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JJG22-2014《内径千分尺检定规程》解读

2016-5-23 14:38:52  来源:中国计量测控网 
字号: 13号字 16号字

  一、修订背景

  JJG22-2003《内径千分尺检定规程》(以下简称“旧规程”)实施已10年有余,与现行JJF1002-2010《国家计量检定规程编写规则》要求的格式、章节编排等不一致;《两点内径千分尺》国家标准已重新修订,旧规程中的部分技术参数与之不符;电子数显内径千分尺合并到本规程中是必要的;对于较大量程的内径千分尺用测长机配合激光干涉仪作为标准器更为合理。以上变化迫切要求对旧规程的检定项目、名词术语、计量特性、检定方法等进行修改和补充,使检定规程更加切实可行。

  为了把规程的修订工作做好,使其更具科学性、合理性和可行性,更加规范化,我们进行了广泛的调研,重点走访了生产厂家和多年使用内径千分尺的企业及从事内径千分尺检定的计量部门,结合计量人员多年开展检定工作的经验,参照GB/T8177-2004《两点内径千分尺》和GB/T22093-2008《电子数显内径千分尺》国家标准,并与旧规程进行了比较、分析和试验验证,完成了对旧规程的修订。

  JJG22-2014《内径千分尺检定规程》(以下简称“新规程”)于2014年11月17日由国家质检总局发布,并自2015年5月17日起实施。由于此次修订变化很大,这段时间委员会和起草人接到了很多电话,询问有关规范的技术问题。希望借此文解析有关问题,共同探讨,以便更好地执行规程。

  二、规程修订的主要内容

  1.依据JJF1002-2010,对编写格式和结构进行了修订,还修改了附录D“检定证书内页格式”。

  2.在检定范围中增加了“电子数显内径千分尺”。参考GB/T22093-2008的要求,增加了数显内径千分尺特有的“数值漂移”和“数显值与微分筒读数的一致性”检定项目,同时也增加了其他对应计量性能的要求及检定方法。

  3.在新规程中,对内径千分尺外形结构图进行了修改和完善,与目前内径千分尺的结构基本一致。

  4.将旧规程“工作面的表面粗糙度”修改为“测量面的表面粗糙度”,以使其表述更准确,也与GB/T8177-2004相符。

  5.修改了“刻线宽度及宽度差”技术要求。在保证使用功能的前提下与GB/T8177-2004保持一致,并且更简便。

  6.删除“测微头的示值误差及锁紧装置锁紧和松开时的示值变化”中测微头的示值误差项,我们认为此项没有必要单列,可包含在示值误差的检定项目中。

  7.旧规程“测微头与接长杆的尺寸组合”修改为“示值误差”。“刚性”修改为“刚性引起长度尺寸的变化”,同时修改了技术要求。这样表述更准确。

  8.在“示值误差”检定中,增加激光干涉仪作为标准器,同时增加使用激光干涉仪的检定方法。激光干涉仪现在已普遍使用,省地以上各检定机构都有此仪器,这样可确保内径千分尺检定中对不确定度的要求。

  9.在计量器具控制中规范了主要标准器及配套设备的准确度等级。

  10.修改了“内径千分尺的测量结果不确定度评定”。

  11.增加了附录C“测长机配激光干涉仪测量示值误差的说明”。

  三、标准器的改进

  1.光学测长机示值最大允许误差对应内径千分尺示值最大允许误差比较(见表1)

  

缺插图!

  表1光学测长机与内径千分尺示值最大允许误差之比较

  通过表1可发现,光学测长机直接检定内径千分尺无法满足要求。测长机作为测量仪器而不是实物量具是不能对其进行修正使用的,虽然在恒温条件较好的实验室内其变化很小,但其校准结果仍无法复现。

  2.使用测长机组合激光干涉仪测量示值误差

  通过不确定度分析可知,采用激光干涉仪组合测长机做标准器能够很好地完成内径千分尺示值误差检定任务,也是合理的选择。

  (1)安装方法

  激光干涉仪安装于测长机的尾座外,干涉镜安装于测长机体上,反射镜安装于测量尾座上,如图1所示。调整激光束使其与测长机的测量轴线重合。将激光干涉仪的材料温度传感器均匀贴附于被检内径千分尺上,空气传感器贴附于测长机机体上并尽量接近激光光路,安装时应确保空气传感器及激光束附近无明显空气流动。

  

缺插图!

  图1激光干涉仪安装于测长机之外示意图

  如果测长机的长度够用,也可以通过专用固定座将激光干涉仪安装在测长机机体上,如图2所示。

  

缺插图!

  图2激光干涉仪安装在测长机机体上示意图

  (2)读数方法

  以下两种读数方法可选择一种。

  ①测量时,测长机对准零位,激光干涉仪归零,移开尾座,安装内径千分尺,尾座测头接触内径千分尺至测量状态。读取激光干涉仪的读数作为测长机的分米读数,毫米及微米测量值在测长机上读取,三部分的读数之和为测得值。

  ②测量时,测长机对准零位,激光干涉仪归零,移开尾座,安装内径千分尺,尾座测头接触内径千分尺至测量状态。读取激光干涉仪的读数作为测长机的分米和毫米读数,微米测量值在测长机上读取,两部分的读数之和为测得值。

  四、规程执行中应注意的问题

  1.新规程之6.3.11“……示值误差可使用满足测量不确定度要求的其它计量器具检定”

  由于测长量仪种类很多,各计量机构的几何量实验室各有不同的仪器(如光栅测长机、激光测长机、坐标测长仪等),只要结合具体情况认为合理就可以应用,但前提是满足不确定度要求。

  2.新规程之4.10“刚性引起长度尺寸变化”

  此项目是通过支撑点的变化,考查内径千分尺本身长度尺寸的变化。一体或接长锁紧后的千分尺我们都认为是刚性的,虽然实际有所不同,但通过此项的检定都可以限定它们的变化范围,从而有效控制由于支撑引起的不确定度分量,否则此项对总不确定度的影响还是很大的。

  3.新规程之4.8数显值与微分筒读数的一致性

  在新规程中删除了细分误差的要求,改为数显值与微分筒读数的一致性要求,这样与标准一致,从使用角度讲,控制得更全面,也便于检定。

  4.删除了“测微头示值误差”检定项目

  单列“测微头示值误差”项目没有意义,标准中无要求,实际使用中及制造中都不要求,且与示值误差要求相矛盾,所以把单列项删除了,在示值误差中检定,这样更加合理。

  5.新规程之6.3.11内径千分尺绕测量轴旋转测量次数的选取

  我们认为“将内径千分尺绕测量轴旋转360°,每转90°测量一次,读取仪器测得值与内径千分尺的标称值计算示值误差,4次测量的示值误差最大值作为示值误差的测得值”是合理的,大尺寸的内径千分尺在旋转360°测量多位置时表现很明显,90°、180°、270°、360°的变化是不同的,相对于两个位置检定选择4个位置更合理。

  6.新规程之6.3.13校对用的卡规示值误差和两工作面的平行度

  新规程在此处有误,应为“在卧式光学计上测量。测量时在仪器上安装内测附件,在卡规工作面上选择5点(如图6所示)以四等量块和量块附件组合成内尺寸,以比较法测量。中心尺寸(5)为校对用的卡规示值,工作面上5点尺寸的最大值与最小值的差值为两工作面的平行度。工作面距边缘1.5mm范围内允许有塌边。”此处与标准不同,标准中没有平行度的要求,通常是如果5点尺寸都满足最大允许误差要求,那么卡规也应是满足要求的,这样的限制比新规程还要严格。

  作者单位【黑龙江省计量检定测试院】

  作者简介

  刘文滨, 研究员级高工,1982 年毕业于哈尔滨工业大学精密仪器专业,从事计量(几何量计量检定、几何量仪器及分析仪器研发、标准物质研发)工作30 多年。参与国家公益项目2 项;主持省部级科技项目5 项,自然基金项目1 项,省部级以上其他计划项目5项;获省部级科技进步三等奖三项(两个第一,一个第二),国家核心和一级杂志发表论文9篇;现任国家量仪产品质量监督检验中心副主任、黑龙江省计量科学研究院副总工程师、全国几何量工程参量计量技术委员会秘书长。

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