JJF(浙) 1212-2025 金属线纹测量仪校准规范

　　浙江省地方计量技术规范

　　JJF(浙)1212—2025

　　金属线纹测量仪校准规范

　　Calibration Specification for Metallic Scale Measuring Instruments

　　2025–07–20发布2025–10–20实施

　　浙江省市场监督管理局 发 布

　　金属线纹测量仪校准规范

　　Calibration Specification for MetallicScale Measuring Instruments

　　归口 单 位：浙江省市场监督管理局

　　主要起草单位：浙江省质量科学研究院

　　参加起草单位：浙江大学

　　本规范委托浙江省质量科学研究院负责解释

　　本规程主要起草人：

　　陈 欢(浙江省质量科学研究院)郭钢祥(浙江省质量科学研究院)

　　杨 鹏(浙江省质量科学研究院)参加起草人：

　　郭 斌(浙江省质量科学研究院)

　　陈 宁(浙江省质量科学研究院)

　　王 超(浙江省质量科学研究院)居冰峰(浙江大学)

　　孙安玉(浙江大学)

　　目录

　　引言 (Ⅱ)

　　1范围 (1)

　　2引用文件 (1)

　　3概述 (1)

　　4计量特性 (2)

　　4.1工作平台的直线度 (2)

　　4.2定位系统的直线度(适用于导轨式金属线纹测量仪) (2)

　　4.3影像测头尺寸测量误差 (2)

　　4.4仪器示值误差 (2)

　　4.5仪器测量重复性 (2)

　　5校准条件 (2)

　　5.1环境条件 (2)

　　5.2测量标准及其他设备 (3)

　　6校准项目和校准方法 (3)

　　6.1工作平台的直线度 (3)

　　6.2定位系统的直线度 (3)

　　6.3影像测头尺寸测量误差 (4)

　　6.4仪器示值误差 (4)

　　6.5仪器测量重复性 (5)

　　7校准结果的表达 (5)

　　8复校时间间隔 (5)

　　附录 A 导轨式金属线纹测量仪示值误差的不确定度评定 (7)

　　引言

　　JJF1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》和JJF1059.1《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。

　　金属线纹测量仪校准规范

　　1范围

　　本规范适用于测量范围不大于20m金属线纹测量仪的校准。

　　2引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　JJF1097-2021平尺校准规范

　　JJF1318-2011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

　　金属线纹测量仪适用于校准金属线纹尺、钢直尺、钢卷尺及其他金属刻线量具，一般由工作平台、定位系统、影像探测系统、位移传感器和测量软件等组成，用于测量线纹间隔的尺寸。

　　金属线纹测量仪主要分为导轨式金属线纹测量仪(结构示意图见图1)和多相机式金属线纹测量仪(结构示意图见图2)。导轨式金属线纹测量仪通过移动影像测量系统(单影像测头)在被测尺的不同位置测量，测得被测尺线纹间隔的尺寸。多相机式金属线纹测量仪通过影像探测系统(多影像测头)一次性读取被测尺与仪器标尺的线纹图像坐标，测量被测尺线纹间隔的尺寸。

　　1.工作平台 2.定位系统 3.影像探测系统(单影像测头) 4.位移传感器 5.测量软件图1导轨式金属线纹测量仪结构示意图

　　1.工作平台 2.影像探测系统(多影像测头) 3.仪器标尺 4.测量软件

　　图2多相机式金属线纹测量仪的结构示意图

　　4计量特性

　　4.1工作平台的直线度

　　工作平台的直线度不应大于10″。

　　4.2定位系统的直线度(适用于导轨式金属线纹测量仪)

　　定位系统的直线度在水平和垂直面内不应大于30″。

　　4.3影像测头尺寸测量误差

　　影像测头尺寸测量误差应符合±0.005mm。

　　4.4仪器示值误差

　　仪器示值误差应符合±(0.01mm +5×10-6L)。

　　4.5仪器测量重复性

　　仪器测量重复性应不大于0.003mm。

　　注：校准工作不判断合格与否，上述计量特性的指标仅供参考。

　　5校准条件

　　5.1环境条件

　　校准环境条件见表1。

　　表1 校准环境条件

　　序号 环境项目 条件要求 1 温度/℃ 20±2 2 室温变化/(℃/h) ≤1

　　表1(续)

　　序号 环境项目 条件要求 3 相对湿度/RH% ≤75

　　5.2测量标准及其他设备

　　测量标准及其他设备见表2，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2 测量标准及其他设备

　　序号 校准项目 测量标准及其他设备 1 工作平台的直线度 分度值为0.01mm/m的电子水平仪或自准直仪 2 定位系统的直线度 分度值为0.01mm/m的自准直仪 3 影像测头尺寸测量误差 50mm专用玻璃标准尺(U=1μm，k=2) 4 仪器示值误差 1000mm专用玻璃标准尺(U=3μm，k=2)或MPEV为

　　0.03μm+1.5×10-6L的激光干涉仪 5 仪器测量重复性

　　6校准项目和校准方法

　　6.1工作平台的直线度

　　测量前，应调整工作平台使其处于水平状态。

　　测量时，将桥板放置在工作平台的一端，反射镜或水平仪固定在桥板上，将桥板按跨距前后首尾相接从工作平台的一端至另一端，在自准直仪或水平仪上读取每个位置的读数。采用最小条件法计算工作平台的直线度，具体参照JJF 1097-2021《平尺校准规范》。

　　6.2定位系统的直线度

　　将反射镜安置在定位系统的可动部件上，自准直仪安装在仪器的基座上。调整自准直仪和反射镜，使其平行于定位系统的运动方向，将可动部件以正向和反向移动全行程，在自准直仪上读数，最大与最小读数的差值即为定位系统的直线度。 6.3影像测头尺寸测量误差

　　将50mm专用玻璃标准尺安装在影像测头的视场中央，不移动影像测头，使影像测头直接测量5 个线纹间隔，第一个间隔为1mm，最大间隔不小于视场大小的66%，其他间隔均匀分布。测得值和专用玻璃标准尺实际尺寸的差值为影像测头的尺寸误差。

　　导轨式金属线纹测量仪单个影像测头的尺寸误差即为影像测头尺寸测量误差。

　　多相机式金属线纹测量仪中多个影像测头尺寸误差的最大值为影像测头尺寸测量误差。

　　6.4仪器示值误差

　　6.4.1 专用玻璃标准尺校准

　　在(0～1000)mm 范围内用专用玻璃标准尺直接校准，在(>1000～5000)mm 范围的，用专用玻璃标准尺分段法校准。

　　6.4.1.1直接校准

　　将1000mm 专用玻璃标准尺与仪器测量方向平行安装，刻线面朝上。测量时，零位线纹读数置零，测量5 个线纹间隔，最小间隔不大于100mm，最大间隔为1000mm，其他间隔均匀分布。金属线纹测量仪的读数和专用玻璃标准尺实际尺寸的差值即为金属线纹测量仪的示值误差，按式(1)计算。

　　e=L-L0 +Δ0 (1)

　　式中：e——金属线纹测量仪的示值误差，mm;

　　L——金属线纹测量仪的读数，mm;

　　L0——专用玻璃标准尺的实际尺寸，mm;

　　Δ0——本段专用玻璃标准尺的零位实际示值误差，mm。6.4.1.2分段校准

　　校准时，将1000mm 专用玻璃标准尺零位刻线处于上一段的终点(即本段的始点)，测量本段上500mm、1000mm 两个位置点。

　　以上述相同的方法校准其他段测量点的示值误差。

　　6.4.2 激光干涉仪校准

　　将反射镜安置在定位系统的可动部件上，激光干涉仪和干涉镜安装在仪器的基座上。调整可动部件上的反射镜与激光干涉仪在同一直线上，反射镜随可动部 件在仪器测量范围内移动时，激光干涉仪应能不中断显示读数。在全行程范围内均匀测量(10-20)个点，每米至少测量一个位置点。金属线纹测量仪的读数和激光干涉仪的读数之差即为金属线纹测量仪的示值误差。

　　6.5仪器测量重复性

　　在金属线纹测量仪测量范围内，选择1000mm 位置点进行重复10次测量，计算这10 个测得值的实验标准差作为仪器测量重复性。

　　7校准结果的表达

　　经校准的金属线纹测量仪出具校准证书。校准证书除包括JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则中所要求的内容外，还应包含计量特性校准的原则与环境条件及以下信息：

　　a)标题：如“校准证书”;

　　b)实验室名称和地址;

　　c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

　　d)证书的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

　　e)送校单位的名称和地址;

　　f)被校对象的描述和明确标识;

　　g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期;

　　h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明;

　　i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;

　　j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

　　k)校准环境的描述;

　　l)校准结果及其测量不确定度的说明;

　　m)对校准规范的偏离的说明;

　　n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识;

　　o)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。

　　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。建议复校时间间隔一般不超过一年。

　　附录A

　　导轨式金属线纹测量仪示值误差的不确定度评定

　　A.1测量方法

　　将1000mm 专用玻璃标准尺与仪器测量方向平行安装，刻线面朝上。测量5个线纹间隔，最小间隔不大于100mm，最大间隔为1000mm，其他间隔均匀分布。金属线纹测量仪的读数和专用玻璃标准尺实际尺寸的差值即为金属线纹测量仪的示值误差。下面以校准导轨式金属线纹测量仪1000mm 位置点的尺寸测量示值误差为例，进行测量不确定度的评定。

　　A.2测量模型

　　e=L-L0 (A.1)

　　式中：e——金属线纹测量仪的示值误差，mm;

　　L——金属线纹测量仪的读数，mm;

　　L0——专用玻璃标准尺的实际尺寸，mm。

　　A.3方差和灵敏系数

　　因为各输入量彼此独立。依不确定度传播率，由式(A.1)得方差：

　　uc(2)(e) = c1(2)u2 (L)+c2(2)u2 (L0 )

　　式中：

　　故：

　　uc(2)(e) = u2 (L)+u2 (L0)

　　A.4不确定度来源分析

　　A.4.1 输入量L的不确定度分量u1

　　A.4.1.1 测量重复性引入的不确定度分量u11(A类评定)。

　　A.4.1.2仪器分辨力引入的不确定度分量u12。

　　A.4.2 输入量L0 的不确定度分量u2

　　A.4.2.1专用玻璃标准尺引入的不确定度分量u21(B类评定)。

　　A.4.2.2金属线纹测量仪与专用玻璃标准尺的膨胀系数差，引入的不确定度分量u22(B 类评定)。

　　A.4.2.3环境温度偏离标准温度20℃时，引入的不确定度分量u23(B 类评定)。

　　A.4.3 标准不确定度一览表

　　表B.1 不确定度概算汇总表 L=1000mm

　　标准不确定度分量

　　u(xi) 不确定度来源 标准不确定度

　　(μm) ci ci×u(xi)(μm)

　　u1 测量重复性 取两者的最大值 1.20

　　1

　　1.20 仪器分辨力 0.29

　　u2 专用玻璃标准尺 0.57 -1 0.57 膨胀系数差 1.15 -1 1.15 温度差 1.49 -1 1.49 A.5标准不确定度计算

　　A.5.1 测量重复性引入的不确定度分量u11

　　金属线纹测量仪用专用玻璃标准尺进行重复测量10次，得到如下测量结果(mm)：1000.008，1000.005，1000.007，1000.007，1000.008，1000.006，1000.007，1000.009，1000.008，1000.006。

　　采用贝塞尔公式计算标准差，得到s=1.20 (µm)，则;

　　u11= 1.20(µm)

　　A.5.2 仪器分辨力引入的不确定度分量u12

　　A.5.3 专用玻璃标准尺引入的标准不确定度分量u21

　　根据专用玻璃标准尺的校准证书，测量不确定度为U=(0.2+1.5L)µm，包含因子k=3，专用玻璃标准尺引入的不确定度分量为：

　　A.5.4 专用玻璃标准尺与金属线纹测量仪膨胀系数差引入的不确定度分量u22

　　证书给出的专用玻璃标准尺线膨胀系数为8.6×10-6/℃, 金属线纹测量仪的线膨胀系数为(7.6±1.0)×10-6/℃,膨胀系数差的界限在±1.0×10-6/℃范围内服从均匀分布，Δt =2℃,膨胀系数差引入的不确定度分量为：

　　A.5.5 专用玻璃标准尺与金属线纹测量仪温度差引入的不确定度分量u23

　　等温后，专用玻璃标准尺与金属线纹测量仪的温度差估计在±0.3℃范围内服从均匀分布，温度差引入的不确定度分量为：

　　A.6合成标准不确定度

　　A.7扩展不确定度

　　取k=2，扩展不确定度为：

　　U = k×uc = 2×2.30 = 4.6(µm)

　　JJF(浙)1212-2025