JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1859—2020
标准球棒校准规范
Calibration Specification for Standard Ball Bars
2020-09-11发布
2021-03-11实施
国家市场监督管理总局发布 JJF1859—2020
标准球棒校准规范 Calibration Specification for
JJF 1859—2020
Standard Ball Bars
归口单位：全国几何量长度计量技术委员会主要起草单位：浙江省计量科学研究院
中国计量科学研究院
中国测试技术研究院
参加起草单位：上海市计量测试技术研究院
江苏省计量科学研究院
本规范委托全国几何量长度计量技术委员会负责解释 JJF1859—2020
本规范主要起草人：
茅振华 （浙江省计量科学研究院）周闻青（浙江省计量科学研究院）王为农（中国计量科学研究院）黄晓蓉 （中国测试技术研究院）
参加起草人：
陈挺（浙江省计量科学研究院）刘芳芳（上海市计量测试技术研究院）马建龙 （江苏省计量科学研究院） JJF1859—2020
目 录
引言 1
(IⅡ) (1) (1 ) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (4) (7)
范围 2术语 2.1标准球棒。 2.2球面形状误差 G 概述· 4 计量特性· 4.1球径· 4. 2 球面形状误差· 4.3球心距 5校准条件. 5.1 环境条件： 5.2 测量标准及其他设备· 6校准项目和校准方法· 6.1 测量· 6.2 测量结果处理· 7 校准结果表达· 8复校时间间隔附录A标准球棒球心距校准的测量不确定度评定示例附录B校准证书内容及内页格式
- JJF1859—2020
引言
本规范主要依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1 2012《测量不确定度评定与表示》进行编制
本规范为首次发布。
Ⅱ JJF1859—2020
标准球棒校准规范
1 范围
本规范适用于标准球棒的校准。
2术语
下列术语和定义适用于本规范。 2.1标准球棒 standard ball bar
两个或多个直径相等的直线排列的球及其刚性连接结构构成的球心距标准器。 2.2球面形状误差sphericalformerror
包容球面轮廓的两个同心球半径差值。
3概述
标准球棒主要用于三维坐标测量系统的校准。标准球棒的球通常用钢、硬质合金、 陶瓷等制成。球表面可以是抛光或漫反射表面。常见的标准球棒的结构如图1所示。
2
（a）有偏置的标准球棒
（b）对称结构的标准球棒
（c）多球标准球棒
图1标准球棒结构示意图 1—球体；2—球柄；3—底座
4 计量特性
4.1球径 4.2球面形状误差 4.3球心距 5校准条件 5. 1 环境条件 JJF1859—2020
温度条件：校准结果的参考温度为20℃。实验室、被校标准球棒及校准用设备的
温度偏差、温度变化均会对校准结果产生影响，应在测量不确定度中考虑。 5.2测量标准及其他设备
推荐使用坐标测量机进行校准，允许使用满足不确定度要求的其他测量标准及其他设备进行校准。
6 校准项目和校准方法
检查外观和各部分相互作用：球表面不应有锈蚀、划伤、碰伤等缺陷；球体与球杆连接应稳定牢固，不应有松动等现象；球座底面不应有锈蚀、划伤、碰伤等缺陷；有涂层的，涂层应完整，色泽应均匀；底座与工作台接触应稳定可靠。
校准项目有球径、球面形状误差和球心距。
6.1测量
将标准球棒固定在坐标测量机工作台上。 在球1表面选取25个测量点（见图2），获得表面坐标点集：
在标准球的极点（探针方向所定义）一点；极点下22.5°四点（均匀分布）；极点下45°八点（均匀分布），相对于前一组点旋转22.5°；极点下67.5°四点（均匀分布），相对于前一组点旋转22.5°；极点下90°（即在赤道上）八点（均匀分布），相对于前一组点旋转22.5。
同样方法可分别测得球2～球n表面的25个测量点坐标点集。 测量时应注意避开标准球棒的球柄部分。测量点分布可根据实际情况进行调整。
22.5°
22.5° 22.5° 22.5°
22.5°:
图2球表面测量点分布图
2 JJF1859—2020
6.2测量结果处理 6.2.1拟合球
利用每个球的坐标点集，采用最小二乘法拟合球，分别获得n个球的球心坐标 (ti，yi，）、直径D;。 6.2.2球径
由6.2.1所确定的直径即为标准球棒上各球的球径D1，，D，。 6.2.3球面形状误差
计算球i上的测量点与拟合球心的距离，其最大距离Rimax和最小距离Rimin之差，即为球i球面形状误差F：：
(1)
F; =Rimax Rimin
式中： Rimax球i上的测量点与拟合球心的最大距离； Rimin一球i上的测量点与拟合球心的最小距离； i=l,2,..., n。
6.2.4球心距
由6.2.1所确定的球心坐标，计算得到球i到球1的球心距L1i：
L1 =/(r; -ai)2+(y: -yi)2+(:-i)2
(2)
式中： i，yi，；—球i的最小二乘拟合球的球心坐标（i=1，2，…，n—1)； 1、y1、≥1———球1的最小二乘拟合球的球心坐标。
7校准结果表达
经过校准的标准球棒发给校准证书，证书内容应符合附录B的要求。其中校准结果部分应注明校准时支撑位置、测量点分布及数量。
复校时间间隔
8
复校时间间隔可根据标准球棒的实际使用情况自主决定，建议一般不超过1年。
3