1、 JJG广西壮族自治区地方计量检定规程JJG（桂）-20水 准 标 尺 检 定 装 置Levelling Staffs Verification System 20-发布 20-实施广 西 壮 族 自 治 区 质 量 技 术 监 督 局 发 布JJG（桂）-20水准标尺检定装置检定规程 Levelling Staffs Verification System归 口 单 位： 广西壮族自治区质量技术监督局主要起草单位： 广西壮族自治区计量检测研究院广西壮族自治区测绘地理信息产品质量检验站参加起草单位： 中国地震局第二监测中心本规程委托广西壮族自治区质量技术监督局负责解释。JJG（桂）20JJG（
2、桂）-20本规程主要起草人：梁 琦 （广西壮族自治区计量检测研究院）黄 健 （广西区测绘地理信息产品质量检验站）罗官德 （中国地震局第二监测中心）参加起草人：李 铭 （广西壮族自治区计量检测研究院）孙 弛 （广西区测绘地理信息产品质量检验站）刘俏君 （广西壮族自治区计量检测研究院）吴 媚 （广西壮族自治区计量检测研究院）张长水 （广西壮族自治区计量检测研究院）JJG（桂）-20I目 录引言 （）1 范围 （1）2 引用文献 （1）3 术语 （1）3.1 条码水准标尺 （1）3.2 瞄准重复性 （1）3.3 系统测长误差 （1）4 概述 （1）5 计量性能要求 （2）5.1 摄像显微镜的安装垂直
3、度 （2）5.2 线纹边缘瞄准重复性 （2）5.3 导轨运行直线度 （2）5.4 测量平台阿贝误差 （2）5.5 系统测长示值误差 （2）6 通用技术要求 （2）6.1 外观 （2）6.2 一般功能性检查 （2）7 计量器具控制 （3）7.1 检定条件 （3）7.2 主要检定器具及配套设备 （3）7.3 检定项目和检定方法 （4）7.4 检定结果的处理 （6）附录 A 水准标尺检定装置检定记录（推荐）格式 （7）JJG（桂）-20II附录 B 系统测长示值误差测量不确定度评定示例 （10）附录 C 检定证书和检定结果通知书内页格式 （12）引 言本规程以 JJF1001-2011通用计量术语及
4、定义 、JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示为基础性系列规范，以 JJF1002-2010国家计量检定规程编写规则规定的规则进行编写。本规程的技术要求和方法参考了 JJG8-1991水准标尺检定规程 、JJG739-2005激光干涉仪检定规程 、JJF1066-2000测长机校准规范 、GB12897-2006国家一、二等水准测量规范 。本地方规程为首次制订。JJG（桂）-201水准标尺检定装置检定规程1 范围本规程适用于尺寸至 6000mm 水准标尺检定装置计量性能的首次检定、后续检定和使用中检验。2 引用文献JJG8-1991 水准标尺检定规程 JJG739-2005 激光干
5、涉仪 JJF1066-2000 测长机校准规范 JJG(测绘)2102-2013 因瓦条码水准标尺 GB/T 12897-2006 国家一、二等水准测量规范 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 术语3.1 条码水准标尺 Bar-coded Levelling Staffs线纹分划由宽度相等或不等的黑白（黄）条码按某种编码规则进行有序排列而成的水准标尺。3.2 瞄准重复性 Aiming repeatability水准标尺检定装置采用的数字摄像显微镜瞄准单一线纹边缘做重复性测量。3.3 系统测长误差 System measurement error将激光干涉仪与测量平台、移动导轨
6、符合阿贝误差布局后，在平台移动范围内测量长度的示值误差。4 概述水准标尺检定装置是用于检定水准标尺（含普通水准标尺、双排线条式因瓦水准标尺、条码型水准标尺）的专用装置，其结构主要由激光干涉仪作为长度线值位移标准器，高精度水平测量平台作为承载、移动被测水准标尺测量的综合检验装置。水准标尺检定装置由测量工作台、激光干涉仪、数字摄像显微镜、照明系统、伺服驱动系统和计算机等几部分组成一体化的测量系统，检定JJG（桂）-202装置结构见图 1。5 计量性能要求表 1 计量性能要求序号 检定项目 计量性能要求1 摄像显微镜的安装垂直度 32 线纹边缘瞄准重复性 2m3 导轨运行直线度 0.1mm4 测量平
7、台阿贝误差 0.5mm5 系统测长示值误差 6m6 通用技术要求 6.1 外观6.1.1 外观应无明显机械损伤、脱漆和锈蚀等现象。6.1.2 工作台面不应有明显的碰伤以及影响使用的其他缺陷。6.1.3 光学器件表面应无水迹、油迹、霉点、脱膜、胶结处无脱胶等现象。瞄准器应视场亮度均匀，分划板成像清晰，不得有影响读数的其他缺陷。6.2 一般功能性检查6.2.1 各运动机构、调整部分运转应灵活平稳，各紧固部分应牢固可靠，无卡滞和松动现象。丝杠在范围内运转应无跳动卡滞现象，电机的电压应稳定，控制功能应可靠。JJG（桂）-2036.2.2 激光干涉仪的工作台应有足够的行程范围，测量时激光光轴能与水准标尺
8、中轴线达到大致相同高度。激光干涉仪各部件之间以及激光干涉仪与计算机 电缆应连接可靠，线路通畅。分光镜组与反射镜之间的相互位置应调整方便，安置后应保持稳定。6.2.3 仪器上应标有制造厂名称或商标，及出厂编号。6.2.4 对于后续检定和使用中检查的装置，允许有不影响装置准确度的上述有关缺陷。7 计量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。7.1 检定条件环境条件：温度（202），温度变化量0.1/h ；相对湿度75% 。标准器周围应无影响正常工作的机械振动和电磁干扰。7.2 主要检定器具及配套设备主要检定器具和配套设备及技术要求见表 2。表 2 主要检定器具技术要求序号 主要检
9、定器具 技术要求1 钢直尺 量程 300mm ；MPE: 0.5mm2 垂直校正器附件 垂直度13 条式水平仪 量程 200mm；MPE：0.02mm/m4 千分表 量程（01mm） ；MPE: 0003mm5 条码水准标尺 分划标准差 0.013m6 激光干涉仪或其他激光测长装置 U1 m/m（k=2 ）7.2.2 首次检定、后续检定和使用中检验的项目见表 3。表 3 检定项目一览表序号 检定项目 首次检定 后续检定 使用中检验1 外观及各部分的相互作用 + + +2 摄像显微镜的安装垂直度 + - -3 线纹边缘瞄准重复性 + + +4 导轨运行直线度 + + +5 测量平台阿贝误差 +
10、- -6 系统测长示值误差 + + +注：“+”为必检项目， “-”为可不检定项目。JJG（桂）-2047.3 检定项目和检定方法7.3.1 外观和一般功能检查目力观察及试验。7.3.2 摄像显微镜的安装垂直度采用垂直校正器附件完成摄像显微镜的安装。首先将摄像显微镜主镜座紧定螺钉松开，从主镜座中抽出主镜筒。然后把垂直度校正器的圆柱段插入主镜座上安装主镜筒的孔内，调整垂直度校正器矩形测量段使之大致处于水平，然后紧固主镜筒的紧定螺钉。接着将千分表固定在磁力表座的调整杆上并将磁力表座吸附在测量工作台上，调整磁力表座的调整杆使千分表头与垂直度校正器的矩形测量面接触。缓慢移动测量工作台，使千分表头沿垂直
11、度校正器的矩形测量面滑动距离 D，同时注意观察千分表长指针的摆动范围 ，则摄像显微镜的安装垂直度可由下式计算： Dd式中：摄像显微镜的安装垂直度（） ；d 千分表长指针的摆动范围（m） ；系数 206265；D 千分表头沿垂直度校正器的矩形测量面滑动距离（mm）7.3.3 线纹边缘瞄准重复性将条码水准标尺架设在测量平台支架上，完成初始化的光电设置、激光干涉仪的激光光路调整，开启测量软件对条码水准标尺上的同一线纹的左、右边缘进行重复性瞄准测量。软件设置每次测量平台操控前进（或后退）间隔 10mm，选取条码水准标尺其中一条线纹的左边缘，将瞄准摄像显微镜调焦清晰，使其处于瞄准观察窗的视场中央。开始时
12、测量时，记录被测量线纹的边缘位置数据，从激光干涉仪可读数记为 L0，操控测量平台往前步进 10mm，待测量平台停止移动后，后退步进10mm，测量激光干涉仪读数 L1 ,依此方法依次得出 10 次测量的线纹左边缘数据JJG（桂）-205Li ,同理可获得 10 次测量同一线纹右边缘的数据,则线纹边缘瞄准重复性可按合并样本标准偏差公式计算(其中 m=2 ，n=10 ):121nmLsNIIjp7.3.4 导轨运行直线度将激光干涉仪、直线度测量附件按使用要求安装在测量导轨平台上，使用测长不确定度1.0m/m （ k=2）的激光干涉仪作为长度标准，检测测量平台导轨 Y 方向的运行直线度。 a) 将激光
13、干涉仪置于测量平台的右端，直线度测量附件固定在测量移动平台上，调整好光路。b) 开启直线度测量模块软件，让导轨正向运行每次间隔 100mm（或 200mm）的位移 ，记录并计算 2.4 米长度的直线度误差。测量结果应符合表 1 规定的计量性能要求。7.3.5 测量平台阿贝误差原则上，激光干涉仪的测量光束与被检因瓦条码尺带中心轴应该必须满足重合。由于安装定位的原因，激光干涉仪的测量光束往往会偏离尺带中心轴线，这必然会产生阿贝误差。将条码水准标尺水平放置于测量平台的支架上，将激光干涉仪的反射镜（带磁铁）吸附在条码水准标尺底部。用钢直尺测量激光干涉仪测量轴线偏离因瓦条码尺带中心线的距离 a；操控测量
14、平台移动，正向、反向移动过程中使测量范围应2000mm，将激光干涉仪实测得到导轨直线度d， 按下式计算阿贝误差： DdaL式中：L测量平台的阿贝误差；a激光干涉仪测量轴线偏离因瓦条码尺带中心线的距离；d用激光干涉仪实测导轨的直线度。7.3.6 系统测长示值误差 在 2400mm 测量行程内按 200mm 间隔正反向连续测量，使用测长不确定度JJG（桂）-2061.0m/m（ k=2）的激光干涉仪或其他的激光测长装置作为标准器对被测激光干涉仪进行测量。将激光干涉仪按、干涉镜、反射镜按图 2 的方式安置。调整测量光路，使被测激光干涉仪与标准干涉仪的光轴重合，并且与测量轴平行。将空气湿度、被测仪器温
15、度、气压、湿度等参数输入激光干涉仪系统中，测量长度值清零。控制电机使测量平台正向移动 200mm，分别读取记录标准激光干涉仪、被测激光干涉仪的长度测量值。依次得出400mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm、2000mm、2200mm、2400mm 等测量点的位置测量值。而后间隔 200mm 反向移动测量平台按2400mm、2200mm200mm 测量读数。分别计算正向测量及反向测量的各测量点的示值误差，取其最大值作为系统测长示值误差。图 2.激光干涉仪测量导轨直线度安置方式示意图7.4 检定结果的处理经检定符合本规程要求的水准标尺检
16、定装置发给检定证书；经检定不合格的发给检定结果通知书，并注明不合格项目。检定证书及检定结果通知书的内页格式见附录 C。7.5 检定周期水准标尺检定装置的检定周期一般不超过 2 年。JJG（桂）-207附录 A 水准标尺检定装置检定记录格式型号规格: 仪器编号: 制造厂: 送检单位: 检定日期: 温度:_ _ 湿度:_ _%RH 检定员: 核验员: 表 A.1 线纹边缘瞄准重复性线纹边缘瞄准重复性检定记录次数 左边缘（mm） 干涉仪读数（mm） 右边缘（mm） 干涉仪读数（mm）1 -0.0748 -0.1630 -0.1140 -0.04432 -0.0749 -0.1648 -0.1140
17、-0.11243 -0.0748 -0.1143 -0.1138 -0.10694 -0.0750 -0.1273 -0.1140 -0.11415 -0.0749 -0.1737 -0.1136 -0.08966 -0.0747 -0.1767 -0.1140 -0.09127 -0.0748 -0.1275 -0.1140 -0.09918 -0.0747 -0.0721 -0.1136 -0.10629 -0.0745 -0.0948 -0.1141 -0.136610 -0.0745 -0.0902 -0.1142 -0.1221合并样本标准偏差 =0.0002mm121nmLsNII
18、jpJJG（桂）-208导轨运行直线度误差检定记录型号规格: 仪器编号: 制造厂: 送检单位: 检定日期: 温度: 湿度: %RH 检定员: 核验员: 表 A.2 导轨运行直线度误差正向目标读数（mm） 实际读数（ mm） 反向目标读（ mm） 实际读数（mm）0 0.0002 0 -0.0002100 -0.0005 100 -0.0009200 -0.0092 200 -0.0091300 -0.0161 300 -0.0158400 -0.0090 400 -0.0113500 -0.0074 500 -0.0083600 -0.0183 600 -0.0179700 -0.0239 7
19、00 -0.0263800 -0.0103 800 -0.0127900 -0.0044 900 -0.00631000 -0.0229 1000 -0.02371100 -0.0155 1100 -0.01811200 -0.0087 1200 -0.01331300 -0.0161 1300 -0.01511400 -0.0040 1400 +0.00201500 -0.0171 1500 -0.01831600 -0.0099 1600 -0.01481700 -0.0065 1700 -0.00651800 +0.0194 1800 +0.01461900 +0.0076 1900 +
20、0.00812000 -0.0243 2000 -0.02092100 -0.0247 2100 -0.02502200 +0.0075 2200 +0.00752300 -0.0116 2300 -0.00712400 -0.0010 2400 +0.0010正向测量中，最大值：+0.0194 mm 反向测量中，最大值：+0.0146 mm最小值：-0.0247mm 最小值：-0.0263mm根据端点法计算，该机床导轨直线度误差：0.045mmJJG（桂）-209系统测长示值误差检定记录型号规格: 仪器编号: 制造厂: 送检单位: 检定日期: 温度:_ _ 湿度:_ _%RH 检定员: 核验
21、员: 标准器：: 英国雷尼绍 XL-80 激光干涉长度测量系统 表 A.2 系统测长示值误差受检点 正向测量（mm） 反向测量（mm）目标位置 XL-80 LSS-2 系统 差值 XL-80 LSS-2 系统 差值0 0.0000 0.0000 0.0000 0.7111 0.7103 -0.0008200 -200.2954 -200.2956 -0.0002 -199.7247 -199.7255 -0.0008400 -400.7236 -400.7245 -0.0009 -400.1881 -400.1897 -0.0016600 -601.1310 -601.1319 -0.0009
22、 -600.6636 -600.6650 -0.0014800 -801.3041 -801.3054 -0.0013 -801.0948 -801.0963 -0.00151000 -1001.6887 -1001.6888 -0.0001 -1001.5185 -1001.5194 -0.00091200 -1202.0728 -1202.0740 -0.0012 -1201.9442 -1201.9458 -0.00161400 -1402.0966 -1402.0976 -0.0010 -1402.1627 -1402.1638 -0.00111600 -1602.4844 -1602
23、.4853 -0.0009 -1602.5471 -1602.5481 -0.00101800 -1802.8931 -1802.8946 -0.0015 -1802.9630 -1802.9648 -0.00182000 -2003.3298 -2003.3300 -0.0002 -2003.4047 -2003.4049 -0.00022200 -2203.7880 -2203.7885 -0.0005 -2203.6450 -2203.6454 -0.00042400 -2404.0687 -2404.0688 -0.0001 -2404.0685 -2404.0688 -0.0003/
24、 正向测量测长示值误差： -0.0015mm 反向测量测长示值误差： -0.0018mm/ 正向标准差： 0.0005mm 反向标准差： 0.0005mm系统测长示值误差=-0.0018mm=1.8m ；双向标准差 ：0.5mJJG（桂）-2010附录 B 系统测长误差测量不确定度评定（示例）B.1 概述根据本规程规定，水准标尺检定装置的系统测长示值误差是采用测长不确定度1.0m/m （k=2 ）的激光干涉仪或其他的激光测长装置作为标准器，以直接比较方法对被测激光干涉仪进行测量。从被测激光干涉仪得到测量点的测长示值，该示值与标准激光干涉仪提供的标准长度值的偏差则为该测量点的测长示值误差，现以测
25、量长度 L=1000mm 测量点为例，评定该装置的系统测长误差不确定度。B.2 数学模型SiiL式中：i测量点的示值误差；Li测量点的示值；Ls标准激光干涉仪提供的标准长度值。B.3 方差和传播公式由于在实验室环境保证了温度变化小于 0.2/h，在重复性测量条件里，标准激光干涉仪与被测激光干涉仪使用相同的气压 P=101.324kPa、温度t=20和湿度 f=50%的标准参数，因此膨胀系数与温度变化对长度值测量带来的影响对两者的影响是相同的，因此可忽略不计。因为 Li、L 0 是在短时间内在同一环境下，由同一装置针对不同测量点的实时数据采集，可以看作是重复条件下的测量，故在重复条件下，每个观测
26、值的标准偏差相等，设为 u2(L)，则有 SLu22B.4 输入量的不确定度评定B.4.1 测量重复性输入量引入的不确定度分量 对测量点 1000mm 进行重复性测量，被测激光干涉仪读数 10 次， ，测量数据如下：JJG（桂）-20111000mm 长度值测量重复性数据1 -1000.2262 2 -1000.2212 3 -1000.2220 4 -1000.2172 5 -1000.2212 6 -1000.2264 7 -1000.2235 8 -1000.2157 9 -1000.2203 10 -1000.2124 平均值 -1000.2196计算其单次测量标准偏差为 =0.004
27、mm ，则12nLsmu04.B.4.2 标准激光干涉仪测长引入的不确定度分量 SLu本例中，作为长度标准器的激光干涉仪测长不确定度 U1.0m/m（k=2 ） ，即 U1.0Lm，L 长度值单位为 m，取 L=1000mm，则kULus 5.021B.5 合成标准不确定度以上各输入量互不相关，故合成标准不确定度为： mLuuS 12.5.012222 B.6 扩展不确定度取 k=2，则 mkuUc 2.1.JJG（桂）-2012附录 C检定证书和检定结果通知书内页格式C.1 检定证书内页格式水准标尺检定装置检定项目及结果序号 主要检定项目 检定结果 最大允许误差1 外观和一般功能检查 /2 摄像显微镜的安装垂直度3 线纹边缘瞄准重复性4 导轨运行直线度5 测量平台阿贝误差6 系统测长示值误差备注B.2 检定结果通知书内页格式检定结果通知书要求同上并应注明以下内容： 按照本规程检定的不合格项目及具体数据 处理意见和建议。
