企业建立卡尺类计量标准的探讨

李 亮，岳利敏，李云霞

（柳州五菱汽车工业有限公司山东分公司，山东 青岛266555）

0 引言

质量提升，计量先行。随着企业不断发展，计量器具使用量逐渐加大，使用频繁，单靠计量检定机构不能满足生产检测需求，企业应该建立相应的计量标准。科学合理的建立企业最高计量标准，有利于节约企业成本，确保量值的传递统一，更好地满足生产、经营的需要，提高企业的产品质量。

1 建立游标类量具范围及传递对象

建立计量标准的传递对象：游标卡尺、高度尺及同类型的量具。

测量范围：（0 ～ 500）mm

准确度等级：4等。

2 计量标准的工作原理及其组成

2.1 工作原理

按照规程要求对于不同规格的游标卡尺、高度尺及同类型的量具进行测量，首先从相应规格量块组中找出相应尺寸量块（没有相应尺寸，则用组合法）组成标准尺寸，检定卡尺示值，卡尺读数减去量块尺寸，为该卡尺在此点处的误差值。

2.2 计量标准的组成

主标准器：由2付量块组成（12块组量块、6块组量块）。

配套设备：由塞尺、刀口尺、千分尺、平面平晶、表面粗糙度样板、平板、显微镜等组成。

3 计量标准器及主要配套设备

计量标准器的配置应当按照计量检定规程或计量技术规范的要求，科学合理、完整齐全的配置计量标准器及配套设备，并能满足开展检定或校准工作的需要[1]。标准配置如表1所列。

表1 计量标准器及主要配套设备

4 计量标准的主要技术指标

计量标准器及主要配套设备，其计量特性应符合相应计量检定规程或技术规范的要求，并能满足开展检定或校准工作的需要。

计量标准的测量范围：（10～291.8）mm，（101.2～500）mm；计量标准的准确度：4等。

5 环境条件

环境条件应当满足开展检定或校准工作的要求，并对实验室温湿度进行监测记录，按照JJG30-2012《通用卡尺检定规程》6.1要求[1-3]。

检定环境温度（20±5）℃，检定过程中温度变化不超过±1℃，相对温度不大于80%RH[1]。如表2所列。

表2 环境条件

6 计量标准的量值溯源和传递框图

为了保证计量标准的溯源性，计量标准的量值应当溯源至计量基准或社会公用计量标准，当不能采用检定或校准方式溯源时，应通过比对的方式，以确保计量标准的一致性[1]。传递图如图1所示。

图1 计量标准的量值溯源和传递框图

7 计量标准的重复性试验

在重复性条件下每年使用本公司检定游标量具标准器组（测量范围为（0～500）mm，准确度为4等）对分度值为 0.02 mm，测量范围为：（0～300）mm的游标卡尺（编号为：LG05-07-005）进行测量，291.8 mm处重复性试验的试验数据如表3所列。

表3 重复性试验

8 计量标准的稳定性试验

12块组量块编号 080121，6块组量块编号127579，2016-2019年历年检定数据如表4所列。

表4 稳定性试验

通过以上试验得出，游标卡尺检定装置的稳定性符合要求。

9 检定或校准结果的测量不确定度评定

9.1 测量方法

测量依据：JJG30—2012《通用卡尺检定规程》测量标准：（10～291.8）mm 的四等量块

环境温度：温度（20±5）℃，湿度≤85%RH

测量方法：采用四等量块进行检定，对于测量范围（0～300）mm的卡尺，在全量程范围内不少于3个点：102.2 mm，201.5 mm，291.8 mm。

9.2 建立测量模型

现对测量范围为0～300 mm，分度值为0.02 mm的游标卡尺示值误差测量结果不确定度进行分析评定。

设游标卡尺示值误差e：

式中：ld为游标卡尺示值（20℃条件下）；ls为四等量块示值（20℃条件下）

9.3 灵敏系数C

对e=ld-ls中各项求偏导数得：

9.4 不确定度来源

标准不确定度是由检定误差源的不确定度构成的，检定误差源的不确定度如下：

（1）四等量块误差u1

（2）读数误差u2

（3）热膨胀系数误差u3

（4）游标卡尺和量块的温度差u4

9.4.1 量块误差引起的不确定度分量u1

根据计量检定机构出具的检定证书中获得，测量的

最大误差值为0.9 μm，因此按照均匀分布考虑，其覆盖因子，其标准不确定为：

9.4.2 读数误差引起的不确定度分量u2

游标卡尺的分度值为0.02 mm，对线误差分布区间为0.02 mm，均匀分布，由公式得：

9.4.3 热膨胀系数误差引起的不确定度u3

游标卡尺和量块的热膨胀系数之差界限为：±2×10-6℃-1，按均匀分布，测量尺寸为L，偏离标准温度的范围是±5℃，其标准不确定度计算如下：

9.4.4 游标卡尺和量块的温度差引起的不确定度分量u4

游标卡尺与四等量块之间有一定的温差存在，以等概率落于区±0.5℃范围内任何处，其区间半宽为±0.5℃，测量尺寸为L和线膨胀系数11.5×10-6℃-1，三个点的标准不确定度计算如下：

9.5 合成标准不确定度uc

9.6 扩展不确定度U

取k=2，扩展不确定度如下：

由于被检定点卡尺的允许最大误差为±0.04 mm，而测量标准对卡尺的测量不确定度用置信概率为95%的扩展不确定度U为0.004 mm，因此，该标准器组满足对其通用卡尺的检定要求。

10 检定或校准结果的验证

检定或校准结果的验证采用比对法：

根据计量标准考核规程要求，选1支编号为0710050442，测量范围为0～300 mm的游标卡尺，送外单位检定数据与本单位自检数据如表6。

表6 三个实验室参与比对数据

11 结束语

经分析和三个实验室比对验证，该检定装置符合国家计量检定系统表、国家计量技术规范JJF1033-2016《计量标准考核规范》和JJG30-2012《通用卡尺检定规程》的要求，有能力开展通用卡尺的检定项目。