用接触式干涉仪校准千分表检定仪示值误差的应用

　　依据 JJG 201—2008 《指示类量具检定仪检定规程》的要求，用分辨力为 0. 01μm、示值误差限不超过 ±0. 1μm 的电感测微仪作为标准器，来检定机械式千分表检定仪 ( 以下简称千分表检定仪) 的示值误差。可允许使用符合要求的、具有相同准确度等级的指示仪作为标准器。我所目前使用的接触式干涉仪其分度值为 0. 1μm，可估读至 0. 01μm，测量范围 0 ～180mm。由上级计量部门检定证书可知，该装置的示值误差 δmax为 0. 05μm ( MPE: ± 0. 1μm) ，示值变动性为 0. 01μm，均小于被检千分表检定仪最大允许误差 ( 任意 1mm 范围内 MPE: ± 1μm) 的 1/3 ～ 1/10范围。故将该装置作为标准器，可以满足规程要求，从而对千分表检定仪示值误差进行校准。

　　经过多次实验比较和验证，采用此种方法对千分表检定仪示值误差进行校准，能取得较好的效果。本文就其校准方法，测量结果的数据分析处理和不确定度评定及验证进行简要介绍。

　　1 校准方法[1]

　　用我所分度值为 0. 1μm 的接触式干涉仪和三等量块对我所的千分表检定仪示值误差依据检定规程进行校准。校准时，把三珠工作台安装在测杆上，将接触式干涉仪测头安装在支架孔中，调整支架，使测头对准三珠工作台中心。将受检的千分表检定仪对好所选择测量段的起始位置，把标称值为 1mm 的量块放在三珠工作台上，调整接触式干涉仪测头与量块接触并使其示值为零。然后按所选的测量间隔置换量块，旋转检定仪的手轮或微分筒至受检点，在接触式干涉仪上读数并计算出各点的误差值。应在所选测量段的正、反行程上进行校准。当所用量块尺寸不能一次校准完所选择的测量范围时，应分段校准，并将其误差值累计。同时，为了保证测量结果的稳定性，应将被检千分表检定仪和接触式干涉仪置于 0 级平板上进行校准。

　　2 数据分析处理

　　选取我所的千分表检定仪，型号规格为 ( 0 ～2) mm /0. 001 mm，利用现有使用中的接触式干涉仪依据规程对其示值误差进行校准。表 1、表 2 是该千分表检定仪各测量段的测量数据。

　　该千分表检定仪的示值误差校准结果为:任意1mm 范围内示值误差:

　　1. 2μm - 0. 4μm = 0. 8μm2mm 范围内示值误差: 1. 2μm - 0μm = 1. 2μm

　　回程误差: 0. 6μm -0. 2μm =0. 4μm

　　以上示值误差校准结果均满足规程要求。

　　3 不确定度评定[2]

　　3. 1 数学模型

　　式中: ei为千分表检定仪被检点示值误差，μm; ai为被检点在接触式干涉仪上的读数，μm; ΔLi为被检点所用量块的中心长度偏差，μm; ΔL0为对零位时所用量块的中心长度偏差，μm。