三等标准金属线纹尺量值计量比对

蒋远林; 李建双; 缪东晶; 康瑶; 李连福

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0021

三等标准金属线纹尺量值计量比对

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0021

中国计量科学研究院，北京 100029

基金项目: 国家计量比对项目（2021-B-04）。

详细信息

作者简介:
蒋远林（1979-），中国计量科学研究院工程师，研究方向：大尺寸计量，邮箱：jiangyl@nim.ac.cn

中图分类号: TB921
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2024-01-21
- 录用日期: 2024-02-02
- 修回日期: 2024-02-21
- 网络出版日期: 2024-05-29

Domestic Comparison of Standard Metallic Scales (Grade III)

National Institute of Metrology, Beijing 100029, China

摘要

摘要: 三等标准金属线纹尺是线纹计量器具检定系统中的三等线纹标准，用于我国大量钢直尺等刚性工作线纹尺的量值传递。为了保障我国三等标准金属线纹尺的量值一致性，科学评估我国计量机构三等标准金属线纹尺的校准能力，中国计量科学研究院主导了全国三等标准金属线纹尺计量比对，共有7个实验室参加此次比对。介绍了比对的基本情况、技术方案和比对结果，对线纹尺检测中存在的问题进行了分析并给出技术建议。比对结果表明，各参比实验室归一化偏差均小于1，比对结果满意。
- 计量学 /
- 三等标准金属线纹尺 /
- 测量校准能力 /
- 计量比对 /
- 不确定度
Abstract: Standard metallic scales (Grade III) are the third-grade line standards in the Verification Scheme of Line Measuring Instruments and are used for calibrating rigid working line scales, such as steel rulers, in China. To ensure the consistency of the measurement values of standard metallic scales (Grade III) and to scientifically evaluate the Calibration and Measurement Capabilities (CMC) of these scales in China, the National Institute of Metrology, as the pilot laboratory, organized a national measurement comparison of standard metallic scales (Grade III) (project number 2021-B-04), with seven laboratories participating. This paper introduces the basic information, technical scheme, and results of the comparison, analyzes the existing problems in the calibration of standard metallic scales (Grade III), and provides technical suggestions. The comparison results show that the normalized deviations of all participating laboratories are less than 1, indicating satisfactory comparison results.
- metrology /
- standard metallic scale (Grade III) /
- CMC /
- metrological comparison /
- uncertainty

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图 1 一路光装置测量原理示意图

Figure 1. Schematic diagram of the measuring principle by a one-way optical device

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图 2 两路光装置测量原理示意图

Figure 2. Schematic diagram of the measuring principle by a two-way optical device

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图 3 两路光装置消除阿贝误差的原理示意图

Figure 3. Schematic diagram of the principle of eliminating Abbe error by a two-way optical device

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图 4 三路光装置测量原理示意图

Figure 4. Schematic diagram of the measuring principle by a three-way optical device

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图 5 三路光装置消除阿贝误差的原理示意图

Figure 5. Schematic diagram of the principle of eliminating Abbe error by a three-way optical device

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图 6 测长机装置测量原理示意图

Figure 6. Schematic diagram of the measuring principle by a length measuring machine device

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图 7 花瓣式传递图

Figure 7. Petal transfer graph

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图 8 参考值的量值溯源图

Figure 8. Traceability diagram for the reference value

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图 9 5年稳定性测量结果

Figure 9. 5-year stability measurement results

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图 10 比对前连续3个月及传递过程中稳定性实验结果

Figure 10. Stability measurement results of three consecutive months before comparison and during the transmission

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图 11 参比实验室比对等效度结果图

Figure 11. Graph of the degrees of equivalence results of participating laboratories

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图 12 各参比实验室比对结果|E_n|值分布图

Figure 12. Distribution of |E_n| values of comparison results of each participating laboratory

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表 1 参考值及不确定度一览表

Table 1. List of reference values and uncertainties 单位：mm

测量点	参考值X	扩展不确定度U（k=2）
100	100.000	0.005
300	300.000	0.005
500	499.996	0.005
800	800.005	0.005
1000	1000.007	0.005

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表 2 测量值标准偏差

Table 2. Standard deviation of measured values 单位：mm

测量点	δ₁	δ₂
100	0.0016	0.0012
1000	0.0015	0.0015

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表 3 参比实验室等效度结果

Table 3. Degrees of equivalence results of participating laboratories 单位：mm

参比实验室	100		300		500		800		1000
参比实验室	∆Y_i	U_i	∆Y_i	U_i	∆Y_i	U_i	∆Y_i	U_i	∆Y_i	U_i
A	0.000	0.005	−0.003	0.006	−0.004	0.007	0.003	0.008	0.000	0.010
B	−0.001	0.008	−0.002	0.009	−0.002	0.009	0.010	0.010	0.018	0.011
C	0.001	0.013	0.000	0.013	0.000	0.013	0.012	0.013	0.013	0.013
D	−0.001	0.007	−0.002	0.007	−0.007	0.007	0.003	0.007	0.006	0.008
E	−0.004	0.011	−0.006	0.012	−0.011	0.013	−0.004	0.015	−0.001	0.016
F	−0.001	0.007	−0.001	0.007	−0.007	0.007	0.004	0.008	0.006	0.009
G	0.000	0.009	−0.002	0.010	−0.005	0.010	0.004	0.010	0.004	0.010

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表 4 各参比实验室E_n值表

Table 4. E_n values of participating laboratories

参比实验室	100 mm	300 mm	500 mm	800 mm	1000 mm
A	0.00	−0.38	0.00	−0.21	−0.63
B	−0.11	−0.19	0.19	0.45	0.91
C	0.07	0.00	0.29	0.50	0.43
D	−0.12	−0.23	−0.35	−0.23	−0.11
E	−0.33	−0.46	−0.50	−0.57	−0.48
F	−0.12	−0.12	−0.35	−0.11	−0.10
G	0.00	−0.18	−0.09	−0.09	−0.27

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