JJF 1933-2021  光学轴类测量仪校准规范

表2校准项目和校准用设备

校准前首先检查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。

6.1回转主轴顶尖的斜向圆跳动

将装有测微计的磁性表座固定在被校仪器的基座上（不与回转工作台一起运动）住宅标准规范范本， 使测头与回转主轴顶尖圆锥面在法线方向接触（如图2所示），转动主轴两周，测微计 的最大示值与最小示值之差即为回转主轴顶尖的斜向圆跳动，

6.2上顶尖轴线与回转主轴的同轴度

图2回转主轴顶尖的斜向圆跳动示意图

上顶尖轴线与回转主轴的同轴度用测微计和标准芯轴进行测量。 当仪器的轴长测量上限小于或等于200mm时，用一根标准芯轴，标准芯轴的长度 不小于仪器轴长测量上限的70%。 当仪器的轴长测量上限大于200mm时，用两根不同长度的标准芯轴，其中一根标 准芯轴的长度为200mm，且至少有一根标准芯轴的长度不小于仪器轴长测量上限 的70%

将标准芯轴安装在被校光学轴类测量仪的两顶尖之间，把装有测微计的磁性表座安 装在回转工作台上随主轴一起转动，使测头与标准芯轴上端外圆面垂直接触（如图3所 示），转动回转主轴两周，测微计的最大示值与最小示值之差即为上顶尖轴线与回转主 轴的同轴度

6.3垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平

图3上顶尖轴线和回转主轴的同轴度示意图 下顶尖；2一表架；3一测微计；4一上顶尖：5—标准芯轴

垂直导轨移动与两顶尖连线之间的平行度用测微计和标准芯轴进行测量（如图4所 示）。 将标准芯轴安装在被校光学轴类测量仪的两顶尖之间，把测微计牢固安装在测量滑 架上，使测头沿光轴方向垂直接触标准芯轴的母线，测量滑架沿垂直导轨（Z轴）移 动，移动距离应大于仪器轴长测量上限的70%，测微计的最大示值与最小示值之差即 为垂直导轨与两顶尖连线在该方向的平行度。 将测微计位置相对标准芯轴转90°，用同样的方法，测量垂直导轨与两顶尖连线在 该方向的平行度

图4轴向导轨移动与两顶尖连线间的平行度示意图 1—下顶尖；2—标准芯轴；3一上顶尖；4—测微计

6.4轴径测量的示值误差

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轴径测量的示值误差用标准轴径规进行测量。标准轴径规可以只有1个直径尺寸， 也可以同时具有多个直径尺寸（标准轴径规或阶梯型标准轴规），其结构型式及技术要 求见附录C和附录E。 在仪器轴径测量范围内大致均匀分布5个测量点，选取相应直径的标准轴径规依次 进行测量。在仪器上读取标准轴径规规定方向上的中截面直径，重复测量3次，取3次 结果的平均值作为仪器在该点的直径测得值，该值与标准轴径规的直径实际值之差即为 该点轴径测量的示值误差。各点轴径测量的示值误差△d，由公式（1）计算

d；一一光学轴类测量仪在第i点的直径测得值； dis 一第i个标准轴径规的直径实际值

6.5轴长测量的示值误差

轴长测量的示值误差用标准轴长规进行测量。标准轴长规可以只有1个长度尺寸， 也可以同时具有多个长度尺寸（标准轴长规或阶梯型标准轴规），其结构型式及技术要 求见附录D和附录E。 在仪器轴长测量范围内大致均匀分布5个测量点，选取相应长度的标准轴长规依次 进行测量。在仪器上读取标准轴长规在轴线方向上两端面之间的距离，重复测量3次， 取3次结果的平均值作为仪器在该点的长度测得值，该值与标准轴长规的长度实际值之 差即为该点轴长测量的示值误差。各点轴长测量的示值误差△1：由公式（2）计算：

光学轴类测量仪在第i点的长度测得值； lis一一第i个标准轴长规的长度实际值。 阶梯型标准轴径规和阶梯型标准轴长规也可以作为一体结构（阶梯型标准轴规） 其结构型式及技术要求见附录E。

6.6轴径测量的重复性

选取直径最小的标准轴径规，在仪器上重复测量10次，用公式（3）计算轴径测 重复性s（d）：

6.7轴长测量的重复性

选取长度最小的标准轴长规，在仪器上重复测量10次，用公式（4）计算轴径测量 的重复性（L)：

光学轴类测量仪校准后应出具校准证书，校准证书应包含校准结果和测量不确 校准证书内容及内页格式见附录F

建议光学轴类测量仪的复校时间间隔不超过1年。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，因此使用单位可根据实际使用 清况自主决定复校时间间隔

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经测量示值误差的不确定度评定示例

用标准轴径规或阶梯型标准轴规校准光学轴类测量仪的轴径示值误差时，仪器测 径的示值与校准用标准器的轴径实际值之间的差值作为测量轴径的示值误差。 2洲量模型

△d：一轴径测量的示值误差； d；—一光学轴类测量仪测量轴径的示值； dsi 标准轴规轴径的实际值。 根据测量模型： d,=f(,)=f(d,Aα,ao,ds) 式中： Aα 标准轴规与光学轴类测量仪的膨胀系数差； 温度偏离20℃的差值； △S一一由于导轨平行性引入的角度误差。 a△f

△α—标准轴规与光学轴类测量仪的膨胀系数差； a 温度偏离20℃的差值； △O一一由于导轨平行性引入的角度误差， aAf

A.3标准不确定度分量的评定

A.3.1仪器测量重复性所引入的标准不确定度分量

（2）仪器的系统分辨力为0.1um，则由此引入的标准不确定度分量为： u（）=0.29X0.1μm=0.029μm 由贝塞尔公式计算得出的重复性已包含分辨力的影响，当重复性引入的不确定度分 量大于分辨力所引人的分量时，可以不考虑分辨力的影响。由于实际测量采用3次重复 测量，则：

A.3.2测量环境温度的影响所引人的分量

ui=s（d)//3=0.29μm

被校测量仪配有温度传感器，其温度误差a=土0.5℃，当被测仪器与标准器同 温足够长时间后，不考虑其他影响量，标准器材料膨胀系数α。=（11.5士1.5）

A.3.3材料的膨胀系数差的影响所引入的分量

A.3.4标准器安装误差的影响所引人的今

测量仪器两顶尖连线与轴向导轨平行性为4μm/200mm，半宽10μm，则其对 径测量的影响量为： △（d）=dXtan△Xsin（其中△是由于导轨平行性引人的角度误差，tan△ 10

（a）当d=25mm时，u4=0.004μm； b）当d=110mm时，u4=0.02μm。

（a）当d=25mm时，us=0.62μm/2=0.33μm； （b）当d=110mm时，us=0.82μm/2=0.41μm

A.4标准不确定度汇总表

标准不确定度汇总表见表A.1。

表A.1标准不确定度一览表

A.5合成标准不确定度u

A.5合成标准不确定度u。

(a）当d=25mm时，u。=/u十u十u十u十u=0.44μm;

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长测量示值误差的不确定度评定示例

用标准轴长规或阶梯型标准轴规校准光学轴类测量仪的轴长示值误差时，仪器测 长的示值与校准用标准器的轴长实际值之间的差值作为测量轴长的示值误差。 2测量模型

AI; 轴长测量的示值误差； l：一—光学轴类测量仪测量轴长的示值； Lsi 标准轴规轴长的实际值。 根据测量模型： △l,=f（x,）=f（li，Aα，a，o,l) 式中： Aα 标准轴规与光学轴类测量仪的膨胀系数差； a 温度偏离20℃的差值； A0 由于导轨平行性引入的角度误差。 由于各输入量间不相关，根据不确定度传播率，得u（l:）=≥cu（：），其中 系数ci二(） af

△α一标准轴规与光学轴类测量仪的膨胀系数差； a 一温度偏离20℃的差值； △一一由于导轨平行性引入的角度误差， 由于各输人量间不相关，根据不确定度传播率，得u（l:）=≥cu（：），其 af

B.3标准不确定度分量的评定

B.3标准不确定度分量的评定

B.3.1仪器测量重复性所引人的标准不确定度分量

由贝塞尔公式计算得出的重复性已包含分辨力的影响，当重复性引入的不确定度 大于分辨力所引人的分量时，可以不考虑分辨力的影响。由于实际测量采用3次重 量，则：

B.3.2测量环境温度的影响所引人的分量

ui=s（l)//3=0.58um

被校测量仪配有温度传感器，其温度测量误差α=士0.5℃，当被测仪器与标准器 恒温足够长时间后，不考虑其他影响量，标准器材料膨胀系数α。=（11.5士1.5）

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B.3.3材料的膨胀系数差的影响所引入的

B.3.4标准器安装误差的影响所引人的分量

测量仪器两顶尖连线与轴向导轨的平行性为4um/200mm，因此在轴长测量上 误差为△（）=l×（1一cos△）（其中△是由于导轨平行性引人的角度误差 10

（a）当l=25mm时，u4=0.004μm； （b）当l=700mm时，u=0.11um。

B.3.5校准用标准器的不确定度所引入的

B.4标准不确定度汇总表

标准不确定度汇总表见表B.1

表B.1标准不确定度汇总表

B.5合成标准不确定度u

田于各输大 a）当l=25mm时，=/+u+u十u+u=0.86μm; (b) 当 =700 mm 时, u。= /ui+u+u+u+u =2. 79 μm

当l=25mm时，u。=/ui十u2十u十u十u=0.86um； 当l=700 mm时，u。=/u+u+u+u+u=2.79μm。

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标准轴径规一般推荐为钢材质，其参考结构示意图如图C.1和图C.2所示。 C.1标准轴径规

C.2阶梯型标准轴径规

C.2阶梯型标准轴径规

L.1标准轴径规参考结

图C.2阶梯型标准轴径规参考结构示意图

标准轴长规一般推荐为钢材质，其参考结构示意图如图D.1和图D.2所示。 D.1标准轴长规

标准轴长规一般推荐为钢材质，其参考结构示意图如图D.1和图D.2所示。 D.1标准轴长规

D.2阶梯型标准轴长规

图D.1标准轴长规参考结构示意图

图D.2阶梯型标准轴长规参考结构示意图

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阶梯型标准轴规一般推荐为钢材质，一般由不少于5个不同直径尺寸玩具标准，5段不同轴 长离的阶梯轴构成，且最大尺寸应不少于测量范围的70%，其参考结构示意图如图 E.1所示，

图E.1阶梯型标准轴规参考结构示意图

E.1校准证书至少包括以下信息：

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校准证书内容及内页格式

a）标题“校准证书”； b）实验室名称和地址； c）进行校准的地点（如果不在实验室内进行校准）； d）证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页的标识； e）客户的名称和地址； f）被校对象的描述和明确标识； g）进行校准日期三层标准规范范本，如果与校准结果的有效性应用有关时，应说明被校对象的接收 日期； h）如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明； i）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号； i）本次校准所用计量标准的溯源性及有效性说明； k）校准环境的描述； 1）校准结果及测量不确定度的说明； m）对校准规范的偏离的说明； n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识： o）校准结果仅对被校对象有效的声明； p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。 F.2校准证书内页格式见表F.1。

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