JJF 1548-2015 楔形塞尺校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1548—2015

楔形塞尺校准规范

CalibrationSpecificationforWedge-ShapeFillerGauges

2015-08-24发布2015-11-24实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJF1548—2015

楔形塞尺校准规范02

CalibrationSpecificationforoJJF1548—2015«

5$

Wedge-ShapeFillerGauges

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：安徽省计量科学研究院

河北省计量监督检测院

参加起草单位：浙江省计量科学研究院

辽宁省计量科学研究院

沈阳佳宇工具有限公司

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

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本规范主要起草人：

马琳（安徽省计量科学研究院)

胡登山（安徽省计量科学研究院)

王少平（河北省计量监督检测院)

金美峰（安徽省计量科学研究院)

参加起草人：

周闻青（浙江省计量科学研究院)

刘娜（辽宁省计量科学研究院)

赵霞（沈阳佳宇工具有限公司）

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目录

引言（n)

i細a)

2引用文件（1)

3»(1)

4计量特性（3)

4.1表面粗糙度（3)

4.2侧边直线度（3)

4.3测量面的平面度（3)

4.4示值变#性(3)

4.5示值误差（3)

4.6漂移（3)

5校准条件（3)

5.1环境条件（3)

5.2校准用设备（4)

6校准项目和校准方法（4)

6.1表面粗糙度（4)

6.2侧边直线度（4)

6.3测量面的平面度（4)

6.4示值变#性(5)

6.5示值误差（5)

6.6漂移（6)

7校准结果表达（6)

8复校时间间隔（6)

附录AI型楔形塞尺示值误差测量结果不确定度评定（7)

附录B数显楔形塞尺示值误差测量结果不确定度评定（11)

附录C校准证书内容及内页格式（15)

I

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引言

JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语及

定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本校准规范制定

的基础性系列规范。本规范主要参考标准为JB/T12202—2015《楔形塞尺》。

本规范为首次发布。

n

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楔形塞尺校准规范

1范围

本规范适用于分度值为〇.〇5mm、0.1mm,测量范围上限至60mm的I型模形塞

尺；分度值为〇.〇5mm、0.1mm、0.5mm,测量范围上限至15mm的H型楔形塞尺;

分辨力为〇.〇1mm，测量范围上限至40mm的数显楔形塞尺的校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJF1094—2002测量仪器特性评定

JB/T12202—2015楔形塞尺

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修订单）适用于本规范。

3概述

楔形塞尺是用于测量间隙和孔径尺寸的量具。常见结构型式有I型楔形塞尺、II型

楔形塞尺、数显楔形塞尺。

I型楔形塞尺为楔形薄片状，具有锥形角度，尺面上有一组有序的标尺标记和标尺

数字，标尺数字表示相应标记位置的尺身宽度。其结构型式见图1。

II型楔形塞尺为楔块状，具有楔形角度，尺面上有一组有序的标尺标记和标尺数

字，标尺数字表示相应标记位置垂直于测量基面的厚度。其结构型式见图2。

数显楔形塞尺又称通流间隙测量尺，是利用带有数字显示器的移动测量头在尺身上

相对运动，以数显形式显示移动测量头的端面处垂直于上测量面的楔块厚度。其结构型

式见图3。

图1I型楔形塞尺外形结构示意图

1,3—侧边；2—尺面；4一标记和标尺数字

1

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艰模形塞形构示意图

尺面-测量基面

(b)

图3数显楔形塞尺外形结构示意图

1一上测量面；2—移动测量头；3—数字显示器；4—尺身标尺；5—尺身；6—下测量面

2

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4计量特性

4.1表面粗糙度

I型楔形塞尺和II型楔形塞尺测量面的表面粗糙度一般不超过i?al.6^m，数显楔

形塞尺测量面的表面粗糙度一般不超过4ym。

4.2侧边直线度

I型楔形塞尺的侧边直线度一般不大于〇.〇1mm。

4.3测量面的平面度

测量面的平面度一般不超过表1的规定。n型楔形塞尺的测量基面只允许呈凹形。

表1测量面的平面度

楔形塞尺名称分度值/分辨力测量面的平面度

0.050.01

n型楔形塞尺0.10.02

0.50.10

数显楔形塞尺0.010.005

4.4示值变动性

数显楔形塞尺的示值变动性一般不超过〇.〇1mm。

4.5示值误差

示值最大允许误差一般不超过表2的规定。

表2最大允许误差

楔形塞尺名称分度值/分辨力最大允许误差

I型楔形塞尺0.05,0.1±0.05

0.05士0.05

n型楔形塞尺0•1士0.10

0.5士0.20

数显楔形塞尺0.01土0.03

4.6漂移

数显楔形塞尺的数字漂移在1h内一般不大于0•01mm，带有自动关机功能的可不

校准此项。

注：校准工作不判断合格与否，上述计量特性要求仅供参考。

5校准条件

5.1环境条件

校准室温度：（20±5)X：

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校准室相对湿度：不大于70%。

校准前，被校楔形塞尺和校准用器具平衡温度时间不少于2h。

5.2校准用设备

校准用设备见表3。允许使用满足测量不确定度要求的其他测量标准及其他设备进

行校准。

表3校准项目和校准用设备

序号校准项目设备名称和技术要求

1表面粗糙度表面粗糙度比较样块MPE:+12%〜一17%

2侧边直线度4等量块，1级平板

4等量块，刀口形直尺MPEV:2fim,塞尺MPE:±0.005mm，

3测量面的平面度

1级平板

4示值变动性3级量块及量块附件

万能工具显微镜MPEV:lpm+lO^L，3级量块及量块附件，

5示值误差

1级平板，数显千分表MPEV:0.010mm

6漂移

6校准项目和校准方法

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表面粗糙度

测量面的表面粗糙度用表面粗糙度比较样块进行比较测量。进行比较时，所用的表

面粗糙度样块和被校测量面的加工方法应相同，表面粗糙度样块的材料、形状、表面色

泽等也应尽可能与被校测量面一致，以相应表面粗糙度比较样块的标称值作为校准值。

6.2侧边直线度

I型楔形塞尺的侧边直线度用量块试塞法测量。测量时，在平板上放置2块1mm

的量块，将I型楔形塞尺两侧边分别贴合在量块上，并使尺面与平板保持垂直，再用相

应尺寸的量块在侧边全长范围内进行试塞，以试塞时刚好能通过的量块尺寸与1mm的

差值作为该位置的测量值。所有位置测量值的最大值与最小值的差值为该侧边的直线度

测量值，取两侧边直线度测量值中的最大值作为直线度校准值。

6.3测量面的平面度

6.3.1数显楔形塞尺测量面的平面度用刀口形直尺以光隙法测量。分别在测量面的长

边、短边和对角线位置上进行，其平面度根据各方位的间隙情况确定。当所有方位上出

现的间隙均在中间部位或两端部位时，取其中一方位间隙量最大的作为平面度。当其中

有的方位中间部位有间隙，而有的方位两端部位有间隙，则平面度以中间和两端最大间

隙量之和确定。

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6.3.2分度值为0.05mm的n型楔形塞尺测量基面的平面度用量块试塞法测量。测量

前先用刀口形直尺观察测量基面的光隙情况，将2块1mm的量块放置在基面上，用刀

口形直尺的工作面轻轻接触量块，再用相应尺寸的量块在基面全长范围内进行试塞，以

试塞时刚好能通过的量块尺寸与1mm的差值作为该位置的测量值。所有位置测量值的

最大值与最小值的差值为该基面的平面度校准值。

6.3.3分度值为0.1mm、0•5mm的]1型楔形塞尺测量面的平面度用塞尺在平板上用

试塞法测量。将楔形塞尺的测量基面放在1级平板上，用塞尺在测量基面全长范围内进

行试塞，以可塞人最大尺寸塞尺的厚度作为校准值。

6.4示值变动性

以接近测量范围下限位置的尺寸选择一块量块与量块附件组合成内尺寸，数显楔形

塞尺置于正常测量状态，将楔形部分放人组合的内尺寸中，推动移动测量头，使移动测

量头的端面紧贴着量块附件的侧块，并与上测量面保持垂直并读数。在相同条件下，重

复5次测量，示值变动性以最大与最小读数的差值确定。

6.5示值误差

6.5.1I型楔形塞尺的示值误差

I型楔形塞尺的示值误差用万能工具显微镜以影像法测量。在测量范围内选择均勻

分布的5点作为校准点。

将工型楔形塞尺标记面向上平放在工作台上，调整焦距，使楔形塞尺所有标记成像

清晰，并调整楔形塞尺轴线方向与纵向滑板移动方向平行。将米字线的垂直线瞄准被校

标记宽度的中间位置，横向移动滑板到楔形塞尺一端，用米字线中心点对准被校标记的

一端，记录横向读数再横向移动滑板到楔形塞尺另一端，用米字线中心点对准被

校标记的另一端，记录横向读数a,2。按公式（1)计算读数a,:和^^的差值，两读数差

值的绝对值即为该测量位置的测量值。其标称值与测量值之差即为该位置的示值误差，

见公式（2)。

Li=|ai2—an|(1)

式中：

L,测量位置的测量值，mm;

aa,ai2两测量位置的读数值，mm。

Si—L〇—Li(2)

式中：

d{示值误差，mm;

L〇测量位置的标称值，mm;

L,测量位置的测量值，mm。

6.5.2数显楔形塞尺的示值误差

数显楔形塞尺的示值误差用3级量块及量块附件组成的内尺寸测量。选择测量范围

内均勻分布的5点进行校准。

用一组量块依次和量块附件组合成内尺寸，拉开移动测量头，将楔形部分放入组合

的内尺寸中，再推动移动测量头，使移动测量头的端面紧贴着量块附件的侧块，并与上

JJF1548—2015

测量面保持垂直，在楔形塞尺上读数。读数值与相应量块标称值之差即为该测量点的示

值误差。

示值误差&按公式（3)计算：

di—L,a~~~L,si(3)

式中：

Si示值误差，mm;

Ldi-~一楔形塞尺的读数值，mm;

Lsi——量块的标称值，mm。

6.5.3n型楔形塞尺的示值误差.

n型楔形塞尺的示值误差用带有尖头的数显千分表在1级平板上直接测量。在测量

范围内选择均勻分布的5点作为校准点。

测量时，将楔形塞尺的测量基面置于平板上，先将装夹在表架上的数显千分表在平

板上对零，然后提起数显表的测头对准被校标记，在数显表上读数，其标称值与数显表

的读数值之差即为示值误差，见公式（2)。

当客户有特殊要求时，可以按照客户要求增加校准点位。

6.6漂移

目力观察。在测量范围内的任意位置紧固尺框，每间隔15min观察一次数显指示

值，在1h内的指示值的最大值与最小值的差值为校准结果。

7校准结果表达

校准后的楔形塞尺出具校准证书。校准证书内容及内页格式见附录C。

8复校时间间隔

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，一般建议为1年。

6

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附录A

I型楔形塞尺示值误差测量结果不确定度评定

A.1测量方法

I型楔形塞尺的示值误差是用万能工具显微镜以影像法测量的。下面以测量范围

(1〜15)mm和（45〜60)mm的I型楔形塞尺为例，对I型楔形塞尺示值误差测量结

果不确定度进行评定。

A.2测量模型

Si~L>〇—Li(A.1)

式中：

Si示值误差，mm;

L〇测量位置的标称值，mm;

L,——测量位置的测量值，mm。

A.3不确定度传播率

引起测量结果不确定度的各分量彼此独立，依据公式W=g)•得：

u2c=u2(di)=Ci•u\-\-c\•u\(A.2)

式中，灵敏系数

Cl=$=〇(因为L。为常数）c2=告=-i

A.4测量不确定度来源

A.4.1楔形塞尺刻线的影响心

A.4.2测量读数m2

A.4.2.1测量重复性m21

A.4.2.2瞄准误差m22

A.4.2.3万能工具显微镜示值误差m23

A.4.2.4万能工具显微镜和楔形塞尺线膨胀系数差M24

A.4.2.5万能工具显微镜和楔形塞尺温度差《25

A.4.2.6侧边直线度m26

A.5标准不确定度评定

A.5.1楔形塞尺刻线的影响引人的标准不确定度分量心

由于该分量的灵敏系数为〇,楔形塞尺刻线影响引人的不确定度分量不再评定。

A.5.2测量读数引人的标准不确定度分量心

A.5.2.1测量重复性引人的标准不确定度分量m21

测量范围（1〜15)mm的楔形塞尺，对其15mm点重复测量10次，根据实验数

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据，由贝塞尔公式得实验标准差s=1.73pm。

测量范围（45〜60)mm的楔形塞尺，对其60mm点重复测量10次，根据实验数

据，由贝塞尔公式得实验标准差s=84pm。

实际测量以单次测量值作为测量结果，贝IJ:

L=15mm时，w21=1.73jxm

L=60mm时，w21=1.84pm

A.5.2.2瞄准误差引入的标准不确定度分量z/22

实际测量时，采用3X物镜测量（使用10x目镜时，系统放大倍数30x)，其瞄准不

可靠性60"，整个测量要进行两次瞄准，其瞄准误差为：

250a_V2X250X60_

pK~30X2X10554

式中:

p——将角值换算成线值的系数；

K——系统放大倍数。

该项瞄准误差主要以均匀分布的方式影响，所以其标准不确定度为:

d3.54am

u22=1—=~r—=2.04um

>/373

测量重复性引人的不确定度分量心i和瞄准误差引入的不确定度分量W22有重复，

故取结果较大者。

A.5.2.3万能工具显微镜示值误差引入的标准不确定度分量W23

万能工具显微镜示值最大允许误差MPEV:1ym+10-5L，均匀分布，々=

#，则：

L=15mm时，w23=(1pm+10—5X15mmVV^sO.66jutm

jL=60mm时，pm+105X60mrn)/>/^=0•92jULtn

A.5.2.4万能工具显微镜和楔形塞尺线膨胀系数差引入的标准不确定度分量心4

万能工具显微镜标尺的线膨胀系数为（l〇±〇.5)Xl(T6°C-1:楔形塞尺线膨胀系数

为（11.5±1)XIO-^C—1，两者最大差值&为3X10-^C—1，服从梯形分布，是=

76/(1+^2)=2.32,〜=5°C，贝!J:

各3X10一6。(^1一1

L=15mm时，W24=^~^XL•=~~~2%—X15X103pmX5°C=0•097pm

谷3X10—6°C一i

L=60mm时，w24=^~^XL•=————X60X103ymX5°C=0•388pm

A.5.2.5万能工具显微镜和楔形塞尺温度差引入的标准不确定度分量W25

两者之间存在温度差，以等概率落于区间±1°C内任何处，其区间半宽为1°C，均

匀分布，a=11.5X10—6°C-1，贝!J:

5\°C

L=15mm时，w25=jXL•a=^r~X15X103MmX11.5X10—6°C—isO.lOMtn

V3V3

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^J°Q

L=60mm时，•g=——X60X103MmX11.5X10一6X：—1=0•40

73V3

A.5.2.6侧边直线度引人的不确定度分量m26

侧边直线度一般不超过0.01tnm，根据直线度按照峰-峰值数据处理原则，其是=

2.83,同时考虑直线度是取两侧边的最大值的情况，贝!J:

m26=^2X0.01mm/2.83—5ptm

A.6合成标准不确定度计算

A.6.1主要标准不确定度汇总表

测量不确定度分量及计算结果见表A.1。

表A.1主要标准不确定度汇总表

L=15mm

标准不确定标准不确定度值灵敏系数|Ci\u(Xi)

不确定度来源

度分量代号u(Xi)Ci/im

U\楔形塞尺刻线的影响—00

m2测量读数5.44jim—15.44

W21测量重复性1.73

u22瞄准误差2.04pm(取大值)

^23万能工具显微镜示值误差0.66|Ltm

万能工具显微镜与楔形

UU0•097卩m

塞尺线膨胀系数差

汉25万能工具显微镜与楔形塞尺温度差0•10；jtm

“26侧边直线度5^tm

L=60mm

标准不确定标准不确定度值灵敏系数|Ci|w(x,)

不确定度来源

度分量代号u(x,)Cipm

Ui楔形塞尺刻线的影响00

u2测量读数5.51/Ltm-15.51

u2l测量重复性1.84

^22瞄准误差2.04/urn(取大值）

以23万能工具显微镜示值误差0.92fim

万能工具显微镜与楔形

U240•388卩m

塞尺线膨胀系数差

仅25万能工具显微镜与楔形塞尺温度差0•40pm

^26侧边直线度5

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A.6.2合成标准不确定度计算

u\=c\•u\-\-c\•u\

=c\•u\

=M!2+M!3+M!4+M!5+Mi6

L=15mm时，mc=V2.〇42+0.662+0.0972+0.102+5Vm=5.44pm

L=60mm时，uc=V2.042+0.922+0.3882+0.402+52jLtm=5.51

A.7扩展不确定度计算

取包含因子&=2。

测量范围（1〜15)mm的I型楔形塞尺：

L=15mm时，17=是Xmc=2X5.44pm

测量范围（45〜60)mm的I型楔形塞尺：

L=60mm时，17=是Xmc=2X5.51pm〜llpm

10

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附录B

数显楔形塞尺示值误差测量结果不确定度评定

B.1测量方法

数显楔形塞尺的示值误差是用3级量块和量块附件组成的内尺寸测量。下面以分辨

力为0.01mm，测量范围（0〜10)mm和（30〜40)mm的数显楔形塞尺为例，对数

显楔形塞尺示值误差测量结果不确定度进行评定。

B.2测量模型

(B.1)

mm；

|孩塞尺的读数值，mm;|

p的称值，mm;

楔形塞尺的读数值（2(

的标称值(20

ffd5a別为数显楔形寒尺和量块的线膨胀:

Atd,At别为数显楔形塞尺和量块偏离温度

令8-仏瓢置

lWlj|^Lsia^ad^o^s

Si—La一Ls(B.2)

B.3不确度顯

引起测量果定度的各分量彼此独立，依据公式W得：

•u\-\-c\•u\+c\•u\J/rc\4(B3).

式中，灵敏系If

1dLd^dLs

B.4测量不确定度来源

B.4.1测量重复性或分辨力Ml

B.4.2量块的长度偏差m2

B.4.3数显楔形塞尺和量块的线膨胀系数差心

B.4.4数显楔形塞尺和量块的温度差〜

B.5标准不确定度评定

B.5.1测量重复性或分辨力引人的标准不确定度分量心

B.5.1.1测量重复性引人的标准不确定度分量Mn

分辨力0.01mm，测量范围（0〜10)mm的楔形塞尺，对其10mm点重复测量

11

JJF1548—2015

10次，根据实验数据，由贝塞尔公式得实验标准差s=4.8Mm。

分辨力0.01mm，测量范围（30〜40)mm的楔形塞尺，对其40mm点重复测量

10次，根据实验数据，由贝塞尔公式得实验标准差s=4.8pm。

实际测量以单次测量值作为测量结果，贝IJ:

L=10mmBij:',mh=4.8^tm

L=40mmB寸，mu==4.8/urn

B.5.1.2分辨力引人的标准不确定度分量Ml2

分辨力为0.01mm的楔形塞尺，其区间半宽为0.005mm，符合均匀分布，是=

■#，则由分辨力引人的不确定度分量为：

0.005mm

=2.9am

uu=—

V3

测量重复性引人的不确定度分量Mll和分辨力引人的不确定度分量Ml2取结果较大

者，则：

L—10mmH^,=uu—4.8fxm

L=40mmH^,=mu=4.8(um

B.5.2量块的长度偏差引人的标准不确定度分量M2

3级量块的长度偏差允许值为AZ=0.80Mm+16X1(T5XZ6„，按两点分布处理，

是=1，贝!J:

k

_^,AZ0.96am

L^lOmmH^t,u2=—==0.96fxm

T.,AZ1.44am

L=40mmH\|*,U2=—==1.44am

1^

B.5.3数显楔形塞尺和量块线膨胀系数差引人的标准不确定度分量M3

两种材料热膨胀系数界限均为（ll.SiDXlO-^C-1，则心的界限为±2X

1(T6°C-1，服从三角分布，々=在，Af=5X：，贝IJ:

§〇x1〇~6°C1

L=10mm时，m3=L•~•^=10X103声父5°CX=0.041am

在^6

52X10—6C一1

L=40mm时，m3=L•—^=40父103ptmX5'CX=0.164Lim

V6V6

B.5.4数显楔形塞尺和量块温度差引人的标准不确定度分量M4

楔形塞尺与量块之间存在温度差，以等概率落于区间±1C内任何处，其区间半宽

为1=C，均勻分布，a=11.5XKr6°C—S贝!J:

L=10mm时，m4=L•a•^：=10X103MmXll.5X10—6°C_1X——=0.067Mm

界V3

12

JJF1548—2015

谷1°C

L=40mm时，m4=L•a•2=40父103MmXll.5X1(T6X：———=0.267am

^3V3

B.6合成标准不确定度计算

B.6.1主要标准不确定度汇总表

测量不确定度分量及计算结果见表B.1。

表B.1主要标准不确定度汇总表

L=10mm

B.6.2合成标准不确定度计算

u\=c\•W1+C2•U22~^cl*u\-\~c\*u\

13

JJF1548—2015

=u\+u\-\-{L•At)2•ul+(L•a)2•u\

L=10mm时，uc=^/A.82+0.962+0.0412+0.0672^m=4.9

L=40mm时，uc=^/A.82+l.442+0.1642+0.2672^m=5.0/xm

B.7扩展不确定度计算

取包含因子々=2。

分辨力为〇.〇1mm，测量范围（0〜10)mm的数显楔形塞尺：

L=10mm时，U"=々Xwc=2X4.9pm义10pm

分辨力为0.01mm，测量范围（30〜40)mm的数显楔形塞尺：

L=40mm时，[/=々Xwc=2X5.0pm=10pm

14

JJF1548—2015

附录c

校准证书内容及内页格式

C.1校准证书至少包括以下信息：

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，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受

日期；

h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对抽样程序进行说明；

i)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

j)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；

l)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；

〇)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。

C.2校准证书内页格式见表C.1。

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JJF1548—2015

表C.1校准证书内页格式

证书编号:

温度：’C地点：

校准环境条件其他：

相对湿度：％

序号校准项目校准结果

1表面粗糙度

2侧边直线度

3测量面的平面度

4示值变动性

5示值误差

6漂移

校准员：核验员：

注：校准证书的内容应符合JJF1071《国家计量校准规范编写规则》的要求。由于各实验室对

校准证书有自己的设计，本附录仅建议与校准内结果相关部分的内页格式。其中的部分内

容可以由于实验室的证书格式不同而在其他部分表述。

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中华人民共和国

国家计量技术规范

楔形塞尺校准规范

JJF1548—2015

国家质量监督检验检疫总局发布

中国质检出版社出版发行