JJF 2381-2026 钢直尺检定仪校准规范

　　中华人民共和国国家计量技术规范

　　JJF 2381—2026

　　钢直尺检定仪校准规范

　　Calibration Specification for Testers of Steel Rules

　　2026‑04‑02 发布 2026‑10‑02 实施

　　国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布

　　钢直尺检定仪校准规范Calibration Specification for

　　Testers of Steel Rules

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　　JJF 2381—2026

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　　归 口 单 位： 全国几何量工程参量计量技术委员会

　　主要起草单位： 天津市计量监督检测科学研究院贵州省计量测试院

　　中国计量科学研究院

　　参加起草单位： 黑龙江省计量检定测试研究院深圳市勤丽华铖科技有限公司

　　本规范委托全国几何量工程参量计量技术委员会负责解释

　　本规范主要起草人：

　　刘红光(天津市计量监督检测科学研究院)蒋贵芳(贵州省计量测试院)

　　孙双花(中国计量科学研究院)

　　齐 欣(天津市计量监督检测科学研究院)

　　参加起草人：

　　陈茵茵(黑龙江省计量检定测试研究院)

　　路瑞军(天津市计量监督检测科学研究院)许文成(深圳市勤丽华铖科技有限公司)

　　引 言

　　JJF 1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、 JJF 1001—2011 《通用计量术语及定义》 和 JJF 1059. 1—2012 《测量不确定度评定与表示》 共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范 。

　　本规范为首次发布 。

　　钢直尺检定仪校准规范

　　1 范围

　　本规范适用于测量范围(0~1000)mm 钢直尺检定仪的校准 。

　　2 引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　JJF 1318 影像测量仪校准规范

　　凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本规范 ; 凡是不注日期的引用文件 ，其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本规范 。

　　3 概述

　　钢直尺检定仪是以光栅尺为标准元件 ，利用影像测量原理检定钢直尺的计量仪器，一般由工作平台 、影像测头 、光栅尺 、数据处理单元等组成 。钢直尺检定仪分为手动式和自动式两种 ，其结构型式分别如图 1 和图 2 所示 。

　　图 1 手动式钢直尺检定仪结构示意图

　　1—工作平台 ; 2—影像测头 ; 3—移动手轮 ;4—光栅尺

　　图 2 自动式钢直尺检定仪结构示意图

　　1—工作平台 ; 2—数据处理单元 ; 3—光栅尺 ;4—影像测头

　　4 计量特性

　　4. 1 影像测头尺寸测量误差

　　注 ：只适用于自动式钢直尺检定仪。

　　4. 2 示值误差

　　MPE： ±(0 . 03 mm+2×10-5L)。

　　注 ：式中 L 为相应测量段的长度。

　　4. 3 测量重复性

　　一般不大于 0. 01 mm 。

　　5 校准条件

　　5. 1 环境条件

　　温度：(20±3)℃ , 每小时变化不超过 1 ℃ ; 相对湿度： 不超过 70% 或按照仪器说明书规定 。

　　校准前 ， 被校准的仪器在室内平衡温度时间不少于 12 h， 校准用标准器在室内平衡温度时间不少于 4h。

　　5. 2 测量标准及其他设备

　　测量标准及其他设备要求见表 1， 并允许使用满足测量不确定度要求的其他测量标准及设备进行校准 。

　　表 1 测量标准技术要求

　　6 校准项目和校准方法

　　校准前确认钢直尺检定仪的外观及相互作用无影响校准正确实施及校准结果的缺陷 。必要时按照钢直尺检定仪使用说明书规定执行仪器的启动和准备程序 。

　　6. 1 影像测头尺寸测量误差

　　沿测量轴线方向放置线纹尺 ， 在影像测头的视场中心位置 4 mm 范围内 ， 以 1 mm为间隔进行测量 ， 任意选取至少 3 个不同间隔的尺寸段 ， 尺寸测得值与标准器实际值的差值作为该尺寸段的尺寸测量误差 ，取绝对值最大的尺寸测量误差作为校准结果 。

　　6. 2 示值误差

　　将线纹尺放置在工作平台上 ， 调整线纹尺使线纹尺的纵轴线与影像测头的移动方向平行 。在(0~1 000)mm 范围内， 每 100 mm 间隔进行测量， 根据测量点数据按公式(1) 计算任意间隔测得值与线纹尺实际值的差值作为单次测量结果 。重新调整线纹尺，重复上述步骤再测量 1 次 ，取 2 次测量结果中绝对值最大的示值误差作为该间隔尺寸示值误差的校准结果 。

　　e = Li - L s (1)

　　式中：

　　e ——钢直尺检定仪的示值误差 ，mm;

　　Li ——钢直尺检定仪的测量值 ，mm;

　　Ls ——线纹尺所用测量段的实际值 ，mm 。

　　6. 3 测量重复性

　　按照 6. 2 的方法放置 、调整线纹尺 ， 分别对 100 mm 、500 mm 、1 000 mm 刻线相对于零刻线的线纹间隔进行 4 次重复测量 。利用极差法计算上述 3 个线纹间隔的实验标准差， 以实验标准差的最大值作为测量重复性的校准结果 。

　　7 校准结果的表达

　　经校准的钢直尺检定仪出具校准证书 。校准证书内容见附录 C 。

　　8 复校时间间隔

　　由于复校时间间隔的长短是由钢直尺检定仪的使用情况 、使用者 、本身质量等诸因素所决定的 ， 因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔 ， 建议复校时间间隔不超过 1 年 。

　　附录 A

　　钢直尺检定仪示值误差校准结果的不确定度评定示例

　　A. 1 测量方法

　　钢直尺检定仪示值误差使用线纹尺进行校准 。校准时 ， 将 1 m 线纹尺放置于工作台上 ， 测得值与线纹尺实际值的差值作为测量结果 。 以校准钢直尺检定仪测量间隔 l为例 ，进行测量不确定度的评定 。

　　A. 2 测量模型

　　钢直尺检定仪的示值误差 e = Li - L s， 考虑到温度 、膨胀系数等因素的影响 ， 测量模型见公式(A. 1)：

　　e = l - ls + l ⋅ α ⋅ Δt - ls ⋅ α s ⋅ Δts (A.1)

　　式中：

　　e ——钢直尺检定仪的示值误差 ，mm;

　　l ——钢直尺检定仪的测量值(20 ℃条件下) ，mm;

　　ls ——线纹尺所用测量段的实际值(20 ℃条件下)， mm;

　　α 、α s ——钢直尺检定仪与线纹尺的线膨胀系数;

　　Δt、 Δts——钢直尺检定仪与线纹尺偏离标准温度 20 ℃的值 。

　　A. 3 标准不确定度计算公式

　　令 δ α = α - α s

　　取 ：L ≈ l ≈ ls ; ΔT ≈ Δt ≈ Δts得： e = l - ls + L ⋅ ΔT ⋅ δ α

　　灵敏系数：

　　用 u1 、u2 、u3 、u4 分别表示 l 、ls 、ΔT、δ α 的标准不确定度 ， 各不确定度之间互不相关 。则：

　　u ( e )= u + u + L2 ⋅ δ ⋅ u + L2 ⋅ ΔT2 ⋅ u

　　A. 4 标准不确定度分量

　　标准不确定度一览表见表 A. 1。

　　表 A. 1 标准不确定度一览表

　　表 A. 1(续)

　　A . 5 标准不确定度计算

　　A . 5. 1 测量重复性引入的标准不确定度 u1

　　对线纹尺 1 000 mm 测量间隔的示值误差进行 10 组测量 ， 得到如表 A . 2 所示的测量结果 。

　　表 A. 2 重复性测量结果表

　　采用贝塞尔公式计算实验标准差得到 s= 3. 5 μm， 重复性测量引入的不确定度分量为 3. 5 μm， 分辨力引入的不确定度分量为 0. 29 μm， 相对于重复性引入的不确定度分量可忽略不计 ，则：

　　u1 = 3. 5 μm

　　A . 5. 2 线纹尺引入的标准不确定度 u2

　　按照规范要求 ， 线纹尺的测量不确定度 U= 6. 0 μm， k= 2， 线纹尺引入的标准不确定度为：

　　u2 = 6. 0 μm/2 = 3. 0 μm

　　A . 5. 3 钢直尺检定仪与线纹尺的温度差引入的标准不确定度 u3

　　钢直尺检定仪在室内平衡温度时间不少于 12 h， 标准器在室内平衡温度时间不少于 4 h 后 ， 线纹尺与钢直尺检定仪光栅尺的温度差估计在±0 . 5 ℃范围内 ， 服从均匀分布， 由温度差引入的标准不确定度：

　　u3 = 0. 5 ℃/ /3 ≈ 0. 29 ℃

　　A . 5. 4 钢直尺检定仪与线纹尺的膨胀系数差引入的标准不确定度 u4

　　钢直尺检定仪光栅尺的线膨胀系数为(7 . 6±1 . 0)×10-6 ℃ -1， 线纹尺线膨胀系数为(8 . 6±1 . 0)×10-6 ℃ -1， 两者的最大差值为 3. 0×10-6 ℃ -1 ，按均匀分布， 线膨胀系数差引入的标准不确定度：

　　u4 = δ α / 3 = 3 × 10- 6 ℃ - 1/ 3 ≈ 1. 73 × 10- 6 ℃ - 1

　　A . 6 合成标准不确定度

　　A . 7 扩展不确定度

　　取 包 含 因 子 k= 2， U ( e ) = 2 × u c ( e ) ≈ 、( 9 . 2 μm )2 + ( 10 . 5 × 10-6L )2 。对 于 不 同

　　的测量间隔， 扩展不确定度见表 A . 3。

　　表 A. 3 扩展不确定度表

　　附录 B

　　钢直尺检定仪校准记录示例

　　表 B. 1 影像测头尺寸测量误差的数据处理

　　表 B. 2 示值误差的数据处理

　　表 B. 2(续)

　　表 B. 3 测量重复性的数据处理

　　附录 C

　　校准证书内页格式

　　表 C. 1 校准证书内页格式

　　证书编号：

　　校准员： 核验员：