资料介绍
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF 1119—2004
电子水平尺校准规范
2004-06-04发布 2004-12-01 实施
国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布
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本规范经国家质量监督检验检疫总局于 2004年 06月 04 日批准 , 并自2004年 12月 01 日起施行。
归口 单位 : 全国几何量角度计量技术委员会
起草 单位 : 湖南省计量检测研究院
湖南华星宇传感技术有限公司
本规范由归口单位负责解释
本规范主要起草人 :
陈勇 (湖南省计量检测研究院)
鲍唯 (湖南省计量检测研究院)
周业华 (湖南华星宇传感技术有限公司)参加起草人 :
高国伟 (湖南华星宇传感技术有限公司)
曾琰 (湖南省计量检测研究院)
刘丽娟 (湖南省计量检测研究院)
焦莉 (湖南华星宇传感技术有限公司)
目录
1 范围
本规范适用于分辨力为 0.01°的数字显示式电子水平尺的校准 , 其他分辨力的电子水平尺可参照本规范进行校准。
2 引用文献
本规范引用以下文献 :
JG 142—2002 建筑用电子水平尺
使用本规范时 , 应注意引用文献的现行有效版本。
3 概述
电子水平尺是由倾角传感器和数字显示器及其他辅助部分构成 , 是一种利用传感器中液面电位变化进行倾角或斜度测量的角度测量仪器。它具有绝对角度测量、相对角度测量、角度显示、角度锁定、角度存储等多项功能。 电子水平尺的外形见图 1。
图 1
1—厂标 ; 2—型号 ; 3—角度显示 ; 4—功能键 ; 5—工作面
4 计量特性
4.1 工作面的表面粗糙度
工作面表面粗糙度 Ra 值不大于 1.6μm。
4.2 工作面的平面度
工作面的平面度不大于工作面长度的 0.02%。
4.3 零值误差
零值误差不超过 ±0.03°。
4.4 漂移
零值示值随时间的漂移不超过 0.03°/h。
4.5 分辨力
分辨力不大于 0.01°。
4.6 示值误差
示值误差不大于 0.04°。
4.7 测角重复性
测角重复性不大于 0.01°。
4.8 回程误差
回程误差不大于 0.02°。
注 : 由于校准不作出合格与否的结论 , 上述指标仅供参考。
5 校准条件
5.1 环境条件
5.1.1 校准时 , 室内温度为 (20±5)℃ , 温度变化每小时不超过 1℃。
5.1.2 校准前 , 被校仪器和校准工具在室内平衡温度的时间一般不少于 2h。
5.2 校准用标准器及其他仪器设备
校准时所需计量标准器及其他仪器设备见表 1。
表 1 校准用标准器及其他设备
6 校准项目及校准方法
6.1 工作面表面粗糙度
用表面粗糙度比较样块与工作面进行比较 , 或用粗糙度测量仪进行测量。
6.2 工作面平面度
将电子水平尺放置在 1级平尺 (或平板) 上 , 用 Ⅱ级塞尺进行测量。
6.3 零值误差
将电子水平尺置于已用水平仪调平的 1级平尺 (或平板) 上 , 此时其示值即为零值误差。
6.4 漂移
保持上述校准条件不变 , 在 1h内每隔 10min记录一次显示值 , 连续测量观测 7次 ,取其绝对值中的最大值为零值示值的漂移。
6.5 分辨力
将电子水平尺用专用夹具 (见附录 A) 固定在光学分度头上 , 调整分度头 , 使水平尺示值发生变化 , 记录此时分度头读数 , 然后微动分度头 , 使水平尺示值变化一个分辨力 , 再次记录分度头读数 , 两次读数之差的绝对值即为水平尺的分辨力。重复上述过程3次 , 取其最大值为最终结果。
6.6 示值误差
将电子水平尺用专用夹具固定在分度头上 , 调整分度头 , 使水平尺示值为 0.00°,此时分度头上显示的角度值即为零点读数。 转动分度头的角度 , 转动角 (相对于零点)分别为 -9°, -5°, 0°, 20°, 40°, 60°, 80°, 99°, 记录水平尺在各校准点的读数 , 此为正行程 ; 再反向转动分度头 , 转动角 (相对于零点) 分别为 99°, 80°, 60°, 40°, 20°, 0°, -5°, -9°, 记录水平尺在各校准点的读数 , 此为反行程。 以上为一个循环。校准时循环 3次 , 其示值误差按公式 (1) 计算 :
式中 : xi— 正行程 (或反行程) 校准时 , 第i个校准点上水平尺 3次循环的读数的平均值 ;
x— 分度头对应于各校准点的转动角。
以正、反行程的示值误差中最大值与最小值的差值为最终结果。
δ=δimax-δimin (2)
以 6.6 中循环 3次的校准数据按公式 (3) 计算正 (或反) 行程的重复性。
式中 : si— 电子水平尺在正行程 (或反行程) 校准时 , 第i个校准点的测角标准差 ;
xj— 电子水平尺在正行程 (或反行程) 校准时 , 第 j次显示值 ;
xI— 电子水平尺在正行程 (或反行程) 校准时 , 第 j 个校准点 3 次显示值的平均值。
水平尺的测角重复性 s按公式 (4) 计算 :
6.8 回程误差
以水平尺在每次正反行程校准时 , 显示值之差的绝对值作为回程误差。并取各校准
点循环 3次计算的回程误差中最大值作为最终结果。
电子水平尺的示值误差、测角重复性和回程误差的计算实例见附录 B。
7 校准结果的表达
校准后的电子水平尺 , 填发校准证书 , 给出校准结果及测量不确定度。测量 (结果的) 不确定度评定和校准证书内页格式见附录 C 和附录 D。
8 复校时间间隔
复校时间间隔可由使用者根据实际使用情况而定 , 建议一般不超过 1年。
附录 A
专用 夹具
图 A.1
要求 : 1) 莫氏圆锥轴线与侧块内侧面的垂直度不超过 0.05mm;
2) 莫氏圆锥工作面表面粗糙度 Ra 值不超过 0.40μm。
附录 B
示值误差、测角重复性、 回程误差计算实例
出厂编号 : H0000046 校准时实验室温度 : 24℃ 湿度 : 66%RH 单位 : (°)
示值误差 :δ= +0.017°- (-0.007°)=0.024°
测角重复性 : s
回程误差 : 0.02°
附录 C
示值误差校准结果的测量不确定度评定
C.1 校准方法
按本规范第 6.6条对水平尺示值误差进行校准。
C.2 数学模型
δ=δimax-δimin (1)
式中 : δimax— 正行程 (和反行程) 校准时 , 水平尺示值的平均值对相应分度头转角的偏差值中的最大值 ;
δimin— 正行程 (和反行程) 校准时 , 水平尺示值的平均值对相应分度头转角的偏差值中的最小值。
C.3 方差及灵敏系数输出量的合成方差为
u(δ) =cu2 (δimax) +cu2 (δimin) (2)
即 u(δ) =u2 (δimax)+u2 (δimin)
表 C.1 标准不确定度一览表
C.5 输入量的标准不确定度的评定
C.5.1 正行程校准时 , 水平尺示值 (平均值) 对相应分度头转角的偏差绝对值引入的标准不确定度 u(δimax)
C.5.1.1 由光学分度头示值不准引入的标准不确定度 u1
若光学分度头的分度值为 10″, 则示值允差为 20″, 取均匀分布 , 则
估计该项标准不确定度的可靠性为 90% , 其自由度 :
按本规范中规定的校准方法 , 对一水平尺 50°点 , 在重复性条件下进行 10次测量 ,数据见下表。
表 C.2 重复性测量数据单位 : (°)
因在实际校准中为 3次测量的平均值 , 则标准不确定度为
其自由度 :
水平尺的分辨力为 0.01°时 , 其引入的标准不确定度为
C.5.2 反行程校准时 , 水平尺示值 (平均值) 对相应分度头转角的偏差绝对值引入的标准不确定度 u(δimin)
根据 C.5.1, 有 :
u(δimin) = 0.0047°
C.6 合成标准不确定度根据式 (2) , 有 :
依据 W-B公式有 :
当置信概率 p= 95% , 根据有效自由度 νeff(δ)查 t分布表可得
kp =tp (νeff) =t0.95 (66) = 2.00则扩展不确定度 :
U95 (δ)= 2.00× 0.0066= 0.013°
附录 D
校准证书内页格式
校准依据 (名称或代号) :
校准用标准器名称 : 有效期 :
校准地点 :
证书编号 : 温度 : ℃ 湿度 : %RH
注 : 1. 示值误差测量不确定度为
U= k= 2. 校准用标准器的溯源性 :
3. 证书只对被校仪器有效。 未经校准单位批准 , 不得部分复印。
校准单位 : 电话 :
地址 : 传真 :
