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中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1304—2011
量块比较仪校准规范
Calibration Specification for Gauge Block Comparators
2011-10-28实施
2011-07-28发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1304—2011
量块比较仪校准规范 Calibration Specification for Gauge Block Comparators
JJF 1304—2011
本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年7月28日批准，并自
2011年10月28日起施行。
归口单位：全国几何量长度计量技术委员会起草单位：中国计量科学研究院
山西省计量监督检定测试所
本规范由全国几何量长度计量技术委员会负责解释 JJF1304—2011
本规范主要起草人：
刘香斌（中国计量科学研究院）晏 浩（山西省计量监督检定测试所）
参加起草人：
吴月艳 （中国计量科学研究院）张旭东（中国计量科学研究院） JJF1304—2011
录
目
1 范围 2 引用文献·· 3 概述 4 计量特性 4. 1 工作台（适用单测头的量块比较仪） 4. 2 示值范围 4.3 示值误差· 4. 4 测量重复性 4. 5 漂移· 5 校准条件. 5.1环境条件 5. 2 主要标准器及配套设备 6 校准项目和校准方法 6.1 工作台· 6.2 示值范围· 6.3 示值误差. 6.4 测量重复性· 6.5 漂移
(1) (1 ) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (6) (7 )
校准结果复校时间间隔
7
8
附录A标准量块长度差值的测量方法及不确定度评定附录B 双测头量块比较仪补充校准方法附录C量块比较仪示值误差不确定度评定（示例） JJF1304—2011
量块比较仪校准规范
1范围
本规范适用于采用垂直方式比较测量量块长度及长度变动量的量块比较仪的校准。
2 引用文献
本规范引用下列文献： JJG101一2004接触式干涉仪 JJF1001—1998通用计量术语及定义 JJF1059—1999测量不确定度评定与表示 GB/T6093一2001几何量技术规范（GPS）长度标准量块使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3概述
量块比较仪是比较测量量块长度的计量仪器。量块采用垂直安放方式。 量块比较仪一般由机械主体、1只或2只位移传感器、显示器、控制器等组成。通
过位移传感器与量块上下测量面接触（或只与上测量面接触，下测量面与固定点接触）时发生的位移变化，可以对标准量块和被测量块的长度差值进行测量。根据位移传感器的不同，分为电感式、光栅式、激光式等多种类型。
图1量块比较仪结构示意图
1一位移传感器；2一标准（参考）量块：3一被测量块；4一仪器显示器
4计量特性
4.1工作台（适用单测头的量块比较仪） JJF1304—2011
工作台的计量特性参照JJG101一2004《接触式干涉仪》的要求
4.2示值范围 4.3 示值误差 4. 4 测量重复性 4. 5 漂移 5 校准条件 5.1 环境条件
温度：（20士1）℃，每小时变化不超过0.5℃；或按照仪器说明书规定。 校准前，被校准的仪器和标准器在上述环境中放置时间分别不少于12h和2h。
5.2主要标准器及配套设备 5.2.1量块
校准量块比较仪的量块需要材质相同并成对使用，级别为K级或0级；量块对以
其长度差值作为长度标准：量块对长度差值的测量不确定度U（k=2）应不大于0.01um 或仪器示值误差最大允许值的绝对值的1/3。
推荐量块尺寸按照表1选择。
表1量块尺寸
mm
序列 1 2 3 4* 5* 6*
A
B 1.005 1. 01 1. 02 0. 5 4 100
1
0. 5 4 100
注：位移传感器示值范围超过士20um时，根据使用情况增加校准点；
带“*”号序列的量块对可选。
5.2.2Φ60mm开槽1级平晶；开槽量块；Φ15mm平行平晶、8mm刃形测帽、 1mm三针；表面粗糙度测量仪；百分表、骑马块。 5.2.3秒表
最大允许示值误差不超过士1S。 6 校准项目和校准方法
在进行仪器校准之前，首先进行外观检查，目测工作台和传感器球面测头等没有影响校准工作的划痕、磨损等缺陷。必要时按照仪器使用说明书规定执行仪器的启动和准备程序。 2 JJF1304—2011
6.1工作台
单测头的量块比较仪在仪器校准前应进行工作台的检查，检查方法按照JJG101 2004《接触式干涉仪》的相关规定执行。 6.2示值范围
通过更换量块和调整工作台等方式确定仪器的最大示值。 6.3示值误差
在仪器上分别对序列1～3的量块对的中心长度进行测量，位移传感器示值范围超过土20um时，根据使用情况增加校准点。
按正常量块检定程序，每组量块对以A量块对零，在B量块上读取中心长度差值：
每组量块对测量3次；3组量块对共取得9个量块对中心长度差值。
变换每组量块对中A、B量块在仪器工作台上的位置，即以B量块对零，在A量块上读取中心长度差值，重复以上过程。
经过以上测量得到的量块对中心长度差值与其中心长度差约定真值之差作为仪器示值误差，取得在各校准点（如一20um，一10um，一5um，十5um，十10um，十20um）的示值误差。
如需要，可以增加对表1中序列4～6量块对的测量，方法同上。 仪器的示值误差也可以采用其他测量不确定度满足要求的方法校准。
6.4测量重复性
对序列1量块对进行量块中心长度差值的测量，反复10次，计算这10个差值的实验标准差作为仪器测量重复性。 6.5漂移
选择标准量块中的一块，保持仪器测头与量块稳定接触，观察和记录仪器示值和时间，每分钟记录一次，记录3min以上，取最大的每分钟变化量作为该仪器的漂移。
7 校准结果
对经校准的仪器应出具校准证书校准证书内页至少应包含下列内容：校准条件；校准项目和校准结果；工作台的各项计量特性；示值范围和示值误差；测量重复性；漂移；示值误差的测量不确定度。
8 复校时间间隔
用户可根据实际使用情况自主决定，通常复校时间间隔为1年。
3 JJF1304—2011
附录A
标准量块长度差值的测量方法及不确定度评定
A.1标准量块长度差值的测量方法
使用量块光波涉仪进行量块长度差的测量使用的待测量块的中心区域的条纹应无明显的倾斜或弯曲，或者在量块中心区域的
接触测量的示值变化小于0.01μm。
将2块待测量块分别研合在2块平晶上，放在同1台量块光波干涉仪先后测量其长度。然后将2块待测量块交换再研合在同样的2块平晶上，再放在同1台量块光波干涉仪先后测量其长度。为了减小测量不确定度的影响，也可以使用1块平晶同时研合2块待测量块进行测量，然后2块量块交换位置重新研合测量。取2次量块长度测量结果的差值的平均值作为测量结果。
研合量块时应将测量环境的相对湿度控制在40%以上，且全部研合期间湿度变化小于5%。整个研合工作由同一名检定员进行，该检定员研合量块的研合层厚度重复性需验证，实验标准差s≤3nm。 A.2标准量块长度差值的测量不确定度评定
使用量块光波干涉仪测量一对量块的长度差方法如A.1所述。 使用量块光波干涉仪直接测量量块长度时的测量不确定度各个影响量及各个标准不
确定度分量情况见表A.1。表A.1中是测量2等量块绝对长度时的测量不确定度的典型情况。
表A.1 量块长度标准不确定度分量一览表
分量 自由度 u;
影响量的标准不确定度
影响量 ; 条纹小数F 真空波长入空气折射率n 线膨胀系数α 量块温度tx 狭缝宽度s 光线倾斜波前畸变A 测点位置、长度变
灵敏系数
序号
u(r;) 0.5X10-2 1.7×10-8入 4.8X108
C; 入/2 L/^ L
V
1.6 nm 10 1.7X×108L 50 4.8X10-8L 20
1 2 3 4 5 6 7 8
L(tg—20)
0.1×10-6℃-1(0.2℃) 2.0X108L 12
Lα sL/(12 f2)
5.8X10-3℃ 11.6 μm 0.1X10-8 L 3.0 nm
6.7X10-8L 16 0.5X108L 12 0.1X10-8L 12 3.0 nm
1 1
2
0.29mm,58nm
1/7. 4
2.3 nm
12
9
动量，L 研合层αw 位相修正△。
4.3 nm 4.5 nm
10 11 4
1 1
4.3 nm 4.5 nm
12 12