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zct617的博客

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关于我

生于扬州,学前随父母去过西安、长沙、桂林、昆明、合川,小学在重庆,中学在上海,50年到北京国立高工读书,并在北京工作,70年来三线工作.82年定居成都.95年退休.游戏智慧是47年随父亲皈依贡戛活佛的法号.一生奉献于我国的计量事业,工作勤勤恳恳,刻苦钻研,事业略有所成.退休后致力于总结多年工作中的经验.子女均自立,一代更比一代强.尽享天伦之乐.

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平板检定规程2012.9征求意见修改稿  

2012-09-20 20:57:03|  分类: 长度计量 |  标签: |举报 |字号 订阅

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JJG 117《平板》、JJG 1001《通用计量术语及定义》、JJF 1002-2010 《国家计量检定规程编写规则》、JJF 1059《测量不确定度评定与表示》、JJF 1130-2003《几何量测量设备校准中的不确定度评定指南》和GB/T 24634-2009《GPS测量设备通用术语及概念》、GB/T 17164-1997《几何量测量器具术语 产品术语》共同构成支撑JJG 117-2005《平板》国家计量检定规程修订工作的基础性系列技术文件。

JJG 117《平板》是以等同采用国际标准化组织(ISO)的平板系列标准ISO 8512-1铸铁平板(Surface plates—Part 1:Cast iron)和修改采用ISO 8512-2岩石平板(Surface plates—Part 2:Granite)的国家标准GB/T 22095-2008《铸铁平板》及GB/T 20428-2006《岩石平板》为基础,对JJG 117-2005进行修订的。本规程替代JJG 117-2005《平板》国家计量检定规程。与JJG 117-2005相比,除编辑性修改外主要技术变化如下:

——规范了平板的定义;

——以平面度允许限术语代替了原规程中平面度最大允许误差术语;

——取消原规程平板5个准确度级别中的00级,与国家标准和国际标准一致将平板分为0级、1级、2级和3级四个级别;

——根据国家标准,规定了与平板准确度级别相对应的平板工作面平面度允许限值;

——扩大了涂色对研法的应用范围,将其从应用于刮制平板的局部工作面平面度扩大至平板整体工作面平面度,给出相应的技术要求;

——缩小了规定的局部工作面定义范围,并明确给出平板任意局部工作面平面度允许限;

——取消了计量特性要求中的测量不确定度要求;

——修订了对平面度检定方法的描述,将平面度的评定方法和示例等放入资料性附录;

——增加了附录A平板工作面平面度允许限的计算公式。

JJG 117-2005的历次版本发布情况为:

——JJG 117-

——JJG 117-1991

——JJG 117-2005

 

 

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1 范围

本规程适用于铸铁平板和岩石平板(以下简称平板)的首次检定、后续检定和使用中检验。


规范性引用文件

本规程引用下列文件:

GB/T 20428-2006 岩石平板

GB/T 22095-2008 铸铁平板

凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程。


概述

平板是用于工件检验或划线的平面基准器具。

平板按准确度级别分为0级、1 级、2级和3级。一般0级、1级和2级平板作为检验平板使用,3级平板作为划线平板使用。

平板按材料分为铸铁平板和岩石平板;按结构型式铸铁平板分为筋板式、箱体式,见图1中 ( a ) ,  ( b ) ,岩石平板分为有凸缘和无凸缘,见图1中 ( c ) 、( d )。


4 计量特性要求  
4.1 工作面平面度

4.1.1 平板工作面平面度允许限见表1的规定。

    在规定的平板工作面边缘区域内的任意一点,若其不高出区域外工作面的点,则此边缘区域的平面度可不予要求。

4.1.2刮制铸铁平板的工作面平面度采用涂色对研法测量时,对研后显示的单位面积上支撑面积的比率应符合表3的规定;或计算25mm×25mm正方形面积中的支撑点数应符合表3的规定。若有争议,以支撑面积的比率作为测量结果。

    在规定的平板工作面边缘区域内的任意一点,若其不高出区域外工作面的点,则此边缘区域的支撑点数或支撑面积的比率可不予要求。


 

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4.2 局部工作面平面度

4.2.1平板工作面对角线长度 ≥ 566 mm时,应测量其任意250 mm×250 mm局部工作面平面度。

4.2.2 平板任意250 mm×250 mm局部工作面的平面度允许限:

a) 0级平板为3.5μm;

b) 1级平板为7μm;

c) 2级平板为15μm;

d) 3级平板为30μm。

以上规定的平板局部工作面平面度允许限与表1中250mm×250mm平板工作面平面度允许限的规定相同。当平板尺寸小于250mm×250mm时,表1中相应平板尺寸的平面度允许限也适用于其任意局部工作面的平面度允许限。

4.2.3 局部工作面平面度可采用平面波动量判定,平面波动量允许限见表2的规定。

4.3重复测量变动量

     各截面测量点的重复测量变动量应满足公式 ( 1 )的要求。

                                                                           

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客                                                              (1)

式中: — 各截面测量点和对角线中点的重复测量变动量,μm;

   MPLP — 平板工作面平面度允许限,μm。


4.4 表面粗糙度

4.4.1 非刮制的铸铁平板工作面和侧面的表面粗糙度见表5的规定。

4.4.2 岩石平板工作面的表面粗糙度Ra: (0.4~0.8) μm,侧面的表面粗糙度Ra:6.3μm。


4.5 侧面夹角

工作面与侧面及相邻侧面之间的夹角为 。


5 通用技术要求
5.1 外观

5.1.1首次检定的平板应有制造单位(或厂标)、产品名称、规格、级别、编号等标识。

5.1.2 平板应有三个主支承点,支承点位置符合最小变形原则,一般取在平板边长的2/9处。尺寸大于l000mm×l000mm的平板应具备辅助支承点。


5.2 表面质量

5.2.1 铸铁平板工作面不应有裂纹、划痕、碰伤、锈蚀等缺陷,直径小于15mm的砂孔允许用相同材料堵塞,其硬度应低于周围材料的硬度。工作面堵塞的砂孔应不多于4个,砂孔之间的距离不小于80mm。铸铁平板应无磁。

表 1 平板工作面平面度允许限
 

平板尺寸

(公称尺寸)

对角线长度(近似值)

边缘区域(宽度)

平板准确度级别

0

1

2

3

平板工作面平面度允许限

   mm

μm

长方形:

160×100

188

2

3

6

12

25

250×160

296

3

3.5

7

14

27

400×250

471

5

4

8

16

32

630×400

745

8

5

10

20

39

1000×630

1180

13

6

12

24

49

1600×1000

1880

20

8

16

33

66

2000×1000

2236

20

9.5

19

38

75

2500×1600

2960

20

11.5

23

46

92

4000×2500

4717

20

17.5

35

70

140

方形:

160×160

226

3

3

6

12

25

250×250

354

5

3.5

7

15

30

400×400

566

8

4.5

9

17

34

630×630

891

13

5

10

21

42

1000×1000

1414

20

7

14

28

56

1600×1600

2262

20

9.5

19

38

75

注:

1、平板平面度允许限的计算方法见附录A,未给出平板尺寸的平面度允许限可按该公式计算得到。

2、与准确度级别相应的平面度允许值应圆整到:0级平板为0.5μm, 1级、2级和3级平板为1μm。

3、平面度允许限是在温度20℃条件下,且平板工作面已调整至水平或工作面平面度最小的情况下给出。


表2 平板工作面的平面波动量                    μm 

平板准确度级别

0级

1级

2级

3级

工作面的平面波动量

8

16

32

80


 

表3 刮制铸铁平板工作面支撑点数和支撑面积比率

平板准确度级别

0级

1级

2、3级

25mm x 25mm的面积中支撑点数(个)

≥25

≥20

≥12

任意两个25mm x 25mm的面积中支撑点数之差

≤5个

单位面积上支撑面积比率

≥20%

≥15%

≥10%

任意两个单位面积上支撑面积比率之差

≤5%

注:支撑点应分布均匀,支撑面积的比率不应高到引起研合的程度。

 

表 5  非刮制的铸铁平板工作面与侧面的表面粗糙度(Ra)                     μm  

平板尺寸

(公称尺寸)

工作面Ra

侧面Ra

平板准确度级别

0级

1级

2级

3级

各级

≤400mm×400mm

≤0.4

≤0.8

≤1.6

≤3.2

≤6.3

>400mm×400mm

≤0.8

≤1.6

≤3.2

 

首次检定的铸铁平板应清除型砂且平整,无锐边毛刺,涂漆牢固。

    后续检定的铸铁平板工作面允许有不影响使用性能的上述缺陷。

5.2.2 岩石平板工作面上不应有裂纹、划痕、碰伤、烧伤、凹坑等缺陷。

 岩石平板工作面出现的凹陷或掉角不允许修补。

    后续检定的岩石平板工作面上允许有不影响使用性能的上述缺陷。

 


6 计量器具控制

计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。


6.1 检定条件

6.1.1 环境条件

检定环境温度要求见表6的规定。检定地点应避免振动。

表 6  检定环境温度

平板准确度级别

温度/℃

温度变化/(℃/h)

0级

20 5

≤1

1级

2级

3级

20 8


 

   检定工具与被检平板温度平衡时间见表7。

表 7  温度平衡时间

平板尺寸

≤1600mm×1600mm

>1600mm×1600mm

铸铁平板

≤8h

≥12h

岩石平板

≥12h

≥24h

检定工具

≥4h

6.1.2 检定设备

主要检定设备见表8。


6.2 检定项目

检定项目见表8。


6.3 检定方法

6.3.1 外观及表面质量

    目力观察、手动试验。

6.3.2 工作面及侧面的表面粗糙度

用表面粗糙度比较样块比较测量。根据平板被测表面选择尽可能与其接近的表面粗糙度比较样块,以最接近的表面粗糙度比较样板的值,作为测量结果。

用表面粗糙度测量仪测量时,在被测表面选择三个不同部位测量,每个部位测量三次取




表8 检定项目和主要检定设备

 

检定项目

主要检定设备

使

1

外观及表面质量

2

工作面及侧面的

表面粗糙度

表面粗糙度比较样块或表面粗糙度测量仪

3

侧面夹角

分度值为2' 的万能角度尺

4

工作面平面度

 

0级平板:分度值为1"或分度值为0.001mm/m自准直仪、电子水平仪,桥板

1、2级平板:分度值为0.005mm/m或0.01mm/m电子水平仪或合象水平仪,3级平板:分度值为0.02mm/m水平仪,桥板

尺寸小于400mm×400 mm的研磨平板:刀口形直尺和4等(或2级)量块。

5

局部工作

面平面度

 

平面波动量检具(0级,1级,2级和3级准确度级别平板使用分度值为0.001mm指示表)或同上

注:表中“十”表示应检项目;“一”表示可不检项目。

平均值,取三个位置测量值的算术平均值作为被测表面的表面粗糙度。

仲裁检定时,用表面粗糙度测量仪测量。

6.3.3 侧面夹角

    用万能角度尺直接测量,将其示值作为测量结果。

6.3.4 工作面平面度

6.3.4.1 测量前,应调整平板工作面使其基本处于水平状态。对于边长大于1米的平板均应有三个以上的支撑脚。一般是通过三个主要的调平螺钉将平板仔细地调平后;其余的支撑脚可调整得与平板刚好接触,且不影响已调整好的水平位置,或把其余的支撑脚调整得使平板平面度误差为最小。

6.3.4.2 平板工作面的测量点数见表9的规定。

表9 平板工作面测量点数

平板尺寸(mm)

测量点数

≤400×400

9

(630 × 400) ~ (1600 ×1000)

25

>1600×1000

49



6.3.4.3平板工作面测量点采用对角线分布时,测量点位置分布见图2中(a)、(b)和(c)。

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 图2   测量点位置分布                     

 

在满足平面度测量结果不确定度的条件下,允许采用其他测量点分布形式 。

    6.3.4.3 节距法

将被测截面分成若干段,用角度测量仪器测量其相对于测量基准(自然水平或光轴)的倾角变化,再经计算求得被测截面各测量点对两端点连线的偏差,然后根据平面度评定方法,计算求得工作面各截面测量点对评定基准的偏差。测量时,应考虑角度测量仪器的测量方向。

根据被测平板规格分别按式(2)、(3)和(4)选取检定平板长边、短边和对角线的桥板跨距La,Lb,Ld;

                          

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式中:

            2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客——分别为被测平板长边、短边和对角线减去按表2规定的边缘距离后的长度,mm ;

                                n ——系数 ,2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客(N 为平板工作面测量点数。如当测量点数N为 9时,n = 2 )。

     测量时,将桥板放置在平板各被测截面的一端,反射镜或水平仪固定在桥板上,根据所选跨距依次将桥板沿直线从平板的长边(或短边、对角线)的一端移至另一端,在自准直仪或水平仪上读取每个位置的读数。每次移动桥板时,必须首尾衔接。在桥板移动过程中,反射镜或水平仪与桥板不得有相对位移。根据自准直仪或水平仪在各截面每个测点位置的读数,按平面度评定方法进行数据处理,计算出平板工作面平面度。

6.3.4.4 刀口形直尺法

对于尺寸小于400mm×400mm研磨平板可用刀口形直尺和量块以比较法进行测量。

测量时,在平板被测截面两端放置两块尺寸相同的量块(如1mm ),将刀口形直尺放在量块上,用量块在截面测量点处向刀口尺与平板之间的间隙试塞,则量块刚刚塞入时的尺寸与两端量块尺寸之差,即为测量点对两端点连线的偏差。根据平面度评定方法进行数据处理,计算得出平板工作面平面度。

按“ 最小条件原则”评定平面度的示例见附录B.2.2。

6.3.4.5 涂色对研法

对刮制铸铁平板可以采用涂色对研法测量平板工作面平面度。

使用规格符合表10且准确度级别不低于被测平板的研磨工具进行涂色对研,涂层厚度以(0.002—0.004)mm为宜。着色对研时,不能对研磨工具施加垂直方向的外力,研磨工具不允许拖出被检平板工作面之外,当对研工具与被检平板规格尺寸相同时,允许拖出,但不得超出自身面积的1/5。

                      表10  研磨工具的尺寸                        mm      

平板尺寸

研磨工具

平板尺寸

平尺尺寸

≤400 ×400

400 × 400

>500

>(400 × 400)~(1000 × 1000)

≥630 × 400

>500~1500

>(1000× 1000)~(1600 × 1600)

≥630 × 400

>1500~2500

>1600 × 1600

≥1000 ×1000

>2500


支撑点数判定时,计算刮制平板上任意一个25mm×25mm正方形内支撑点数和任意两个25mm×25mm正方形内支撑点数之差作为测量结果。

 支撑面积比率判定时,用一个50mm×50mm范围内刻有400个2.5mm×2.5mm小方格的透明薄板(如有机玻璃板),置于被测平板工作面的任意位置上,依次观察并估算出每个小方格内支撑点所占面积的比例(以1/10为单位)。计算上述比例之和,再除以4即为被测平板工作面支撑面积比率的测量结果。

6.3.5 局部工作面平面度

6.3.5.1 局部工作面平面度的测量按6.3.4的方法进行。

6.3.5.2 采用平面波动量判定时,将平面波动量检具(见附录D)放在平板工作面上,沿任意方向移动检具,移动距离为平板对角线的一半且不小于200mm,观察检具上的指示表变化,将该变化的最大值与最小值之差作为平板的平面波动量。

 当平面波动量不符合表3规定时,在平面波动量变化最大的位置,按6.3.5.1的方法进行测量,确定该平板局部工作面平面度。

   


6.4 检定结果的处理

平板准确度级别的判别根据工作面平面度、局部工作面平面度和表面粗糙度的测量结果确定,取其中级别最低的作为检定结果。

经检定符合本规程要求的平板,出具检定证书,并注明平板准确度级别;不符合本规程要求的平板出具检定结果通知书,并注明不合格项目。


6.5 检定周期

平板根据使用的具体情况确定检定周期,一般最长不超过1年。

 


 


附录A

平板工作面平面度允许限的计算方法

A.1 表1中平板工作面平面度允许限的计算方法

A.1.1 表1中的平面度允许限的规定值按下式计算:

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                                     式中:

                                               t——平板工作面平面度允许限,单位为微米(μm);

                                               l——以毫米计的平板对角线的公称长度,向上圆整到100;

                                               c1、c2——与平板准确度级别有关的系数,见表A.1。

表A.1    c1和c2的值

平板准确度级别

c1

c2

0

0.003

2.5

1

0.006

5

2

0.012

10

3

0.024

20

 

A.1.2 当选择的平板尺寸表1中未规定时,其平板工作面平面度允许限应按A.1.1的规定计算。

 

 

 

 




 


附录B

工作面平面度的数据处理

B.1 对角线布点评定

以通过平板工作面的一条对角线且平行另一条对角线的平面为理想平面(评定基准),以工作面上各测量点对理想平面偏差值中最大值与最小值之差,作为平板工作面平面度。

评定步骤:

    1) 根据被测截面上各点读数 ;(格数),可按式(1)或(2)换算成线值 (μm) ,

仪器分度值用线值〔mm/m)表示时,

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客(μm)                   (1)

仪器分度值用角值( " )表示时,

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客(μm )               (2)

                                                           式中:2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客— 仪器分度值;

                                                                          L— 桥板跨距,mm。

2) 当用角度测量仪器获得各被测截面上各测量点的读数(线值),可用式(3)求出各截面上各测量点对两端点连线的偏差。

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客 (μm )                                                             (3)

                                                          式中:2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客— 仪器在各测量点的读数,μm。

    根据理想平面(评定基准)的建立条件,求出两个对角线截面上各测量点对此平面的偏差;再根据其余截面上两端点连线与此平面的相对位置,分别求出其余截面上各测量点对此平面的偏差。

任一被测截面上各测量点对理想平面的偏差s:(线值)按式(4)计算:

              

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客                                                        (4)

                              式中: i, 0, n — 某一被测截面上各测量点的序号;

                                                   δi— 第 i 点对理想平面的偏差;

                                                   Δi— 第i点对其两端点连线的偏差;

                                                   δ0— 起始端点对理想平面的偏差;

                                                   δn— 终止端点对理想平面的偏差。

 全部测量点对理想平面的偏差中的最大值与最小值之差,即为被测平板工作面平面度。实际测量时,可按上述公式以表格计算法评定平板工作面平面度。

应用表格计算平板工作面平面度的数据处理方法示例见附录C.2.1,

3) 用刀口尺和量块获得各被测截面上各测量点对两端点连线的偏差后,可用式(4)求得任一被测截面上各测量点对理想平面的偏差,其最大值与最小值之差即为被测平板工作面平面度。

B.2 “最小条件原则”评定

    平板实际工作面且距离为最小的两平行平面间的距离为平板工作面平面度。该平面度可按对角线评定的测量结果进行“基面转换”求得。经基面转换后,平板工作面上最高点数值与最低点数值之差作为测量结果。

出现争议时,按“最小条件原则”评定的测量结果作为平面度仲裁的最终评定结果。

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1) 符合 “最小条件原则”平面度的判别准则当进行“基面转换”,出现下述情况之一,就不再转换。这时最高点与最低点的差值就是符合最小条件原则的平面度。

a) 三角形准则 —— 一个最低(高)点的投影位于由三个等值最高(低)点所组成的三角形,如图B1所示。

b) 交叉准则 —— 两个等值最低(高)点的投影位于两个等值最高(低)点连线的两侧,如图B2所示。

c) 直线准则 —— 一个最低(高)点的投影位于两个等值最高(低)点的连线上,如图B3所示。

2) “基面转换”的步骤与方法

a) 将对角线评定的结果标在示意图C.2中。

b) 旋转原始理想平面位置,改变各测量点的偏差值,使其符合判别准则之一,如果旋转一次不行,可进行多次,一般方法是:

① 选择有利于减小平面度数值的任一行、列或斜线(不在行和列方向的任意两点连线)为转轴,如有可能应同时选定先后两次旋转的转轴。

②决定高点和低点的旋转量 ,在不出现大于原有最高点值或小于原有最低点值的情况下,尽量减小平面度数值。如有可能应同时先后两次旋转时高点和低点的旋转量,并规定理想平面旋转时,使某点数值增加,则平面在该点的旋转量 为正值,反之为负值。

测量点数量较少时,可直接决定高点和低点的旋转量 及各行(列或斜线)的旋转量 ;

   测量点数量较多且旋转轴位于斜线时,旋转轴两侧的高点和低点的旋转量按式(5), (6)计算。

                           

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                                       式中: QD1— 平面在旋转轴一侧高(低)点处的旋转量,μm ;

                                                 QD2— 平面在旋转轴一侧低(高)点处的旋转量,μm ;

                                                   m— 旋转轴两侧高点值和低点值之差的绝对值,μm ;

                                                   D1—高(低)点至旋转轴的间隔数;

                                                   D2—低 (高)点至旋转轴的间隔数。

③计算各行(列或斜线)上各点的旋转量QD1QD2 ,并标记在示意图一侧或另一示意图中。

平面绕一根轴旋转时,各点的旋转量Qi 按(7)式计算。   

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客                                                                                 (7)

                                           式中:Qi—— 序号为i的行(列或斜线)上各点的旋转量,μm ;

                                                        QD—— 高(低)点处的旋转量,μm ;

                                                         D —— 高 (低)点所在行(列或斜线)至旋转轴的间隔数;

                                                          i —— 各行(列或斜线)的序号(以转轴为0)。

    平面分别绕两根轴旋转时,只要某行(列或斜线)上有两点旋转量已知(若已求得相邻两点差值后只需有一点已知)就可用比例内插的方法或按式(8)计算该行(列或斜线)上其他各点的旋转量:

                 

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客                                                               (8)

                                    式中:  Qj——某行(列或斜线)上第j点的旋转量,μm ;

                                               Qn——已知离旋转轴较远点n的旋转量,μm ;

                                               Qa——已知离旋转轴较近点a(包括旋转轴0点在内)的旋转量,μm ;

                                                  j——所求点在该行(列或斜线)上的序号(以转轴为0);

                                            2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客 ——某行(列或斜线)上相邻两点旋转量的差值, μm 。

④ 计算理想平面转换后各点的偏差值。各点对原始理想平面的偏差与各点的旋转量口 或 对应相加就得到各点新的偏差值。

⑤ 对理想平面转换后各点新的偏差值进行判别,如果符合判别准则之一时,最高点值与最低点值之差即是被测平板工作面符合“最小条件原则”的平面度。如果不符合判别准则应重复上述步骤,直到符合判别准则为止。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




附录C

平板工作面平面度测量数据处理示例

 

以分度值 = 0.005mm/m的电子水平仪,检定一块准确度级别为0级,规格为630mm×400mm平板为例,说明平板工作面平面度的数据处理过程。平板被测截面和测量点如图C.1所示。使用的桥板跨距分别为Ld = 180mm,  Le= 152mm, Lb = 95mm,评定该平板工作面的平面度。


 

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C.1 换算线值

将被测截面中各测量点的读数 (格数),按式(4)换算为线值 (μm )。

C.2 原始数据处理

C.2.1 按对角线评定

    设理想平面通过对角线a1e5 ,且平行另一条对角线a5e1

    将表 C.1~C.8中各测量点对理想平面偏差 的计算结果列于图C.2。

     各截面测量点重复测量变动量如下:

c1c5与a1e5,截面中点c3,的重复测量变动量:

  

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客                                                              (μm)

a3c3 与a1e5 截面中点c3的重复测量变动量:

     

2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客                                                                 (μm)

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则平板工作面平面度F=1.9-(-5.4)=7.3 (μm ), 根据表1该平板准确度级别为1级。

 

L = 180mm                               表    C.1

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  L = 180mm                               表C.2

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L = 152mm                               表C.3

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L = 152mm                               表C.4

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L = 152mm                               表C.5

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L = 95mm                               表C.6

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L = 95mm                               表C.7

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L = 95mm                               表C.8

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C.2.2 按“最小条件原则”评定     

    对 AC.2 .1按对角线评定中得到的计算结果(见图A.2)进行评定基面位置变换,按最小条件原则评定平板工作面的平面度。

在图 C. 2中,选择a5(-3.6),d2(-5.4)两低点连线和b1(+ 1 .9),e4(+1.0)两高点连线为转轴,旋转该表面使a5,和d2及b1和e4点数值对应相等。

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从图C .3中知:

a5点至转轴b1e4的间隔数D1,=5;

d2点至转轴b1e4连线的间隔数D2=1;

b1点至转轴a5d2连线的间隔数D3= 3;

e4点至转轴a5d2连线的间隔数D4=3。

由式(8), (9)可计算出:

平面在a5点向上的旋转量

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平面在d2点向下的旋转量

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平面在b1点向下的旋转量


 

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平面在e4点向下的旋转量

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已知 a5 ,d2,b1,e4四点旋转量后,用比例内插的方法或用式(11)计算出平面在其余各点分别绕a5d2和b1e4 两根轴旋转的合成旋转量。

如:平面在c3点的旋转量为

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平面在c4点的旋转量为

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将所求各点旋转量标注在图C.4中。

    由图A. 2各点偏差值与图A.4所示各点旋转量对应相加,可得平板工作面各点相对变换后评定基面位置的平面度数值,列于图C.5. 

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对图C.5进行观察,符合“最小条件原则”平面度的判别准则中的交叉准则。则平板工作面平面度F=1.45-(-5.1)=6.55(μm)。

根据表1,该平板准确度级别符合1级要求。

 


 


附录D

平面波动量检具

平面波动量检具的结构型式见图D.1所示。

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注:  1.  4×Φ10m 支撑面的平面度不大于0.01mm;

2. 平面波动量检具上应安装隔热手柄,以便于使用。


 


附录E

平板工作面平面度测量结果不确定度评定

E.1 概述

本实例采用PUMA方法评定平板工作面平面度测量结果的不确定度。

E.2 任务和目标不确定度

E.2.1 测量任务

测量任务是对400mm×400mm 的0级铸铁平板工作面平面度进行校准。

E.2.2 目标不确定度

目标不确定度为4.5μm。

E.3 原理,方法,程序和条件

E.3.1 测量原理

用水平仪测量平板平面度。

E.3.2 测量方法

用水平仪测量平板各截面的直线度,再用平面度评定方法进行数据处理,计算出平板工作面平面度。

E.3.3 初始测量程序

——测量前,调整平板工作面使其基本处于水平状态;

——用电子水平仪以节距法测量平板各截面的直线度;

——用对角线法计算各点平面度;

——用基面转换法求得符合最小区域的平面度。

E.3.4 初始测量条件

——电子水平仪符合生产厂的技术指标;

——电子水平仪的分度值为0.005mm/m;

——检定环境温度:20℃±5℃,温度变化≤1℃/h;

——操作人员是经过培训的,并且十分熟悉电子水平仪的使用。

E.4 数学模型

被测面上各点对基面的偏差即平面度偏差 可按下式计算:

                      

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                                       式中: L— 桥板跨距,mm;

                                                 C— 电子水平仪分度值,mm/m;

                                                  ai — 仪器在第i个位置上的读数(分度值或格值);

                                                  n — 系数,n = -1 (N为工作面测量点数);

                                                   δ0—起始端点对基面的偏差,μm;

                                                 δn— 终止端点对基面的偏差,μm。

      

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 考虑到每段上单次测量不确定度u(ai)均相同:

                         

                                            2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客

由上式可以看出,被测截面上各点平面度测量不确定度是不相等的,它是测量点位置i的函数。

为求得u(δi)的极大值,对u(δi)右式中变量i求偏微分,可得i=n/2时,u(δi )有极大值:

                                       

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E.5 不确定度来源列表与讨论

见表E.1。

表 E.1 平面度测量的不确定度分量概述和评注

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E.6 测量不确定度评估

E.6.1 输入量的标准不确定度和不确定度分量

E.6.1.1 电子水平仪示值误差引入的不确定度分量uEC

根据JJG 712-1990《电子水平仪》国家计量检定规程示值误差不大于(1+A/50)个字。式中,A为实际使用的字数。通常检定0级平板平面度时,实际使用A≤10个字。

                                                  Δ= ( 1+A /50) = 1.2个字

对于平板规格为400mm×400mm,电子水平仪分度值C=0.005mm/m,桥板跨距L=195mm,系数n=2,估算其示值误差在半宽为2个字的区间为矩形分布,则

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E.6.1.2  电子水平仪分辨力引入的不确定度分量uRA

电子水平仪的分辨力δx=1个字(0.005mm/m),则其分辨力可能导致的最大误差为δx/2=0.5个字,估计其为矩形分布,故由分辨力引入的不确定度分量为

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E.6.1.3 测量重复性的不确定度分量uRE

其标准偏差是以相同的桥板跨距安装电子水平仪,以节距法对同一块平板一个截面测量其直线度,重复测量10次而得到的样本标准偏差,用上述方法重复测量不同平板,对某一测量截面的直线度求出各自的样本标准偏差。最大标准偏差 0.5个字,则测量重复性的不确定度分量为

                                           2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客

 

测量重复性的分量和分辨力的分量,在合成标准不确定度时,二者取其大。

E.6.1.4 定位误差估算的不确定度分量uEL

由于平板平面度影响,测量时桥板位置要求首尾相接,但实际操作有偏差引起电子水平仪示值变化,一般最大变化不超过1个字。该值在半宽为1个字的区间以矩形分布,故:

                                      
                                          2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客
  
E.6.1.5 温度偏差引入的不确定度分量uTD
检定环境温度为20℃±5℃,一小时内温度变化Δt≤1℃,估计其满足矩形分布,平板的线膨胀系数α为11.5×10-6℃-1,平板厚度d为20mm,则温度偏差引入的不确定度分量为
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E.6.2 不确定度分量之间的相关性

估计各不确定度分量之间无相关性。

E.6.3 合成标准不确定度和扩展不确定度

当各不确定度分量之间不存在相关性时,合成标准不确定度为

                                                    2012年09月20日 - 游戏智慧 - zct617的博客

                                              uc =0.72μm

取包含因子k=2,则扩展不确定度为

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 E.6.4 不确定度概算汇总

见表C.2。

表E.2 不确定度概算汇总表

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E.6.5 不确定度概算讨论

对于400mm×400mm 的0级铸铁平板桥板,跨距L=195mm,n=2,MPLP=4.5μm,1/3 MPLP =1.5μm,则

U =1.44μm

E.6.6 评估的结论

结论经上述平板平面度测量不确定度评定, 。证明本规程规定的技术要求、检定条件和检定方法科学、合理、可行。

 



附录D

检定证书和检定结果通知书内页格式

D.1 检定证书内页格式

检定证书内页格式见表D.1  

表D.1                                             温度:  °C

序号

主要检定项目

检定结果

1

外观及表面质量

 

2

工作面平面度

 

3

局部工作面平面度

 

检定依据:JJG 117-20XX平板检定规程

 

D.2 检定结果通知书内页格式

指出不合格项目,给出检定数值,不予评级。

检定结果通知书内页格式见表D.2。

 

表D.2                               温度:  °C

序号

不合格项目

检定结果

1

 

 

2

 

 

3

 

 

检定依据:JJG 117-20XX平板检定规程

 


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