JJF(津) 77-2022 超声测厚标准件校准规范

JJF75-2022CalibrationSpecificationforStandardPartsofUltrasonicThicknessInstruments2022-11-25实施2022-08-25发布超声测厚标准件校准规范布发JJF（津）77-2022JJF(津)77-2022本规范委托天津市计量监督检测科学研究院负责解释超声测厚标准件校准规范CalibrationSpecificationforStandardPartsofUltrasonicThicknessInstruments归口单位：天津市市场监督管理委员会主要起草单位：天津市计量监督检测科学研究院JJF(津)77-2022JJF(津)77-2022本规程主要起草人：陈洁（天津市计量监督检测科学研究院）马艺清（天津市计量监督检测科学研究院）李凌梅（天津市计量监督检测科学研究院）参加起草人：郑中民（天津市计量监督检测科学研究院）李青（天津市计量监督检测科学研究院）路瑞军（天津市计量监督检测科学研究院）JJF(津)77-2022I引言…………………………………………………………………………………（II）1范围…………………………………………………………………………………（1）2引用文件……………………………………………………………………………（1）3术语…………………………………………………………………………………（1）3.1超声测厚标准件…………………………………………………………………（1）3.2标准厚度块………………………………………………………………………（1）3.3标准圆管…………………………………………………………………………（1）4概述…………………………………………………………………………………（1）5计量特性……………………………………………………………………………（2）5.1标准厚度块………………………………………………………………………（2）5.2标准圆管…………………………………………………………………………（2）6校准条件……………………………………………………………………………（3）6.1环境条件…………………………………………………………………………（3）6.2校准项目和校准用计量器具……………………………………………………（3）7校准方法……………………………………………………………………………（4）7.1标准厚度块………………………………………………………………………（4）7.2标准圆管…………………………………………………………………………（5）8校准结果表达………………………………………………………………………（6）9复校时间间隔………………………………………………………………………（6）附录A标准厚度块的厚度测量不确定度评定示例…………………………………（7）附录B标准圆管的壁厚测量不确定度评定示例…………………………………（11）附录C校准证书内页信息及格式…………………………………………………（14）目录JJF(津)77-2022II引言JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》共同构成支撑本规范编制工作的基础性系列规范。本规范为首次制订。JJF(津)77-20221超声测厚标准件校准规范1范围本规范适用于超声波测厚仪校准用标准件的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1126超声波测厚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术语3.1超声测厚标准件standardpartsforultrasonicthicknessinstruments用于校准超声波测厚仪使用的标准厚度块和标准圆管的统称。3.2标准厚度块standardthicknessblock使用规定材料制成的，用于提供标准厚度的样块。3.3标准圆管standardpipe使用规定材料制成的，用于提供标准曲面厚度的圆管。4概述超声测厚标准件（以下简称标准件）是用来校准超声波测厚仪的标准试件，包括标准厚度块和标准圆管。标准件采用规定材料按照相关尺寸要求制成，标准厚度块截面为圆形或方形。标准件外形结构见图1、图2所示。(a)圆形截面标准厚度块(b)方形截面标准厚度块图1标准厚度块图2标准圆管JJF(津)77-202225计量特性5.1标准厚度块5.1.1标准厚度块的厚度标准厚度块的标称值及允许偏差见表1。表1标准厚度块标称值及允许偏差mm标称值H0.5*1.0*1.2*1.5*2.0*3.3允许偏差H±0.01标称值H5.57.7101520允许偏差H±0.01±0.02标称值H255075100150200允许偏差H±0.02±0.05*为校准各种仪器测量下限的专用尺寸。注：表中H为推荐值。5.1.2标准厚度块两端面的平行度两端面的平行度不大于0.005mm，如图3所示。5.1.3标准厚度块两端面的表面粗糙度两端面的表面粗糙度Ra值不大于0.40μm，如图3所示。图3标准厚度块几何形状及尺寸要求5.2标准圆管5.2.1标准圆管的外径标准圆管的外径与标称直径的偏差不超过0.05mm。5.2.2标准圆管的壁厚标准圆管的壁厚标称值及允许偏差见表2。JJF(津)77-20223表2标准圆管壁厚标称值及允许偏差单位：mm标称值T23允许偏差T±0.02±0.025.2.3标准圆管壁厚的均匀性5.2.4标准圆管的表面粗糙度标准圆管圆柱面的表面粗糙度Ra值不大于0.40μm，如图4所示。图4标准圆管几何形状及尺寸要求注：校准工作不做判断合格与否，上述计量特性要求仅供参考。6校准条件6.1环境条件环境温度应为(20±5)℃，相对湿度应小于65%RH。校准前，超声测厚标准件与测量标准及其他设备等温时间不得少于2h。6.2校准项目和校准用计量器具校准项目和推荐校准用计量器具见表3，允许使用满足测量不确定度要求的其他标准器进行校准。表3校准项目和校准用计量器具序号校准项目标准器名称及技术要求1标准厚度块的厚度数显测高仪MPE:±(2μm+10-5L/3)2标准厚度块两端面的平行度平板：局部平面度≤5μm3标准圆管的外径千分尺MPE:±4μmJJF(津)77-202244标准圆管的壁厚壁厚千分尺MPE:±4μm5标准圆管壁厚的均匀性6标准圆管的表面粗糙度表面粗糙度比较样块MPE:+12%～-17%7标准厚度块两端面的表面粗糙度粗糙度测量仪MPE:±10%7校准方法校准前，先检查外观。超声测厚标准件测量面不应有锈蚀、毛刺、碰伤等影响质量的外观缺陷。使用中的标准件允许有不影响使用及计量性能的外观缺陷。在确认没有影响计量特性的因素后再进行校准。7.1标准厚度块7.1.1标准厚度块的厚度用数显测高仪在平板上用直接法进行测量。先使数显测高仪与平板接触对零，再将被测的标准厚度块放在平板上，在规定的测量区域内均匀分布5个点（见图5）测量，取中心点三次测量平均值作为标准厚度块厚度的实测值，该值与标称值之差即为标准厚度块的厚度偏差。标准厚度块厚度的偏差值H的表达式为：H0xHH（1）式中：H——标准厚度块厚度的偏差值，mm；xH——标准厚度块厚度的实测值，mm；0H——标准厚度块厚度的标称值，mm。JJF(津)77-20225(a)圆形截面标准厚度块(b)方形截面标准厚度块图5标准厚度块测量点位置示意图7.1.2标准厚度块两端面的平行度上述7.1.1中测量各点示值中最大值与最小值之差即为标准厚度块两端面的平行度。7.1.3标准厚度块两端面的表面粗糙度用表面粗糙度比较样块比较测量，有争议时用表面粗糙度测量仪测量。7.2标准圆管7.2.1标准圆管的外径用千分尺在标准圆管外侧均匀分布的不少于两个位置上进行测量直径，测得值的平均值作为标准圆管外径的实测值，该值与标称值之差即为标准圆管的直径偏差。标准圆管外径的偏差值D的表达式为：0DxDD（2）式中：D——标准圆管外径的偏差值，mm；xD——标准圆管外径的实测值，mm；0D——标准圆管外径的标称值，mm。7.2.2标准圆管的壁厚用壁厚千分尺在标准圆管上均匀分布的不少于两个截面，每个截面上互相垂直的四个位置，共八个位置上进行测量壁厚，给出所有测得值的平均值作为标准圆管壁厚实测值，该值与标称值之差即为标准圆管的壁厚偏差。JJF(津)77-20226标准圆管壁厚的偏差值T的表达式为：0TTTx（3）式中：T——标准圆管壁厚的偏差值，mm；xT——标准圆管壁厚的实测值，mm；0T——标准圆管壁厚的标称值，mm。7.2.3标准圆管壁厚的均匀性上述7.2.2中测量各点中最大值与最小值之差即为标准圆管壁厚的均匀性。7.2.4标准圆管的表面粗糙度用表面粗糙度比较样块比较测量，有争议时用表面粗糙度测量仪测量。8校准结果表达经校准的超声测厚标准件出具校准证书，校准证书内容及内页格式见附录C。9复校时间间隔建议超声测厚标准件复校时间间隔为一年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等因素决定的，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。JJF(津)77-20227附录A标准厚度块的厚度偏差测量不确定度评定示例A.1测量方法使用数显测高仪，在平板上用直接法测量。先使数显测高仪与平板接触对零，再将被测的标准厚度块放在平板上，取中心点三次测量平均值作为标准厚度块厚度的实测值，该值与标称值之差即为标准厚度块的厚度偏差。下面以测量范围(0～200)mm，最大允许误差MPE:±(2μm+10-5L/3)的数显测高仪作为标准器，对尺寸为200mm的标准厚度块厚度偏差进行校准为例，进行不确定度分析。A.2测量模型H0xHH（A.1）式中：H——标准厚度块厚度的偏差值，mm；xH——标准厚度块厚度的实测值，mm；0H——标准厚度块厚度的标称值，mm。A.3合成不确定度及灵敏系数22222H120()()()cxucuHcuH（A.2）其中：H1()1()xcHH20()0()cH则22H()()cxuuH（A.3）A.4标准不确定度一览表表A.1标准不确定度一览表分量名称来源分布数值（m）1u测量重复性正态分布0.21JJF(津)77-202282u仪器的最大允许误差均匀分布1.543u温度差均匀分布0.274u线膨胀系数差三角分布0.825u测量装置均匀分布0.14A.5标准不确定度评定A.5.1由测量重复性引入的长度测量标准不确定度1u在重复性条件下使用数显测高仪对标准厚度块中心长度进行10次测量，测量结果如下：表A.2重复性测量数据第i次测量厚度值(mm)1200.01302200.01353200.01354200.01305200.01306200.01307200.01258200.01259200.013510200.0130平均值200.0130实验标准差0.00037其单次实验标准差niiixxnxs2)(11)(式中：ix——第i次测量值；x——n次测量的平均值；n——重复测量的次数。测量三次取平均值，故由重复性引入的不确定度分量为：10.213suμmJJF(津)77-20229分辨力为0.5μm的数显测高仪读数时的量化误差以等概率出现在半宽=0.25aμm的区间内，则由分辨力引入的标准不确定度'1u为：'1==0.143auμm分辨力引入的不确定度分量小于测量重复性引入的不确定度分量,因此以测量重复性引入的不确定度分量作为分析结果。A.5.2测量仪器引入的标准不确定度2u数显测高仪最大允许误差MPE:±(2μm+10-5L/3)，为均匀分布，包含因子�2=3，取L=200mm，所以其不确定度分量为522+10/3=1.543LuμmA.5.3由温度差引入的长度测量标准不确定度3u恒温后标准厚度块与数显测高仪温度差∆�=0.