JJG 740-2005 研磨面平尺

UU场

中华人民共和国国家计量检定规程

JJG740-2005

研磨面平尺

MillingStraightEdges

2005一03一03发布2005一09一03实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJG740-2005

研磨面平尺检定规程

JJG740-2005

VerificationRegulationof{代替JJG740-199140

MillingStraightEdges、.0.0.o.o.0-一一。-一-一0o.0.o.‘

本规程经国家质量监督检验检疫总局于2005年3月3日批准，并自

2005年9月3日起施行。

归口单位:全国几何量工程参量计量技术委员会

起草单位:北京市计量科学研究所

本规程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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JJG740-2005

本规程起草人:

马桂茹(北京市计量科学研究所)

吴迅(北京市计量科学研究所)

刘振福(北京市计量科学研究所)

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目录

1范围·······································································，··················……(1)

2引用文献(1)

3概述·······································································4··················……(1)

4计量性能要求··············································································……(1)

4.1工作面的表面粗糙度··································································……(1)

4.2工作面的平面度·(2)

5通用技术要求················································，·····························……(2)

5.1外观·······················································································……(2)

5.2表面质量·················································································……(2)

6计量器具控制··············································································……(2)

6.1检定条件···············································································……(2)

6.2检定项目·················································································……(2)

6.3检定方法·················································································……(2)

6.4检定结果的处理·······································································……(4)

6.5检定周期·················································································……(4)

附录A等倾干涉法测量平面度及计算·(5)

附录B常用段(n=3一6)分段法计算式(1)的简化公式······················，·…(8)

附录C分段测量研磨面平尺工作面平面度的数据处理示例·(9)

附录ll研磨面平尺工作面平面度测量结果不确定度评定························……(13)

附录E检定证书和检定结果通知书内页格式·一，··…(21)

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研磨面平尺检定规程

范围

本规程适用于研磨面平尺首次检定、后续检定和使用中检验。

2引用文献

本规程引用下列文献:

JJG28-2000平晶

JJG661-2004平面等倾干涉仪

JJF1001-1998通用计量术语及定义

JJF1059-1999测量不确定度评定与表示

JJF1094-2002测量仪器特性评定

ISO14253.2:1999测《量设备校准和产品检验中GPS测量不确定度评定指南》

使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。

3概述

研磨面平尺是一种精密的平面标准器具，其结构形状如图1中(a),(b)所示。

研磨面平尺主要用于检定刀口形直尺工作棱边的直线度。

口

(a)

皿

图1研磨面平尺结构示意图

4计t性能要求

4.1工作面的表面粗糙度

研磨面平尺工作面的表面粗糙度，应符合表1的规定。

表1研磨面平尺工作面的表面粗糙度

研磨面平尺长度/mm毛330>330

五.值/1!m,0.025X0.05

d.1G740-2005

4.2工作面的平面度

研磨面平尺工作面的平面度，应符合表2的规定。

表2研磨面平尺工作面的平面度

研磨面平尺长度L/mm200_<L<300300_<L<500500}_L

全长/pm续0.15(0.4(0.5

工作面纵向

局部/(1,m/mm)X0.25/240X0.4/400

平面度

横向/pm_<0.15

注:研磨面平尺有效工作长度从，二L一2a.

2a—研磨面平尺两端点减去的长度，一般取a=5mmo

5通用技术要求

5.1外观

研磨面平尺非工作面上应标有制造厂名(或厂标)、产品编号、尺寸规格及退互二标

志。

5.2表面质量

研磨面平尺工作面不得有锈迹、裂纹、划痕、碰伤及影响测量准确度的其他缺陷。

研磨面平尺应无磁。

后续检定和使用中检验允许有不影响测量的上述缺陷。

‘计，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

检定室温度应为(20士5)`1C;温度变化不得超过0.1`C/h和1'C/24h.

检定室内的温度与仪器保温箱内的温度之差应不大于0.290o

研磨面平尺在检定室内平衡温度的时间应不少于10h。长平晶与研磨面平尺放

置在仪器内的时间，对小于等于330mm研磨面平尺和210mm长平晶应不少于lh;对大

于330mm研磨面平尺和310mm长平晶应不少于1.5h.

6.1.2检定设备

检定设备见表30

6.2检定项目

检定项目见表30

6.3检定方法

6.3.1外观及表面质量

目力观察与手动试验。

6.3.2工作面的表面粗糙度

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用表面粗糙度比较样块比较法测量。有争议时用表面粗糙度测量仪测量。

6.3.3工作面的平面度

以长平晶作为标准，在平面等倾干涉仪(装置)中对研磨面平尺平面度进行测量。

当被测研磨面平尺的有效长度小于或等于长平晶的长度时，采用等倾千涉法(见附

录A)整段测量。

当被测研磨面平尺的有效长度超过长平晶长度(如300mm或500mm研磨面平尺和

210mm长平晶)时，采用等倾干涉法分段测量。

表3检定项目和主要检定设备

JT--1剂碱3h}1}p}totfiHt}}主要检定设备首次检定}后续检定{使用中检验

}一

带tc.1A1}fAR}l9aRR1!'1"fkt1l.f6X1(T)}

注:表中“十”表示应检项目;“一”表示可不检项目。

分段测量的步骤:

等倾干涉法分段测量时，每段测量长度为]180mm，在180mm长度上测7个点，计算

各测点对0与180mm两点连线的偏差。然后仪器工作台退回一半即90mm，加接长管，

光斑中心对准90mm处十字线，移动长平晶(此时被测研磨面平尺不许做任何移动)，

并使长平晶的零十字刻线处于光斑中心上;且移动工作台时长平晶上所有十字线都能通

过光斑中心，取下接长管，让十字线与干涉环中心重合，移动工作台保证所有十字线都

能通过千涉环中心。经过适当等温后，进行测量(90一270)mm间各测点对90mm与

270mm两点连线的偏差。

对于研磨面平尺长度不足90mm的部分，可以将长平晶只移位30mm或60mm。例

如，测量330mm的研磨面平尺可分为三段测至270min，然后再将长平晶移动30mm即测

量120mm至300mm间各测点对120mm与300mm两点连线的偏差。

根据90mm处对。与180mm两点连线的偏差a,,180mm处对90mm与270mm两点连

线的偏差a2,…，a;_,，按式(1)求出90mm,180mm,270mm,…各点对。与300mm

两端点连线的偏差关。

f=2{三(「。一，)a,+(n-2)a,+...+a_,一厂“-1)a,+(i-2)a,+二。,I}(1)

式中:n—段数;

i-测点序号。

常用段(，:二3一6)的分段法计算式(1)的简化公式见附录So

按.瓜，fl80，一之值将其余各点补插进去。对120mm,150mm等位置有重复偏差

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五、，few……的(重复偏差之差应不大于1/6平面度要求，否则应重测)，取其平均值

为测量值。并根据长平晶各点平面度偏差和自重变形量(见JJG28-2000平晶检定规程

附录F)对研磨面平尺各对应点进行修正后，按符合最小条件准则处理后得到测量结

果。

分段测量研磨面平尺工作面平面度的数据处理示例见附录Co

研磨面平尺横向平面度用平面平晶等厚干涉法进行测量。

也可用带有笋310mm标准平晶的等厚干涉仪测量。当有争议时以等倾干涉法测量结

果为准。

6.4检定结果的处理

经检定符合本规程要求的研磨面平尺发给检定证书。不符合本规程要求的，发给检

定结果通知书，并注明不合格项目。

6.5检定周期

研磨面平尺的检定周期根据使用情况确定，一般不超过1年。

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附录A

等倾干涉法测量平面度及计算

等倾干涉法测量原理如图A.1所示。

将两块尺寸差小于0.lLtm的量块，分别研合在长平晶工作面上两端。也可用专用

的三球支承架(钢球直径为3.18mm三个钢球的直径差应小于0.lym)代替量块。使用

球支承架时，支承架的3个支承点应尽量与工作台支承点相重合。

图A.1等倾干涉仪(装置)测量原理示意图

1一观察孔;2一玻璃分化板;3一半反射镜;4-透镜;5一光阑;6一光源:

7一长平晶;8一支承量块;9-被测研磨面平尺;1-o一支承;I1一可称动工作台

被测研磨面平尺工作面向上，放在仪器工作台的两个可调距离支承点上，两支承点

awT}Rm1iff}ftf*R普:处(1,-RIMR*Rikcf)。此、将长、。研、其

上的量块(或球形支承架)放在被测研磨面平尺工作面上。

被测研磨面平尺工作面与长平晶工作面，由量块支承(或球形支承架支承)形成一

个平行空气层。它位于平面等倾干涉仪(装置)光路中的聚焦点附近，并与光轴垂直，

此时在平面等倾干涉仪(装置)目镜里可观察到一组等倾干涉环。这时工作台从一端移

至另一端时，两端干涉环级数的变化应不超过一环。再将测微目镜取下，装上接长管，

重新套上测微目镜，调整目镜(即调整接长管的工作长度)，使目镜视场内能同时见到

照明光斑的像与长平晶上的十字线。调整长平晶上各点的十字刻线与工作台运动方向平

行，且光斑中心与十字刻线重合。将零十字刻线调到光斑中心上，并调整位移手轮上的

刻度至零位或需要的位置上，然后取下接长管，装上测微目镜，再次检查干涉环的变

5

JJG740-2005

化，直至两端的干涉环变化小于一环为止。将仪器保温箱门关上，按要求平衡温度。

用等倾干涉法测量研磨面平尺平面度，实质上是测量研磨面平尺工作面与长平晶工

作面间空气层厚度的变化。设各点空气层厚度为Ho,H,H2,…，Hn，则某一点i对

两端点(0点和n点)连线的偏差F:o

F一卜L;1。·LnHa+LnL;Hn一Hi(A.1)

式中:F:-i点对。点与n点连线的偏差;

Ho,H、H}-0点、i点及n点的空气层厚度;

L:-i点到。点的距离，mm;

La-n点到。点的距离，。。

设。点的空气层厚度H。二△K。十Ko,Ko为。点空气层厚度中干涉仪级数，AKo为

其干涉级数的小数部分，其他各点的空气层厚度H,=AK;+Ko,AK为i点空气层厚度

减去Ko而剩下的干涉级数。若用干涉级数表示对两端点连线偏差，则

△K

F=朴一L1AK"·L'OK,

=(AK。一△K，一会(AK。一△、)(A.2)

工作台移动时，当移向空气层厚度变小处，在视场中可以看到干涉环会一环一环向

中心收缩以致消失，每消失一个干涉环，表明长平晶与被测研磨面平尺表面空气层厚度

(亦即长平晶与被测研磨面平尺工作面距离刁、了合;当干涉环扩张时，每扩张一个干涉

环，则表明其厚度增大了粤)o

2’‘一卜、‘’‘曰、2

为了使得到的结果“+”表示凸，“一”表示凹，规定每收缩消失一个干涉环时，

表示干涉级数“增大”一级(用“+1”表示);每扩大产生一个新干涉环时，表示干涉

环级数“减少”一级(用“一1”表示)。

通常，干涉环收缩或扩张不到一个环的小数部分△Ki，可用下式计算:

“干涉环扩张时，“=一(Di)2Do(gym)(A.3)

+6JTWkV时，AK,=卜1Dn12J合(tim)(A.4)

式中:D,-i点所测干涉环直径，mm;

Do—仪器标准干涉环直径，mm;

几—光波波长，Km.

标准干涉环直径D。是根据空气层厚度确定的仪器常数，由仪器出厂及周期检定时

提供，也可以通过实测由式(A.5)确定:

Do=NL万二研(A.5)

式中:D;,，与D;—相邻两干涉环直径。

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6

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为保证D。的准确，应取多次测量的平均值。测量次数不得少于10次，每次测量时

应改变干涉环直径。

当测量一组干涉环直径时，标准干涉环直径可由式(A.6)求得:

12习(一‘)‘DZx一6(i一1)习DR

Do(mm)(A.6)

K(K一1)(K+1)

式中:K—自中心起的干涉环环数;

Dx—自中心起第i环的直径。

3(D;一Dzi)+(D;一DZ)

当K=4时Do(mm)(A.7)

10

2(。;一刀:)+(刀卜刀:)

当K=5时D(A.8)

10

测量时，将被测研磨面平尺工作面分为7个测点逐点检定，移动工作台观察并记取

每段干涉环的变化量Ki，检定每段不到一个环的小数部分并计算出GK;再按式(A.9)

进行计算，求得被测研磨面平尺工作面各测点对两端点连线的偏差F:

F=I[K·(△、。一△、)卜合。、。·(△、。一△、。)〕}合(A.9)

式中:Ki—从。点到i点干涉环变化的整数部分;

K.—从。到n点干涉环变化的整数部分;

AK,-0点干涉级数小数部分;

OK,—从。点到i点干涉环变化的小数部分;

A&—从。点到n点干涉环变化的小数部分。

再根据长平晶各点平面度偏差和自重变形量(见JJG28-2001)平晶检定规程附录

F)对被测研磨面平尺各对应点的偏差进行修正。当对两端点连线偏差符号相同时，取

其最大偏差做为研磨面平尺工作面的平面度;若出现符号相反时，按符合最小条件准则

处理得到被测研磨面平尺工作面的平面度。

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附录B

常用段(n二3一6)分段法计算式(1)的简化公式

n二3:

4a,+2a2

五

一3

2a,+4a2

f2

3

几二4

6a,+4a2+2a3

A=4

4a,+8a2+4a3

f2