分量如圖A.1所示。

表A.1曲軸量表不確定度分量匯總表L=5mm

標(biāo)準(zhǔn)不

確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度||

不確定度來源C

分量(μm)i(μm)

u(xi)

u1重復(fù)性0.4210.42

光柵指示表檢定儀引入的不確

u1.73－11.73

2定度

曲軸量表與光柵指示表檢定儀

u2106℃13Lt0.03

3間線脹系數(shù)引入的不確定度

曲軸量表與光柵指示表檢定儀

u0.5/3L0.017

4間溫度差引入的不確定度

測力引起接觸變形誤差引入的

u0.2910.29

5不確定度

A.7合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

曲軸量表工作行程為5mm時：

2222222222

ucu1u2u3u4u50.421.730.060.0170.291.80

μm

A.8擴(kuò)展不確定度U

取k=2，擴(kuò)展不確定度如下：

曲軸量表：

U2kuc=2×2×1.80μm≈5μm。

經(jīng)分析，校準(zhǔn)曲軸量表示值誤差的擴(kuò)展不確定度與其最大允許誤差的絕對

值之比滿足三分之一關(guān)系，可以開展校準(zhǔn)。

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附錄B

校準(zhǔn)證書的內(nèi)容

B.1校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包含以下信息：

a)標(biāo)題，“校準(zhǔn)證書”；

b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；

c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)）；

d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識（如編號），每頁及總頁的標(biāo)識；

e)送校單位的名稱及地址；

f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；

g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和