JJF(晋) 113-2025 凹槽千分尺校准规范

　　山西省地方计量技术规范

　　JJF(晋)113—2025

　　凹槽千分尺校准规范

　　Calibration Specification for Groove Micrometers

　　2025-06-20 发布2025-09-01 实施

　　山西省市场监督管理局发布

　　JJF(晋)113—2025

　　凹槽千分尺校准规范

　　Calibration Specification for

　　Groove Micrometers

　　归口单位：山西省市场监督管理局

　　主要起草单位：大同市综合检验检测中心

　　山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)

　　本规范委托大同市综合检验检测中心负责解释

　　JJF(晋晋)113—2025

　　JJF(晋)113—2025

　　本规范主要起草人：

　　任小虎(大同市综合检验检测中心)

　　刘向峰(大同市综合检验检测中心)

　　张益恺(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

　　李强(大同市综合检验检测中心)

　　参加起草人：

　　赵亚婷(大同市综合检验检测中心)

　　于洁(大同市综合检验检测中心)

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　　I

　　目录

　　引言.................................................................(II)

　　1.范围................................................................(1)

　　2.引用文件............................................................(1)

　　3.概述................................................................(1)

　　4.计量特性............................................................(1)

　　4.1 刻线宽度及宽度差..................................................(1)

　　4.2 测力和测力变化....................................................(2)

　　4.3 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离........................(2)

　　4.4 微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置......................(2)

　　4.5 测量面的表面粗糙度................................................(2)

　　4.6 测量面的平行度....................................................(2)

　　4.7 示值误差..........................................................(2)

　　5.校准条件............................................................(2)

　　5.1 环境条件..........................................................(2)

　　5.2 校准项目和标准器及配套设备........................................(2)

　　6.校准项目和校准方法..................................................(3)

　　6.1 校准项目..........................................................(3)

　　6.2 校准方法..........................................................(3)

　　7.校准结果表达........................................................(7)

　　8.复校时间间隔........................................................(8)

　　附录A 校准原始记录格式(推荐) ........................................(9)

　　附录B 校准证书内页格式(推荐) ....................................... (10)

　　附录C 凹槽千分尺示值误差测量结果的不确定度评定(示例) ............... (11)

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　　II

　　引言

　　JJF 1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF 1071—2010《国家计量校准规范编写

　　规则》、JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的

　　基础性文件。

　　本规范为首次发布。

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　　1

　　凹槽千分尺校准规范

　　1 范围

　　本规范适用于外尺寸测量上限至100mm;内尺寸测量上限至101.5mm 凹槽

　　千分尺的校准。

　　2 引用文件

　　JJG 21—2008 千分尺

　　JJG 82—2010 公法线千分尺

　　GB/T 1216—2018 外径千分尺

　　GB/T 1217—2022 公法线千分尺

　　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 概述

　　凹槽千分尺是应用螺旋副原理，把测微螺杆的旋转角度转换成测微螺杆的轴

　　向位移，主要用于测量凹槽内/外孔和管材内外凹槽深度和位置关系的一种计量

　　器具。它由活动测头、固定测头、活动测杆、固定套管、微分筒、外测量面、内

　　测量面、帽体等组成。双向测力装置凹槽千分尺结构示意图如图1 所示。

　　图1 双向测力装置凹槽千分尺

　　1—活动内测量面2—活动测头3—活动外测量面4—活动测杆5—固定外测量面

　　6—固定测头7—固定内测量面8—活动挡圈9—调节螺母10—固定套管11—微分筒

　　12—内尺寸测力装置13—外尺寸测力装置14—快速移动装置

　　4 计量特性

　　4.1 刻线宽度及宽度差

　　固定套管的毫米刻线和微分筒上的刻线宽度为(0.08～0.20)mm;刻线宽度差

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　　2

　　应不大于0.03mm。

　　4.2 测力和测力变化

　　凹槽千分尺的活动测头外尺寸测量面和内尺寸测量面与数显量仪测力仪的

　　测力盘测量面接触时的测力应为(5～10)N, 测力变化不大于2N。

　　4.3 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离

　　微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离应不大于0.40mm。

　　4.4 微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置

　　当微分筒零刻线与固定套管纵刻线对准后，微分筒锥面的端面与固定套管毫

　　米刻线右边缘应相切;若不相切，压线应不大于0.05mm,离线应不大于0.10mm。

　　4.5 测量面的表面粗糙度

　　外测量面和内测量面的表面粗糙度Ra 应不大于0.2μm。

　　4.6 测量面的平行度

　　凹槽千分尺两工作面的平行度应不超过10μm。

　　4.7 示值误差

　　凹槽千分尺示值最大允许误差见表1。

　　表1 示值最大允许误差

　　外尺寸测量范围/mm 内尺寸测量范围/mm 示值最大允许误差/μm

　　0～25 1.6～26.5

　　±10

　　25～50 26.5～51.5

　　50～75 51.5～76.5

　　75～100 76.5～101.5

　　注：上述计量特性要求仅供参考，不作为判断依据。

　　5 校准条件

　　5.1 环境条件

　　5.1.1 温度：(20±5)℃;

　　相对湿度：≤85%。

　　5.1.2 测量前被测凹槽千分尺和量块在实验室内平衡温度的时间应不小于2h。

　　5.2 测量标准及其他设备

　　凹槽千分尺的校准项目和计量标准及配套设备见表2。

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　　3

　　表2 校准用测量标准及其他设备

　　序号设备名称技术要求用途

　　1 读数显微镜MPE: 0.010mm 用于刻线宽度及宽度差的

　　测量

　　2 数显测力仪分度值不大于0.2N，MPE:±2% 用于测力和测力变化的测

　　量

　　3 工具显微镜MPE:±(1+L/100)μm

　　用于微分筒锥面的端面棱

　　边至固定套管刻线面的距

　　离的测量

　　4 塞尺MPE: ±0.048mm

　　用于微分筒锥面的端面棱

　　边至固定套管刻线面的距

　　离的测量

　　5

　　表面粗糙度比较样

　　块MPE:(+12～-17)% 用于测量面的表面粗糙度

　　的测量

　　6 量块5 等

　　用于内尺寸测量面平行度

　　和示值误差的测量

　　7

　　内尺寸测量专用检

　　具——

　　与量块配套使用，用于内

　　尺寸测量面平行度和示值

　　误差的测量

　　6 校准项目和校准方法

　　6.1 校准项目

　　校准项目见表3。

　　表3 校准项目表

　　序号校准项目

　　1 刻线宽度及宽度差

　　2 测力和测力变化

　　3 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离

　　4 微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置

　　5 测量面的表面粗糙度

　　6 测量面的平行度

　　7 示值误差

　　6.2 校准方法

　　6.2.1 刻线宽度及宽度差

　　用读数显微镜对微分筒和固定套管刻线进行测量。微分筒和固定套管上的

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　　4

　　刻线宽度至少各均匀分布地抽检3 条。测量每条刻线的宽度值，作为刻线宽度测

　　量结果。刻线宽度差取测量结果中的最大值与最小值之差确定。

　　6.2.2 测力和测力变化

　　选取凹槽千分尺测量范围内前、中、后的三个位置，使用数显测力仪对测力

　　机构进行测量，在数显测力仪上分别读取三个位置的测力数值，三次数值均应在

　　(5～10)N 范围内，且三次数值的最大值与最小值之差不应超过2N。

　　内、外尺寸测力均需测量，在测量内尺寸测力时，需调整测力计，使千分尺

　　活动测杆上内测量面的平面接触到测力盘正测量面上的钢珠，旋转微分筒上的内

　　尺寸测力装置，在数显量仪测力仪上读取测力值。

　　6.2.3 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离

　　用0.40mm 的塞尺置于固定套管刻线表面上以比较法进行测量，微分筒锥面

　　的棱边上边缘不应高于塞尺的表面。测量时应在微分筒转动一周内不少于3 个位

　　置上进行，也可用工具显微镜测量，见图2。

　　图2 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离示意图

　　6.2.4 微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置

　　首先将凹槽千分尺测量下限调整正确后，转动微分筒使其零刻线与固定套

　　管的纵刻线对准，观察微分筒锥面的端面是否与固定套管毫米标尺标记线右边

　　缘相切。若不相切，转动微分筒使其相切，在微分筒上读出其零刻线对固定套管

　　纵刻线的偏移量，该偏移量即为离线或压线的数值，见图3。

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　　5

　　(a)压线0.03mm (b)离线0.03mm

　　图3 微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置示意图

　　6.2.5 测量面的表面粗糙度

　　用表面粗糙度比较样块进行比较测量。比较时，所用的表面粗糙度比较样块

　　和被测尺的测量面两者加工方法应该相同，表面粗糙度比较样块的材料、形状、

　　表面色泽等也应尽可能与被测尺的测量面一致。以最接近测量面的表面粗糙度比

　　较样块的标称值作为测量结果。

　　6.2.6 测量面的平行度

　　用量块进行测量。选用一合适的量块以其同一部位放入图4 所示测量面间的

　　4 个位置上分别在微分筒上读数，4 个读数中最大值与最小值之差为被检千分尺

　　两测量面的平行度。测量内尺寸测量面的平行度时，量块与内尺寸测量专用检具

　　的组合方式参照图5。

　　图4 平行度和外尺寸/内尺寸示值误差的四个测量位置示意图

　　6.2.7 示值误差

　　6.2.7.1 外尺寸示值误差

　　测量凹槽千分尺外尺寸示值误差时，首先将外尺寸的测量下限调至正确位置。

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　　6

　　凹槽千分尺外尺寸示值误差应在测量范围内均匀分布的5 点上用5 等量块进行测

　　量，校准点的量块尺寸见表4 规定。每个点测量四个位置，量块以同一部位放入，

　　在距两内测量面边缘1/2 范围内的相互垂直的四个位置上分别进行测量(见图4)，

　　每个校准点四个位置读数值的最大值与各相应量块实际尺寸的差值作为该点示

　　值误差，取各校准点中示值误差绝对值中最大的作为该凹槽千分尺外尺寸示值误

　　差。

　　外测量点/内测量点示值误差按下式求得：

　　i s e  L  L

　　式中：

　　i L —— 凹槽千分尺的读数值，mm;

　　s L —— 量块的实际尺寸，mm。

　　6.2.7.2 内尺寸示值误差

　　测量凹槽千分尺内尺寸示值误差时，用相应尺寸的5 等量块和1.5mm 量块

　　与内尺寸测量专用检具组合进行测量(见图5),对于内尺寸测量范围为(1.6～

　　26.5)mm 凹槽千分尺，首先用1.5mm 量块与内尺寸测量专用检具组合，将凹槽

　　千分尺两内测量面与内尺寸测量专用检具内的两个夹块接触来调整零位，并用相

　　应尺寸的5 等量块和1.5mm 量块与内尺寸测量专用检具组合进行测量;对其它

　　测量范围的凹槽千分尺，用相应尺寸测量下限的5 等量块和1.5mm 量块调整零

　　位。

　　凹槽千分尺内尺寸示值误差的测量方法和计算方法同外尺寸示值误差的测

　　量方法和计算方法一致。校准点的量块尺寸见表4 规定。每个点测量4 个位置，

　　两内测量面以同一部位放入内尺寸测量专用检具的两个夹块内，在距两内测量面

　　边缘1/2 范围内的相互垂直的四个位置上分别进行测量(见图4)，每个校准点四

　　个位置读数值的最大值与各相应量块实际尺寸的差值作为该点示值误差，取各校

　　准点中绝对值最大值的作为该凹槽千分尺内尺寸示值误差。

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　　7

　　图5 量块与内尺寸测量专用检具组合测量内尺寸示值误差的示意图

　　表4 外尺寸/内尺寸校准点的量块尺寸

　　7 校准结果表达

　　经校准的凹槽千分尺发给校准证书。校准结果应在校准证书上反映，校准证

　　书至少应包括以下信息：

　　a) 标题：“校准证书”;

　　b) 实验室名称和地址;

　　c) 进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

　　d) 证书的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

　　e) 客户的名称和地址;

　　f) 被校对象的描述和明确标识：

　　外尺寸测量范围/mm 校准点/mm

　　0～25 5.12; 10.24; 15.36; 21.50; 25

　　25～100 A+5.12; A+10.24; A+15.36; A+21.50; A+25

　　内尺寸测量范围/mm 校准点/mm

　　1.6～26.5 5.12+1.5;10.24+1.5;15.36+1.5;21.50+1.5;25+1.5

　　26.5～101.5 A+5.12+1.5;A+10.24+1.5;A+15.36+1.5;A+21.50+1.5;A+25+1.5

　　注：表中A 为测量下限值，也可根据客户要求选择其它校准点校准。

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　　8

　　g) 进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校

　　对象的接收日期;

　　h) 如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行

　　说明;

　　i) 校准所依据的技术规范和标识，包括名称及代号;

　　j) 本次校准所使用的测量标准和溯源性及有效性说明;

　　k) 校准环境的描述;

　　l) 校准结果及测量不确定度的说明;

　　m) 对校准规范的偏离的说明;

　　n) 校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;

　　o) 校准结果仅对被校对象有效的声明;

　　p) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

　　8 复校时间间隔

　　一般情况下，建议复校时间间隔为一年。

　　由于复校时间间隔的长短是由凹槽千分尺的使用情况、使用者、凹槽千分尺

　　本身质量等诸因素所决定的，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。

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　　附录A

　　校准原始记录格式(推荐)

　　送校单位校准地点

　　制造厂仪器编号校准日期

　　测量范围mm 环境温度℃ 相对湿度%

　　校准所依

　　据的规范

　　计量标准器证书编号编号测量范围有效期至

　　最大允许误差/

　　准确度等级/测

　　量不确定度

　　序

　　号

　　校准项目校准结果

　　1 刻线宽度及宽度差(mm)

　　2 测力和测力变化(N)

　　3 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离(mm)

　　4 微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置(mm) 压线： 离线：

　　5 测量面的表面粗糙度(μm)

　　6 测量面的平行度(μm)

　　7

　　外

　　尺

　　寸

　　示

　　值

　　误

　　差

　　校准点尺寸

　　(mm)

　　读数误差(μm)

　　量块修

　　正值

　　(μm)

　　测量点

　　误差

　　(μm)

　　1 2 3 4 最大值与最

　　小值之差

　　内

　　尺

　　寸

　　示

　　值

　　误

　　差

　　测量不确定度U= ,k=2

　　校准员： 核验员：

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　　附录B

　　校准证书内页格式(推荐)

　　序号校准项目校准结果

　　1 刻线宽度及宽度差(mm)

　　2 测力和测力变化(N)

　　3 微分筒锥面的端面棱边至固定套管刻线面的距离(mm)

　　4 微分筒锥面的端面与固定套管毫米刻线的相对位置(mm)

　　5 测量面的表面粗糙度(μm)

　　6 测量面的平行度(μm)

　　7

　　校准点(mm) 外尺寸示值误差

　　校准点(mm) 内尺寸示值误差

　　测量不确定度U= ,k=2

　　以下空白

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　　附录C

　　凹槽千分尺示值误差测量结果的不确定度评定(示例)

　　C.1 概述

　　C.1.1 测量依据：《凹槽千分尺校准规范》。

　　C.1.2 环境条件：温度(20±5)℃; 相对湿度≤85%。

　　C.1.3 测量对象：(0～25)mm 凹槽千分尺。

　　C.1.4 测量标准：5 等量块。

　　C.1.5 测量过程：用5 等量块对凹槽千分尺的示值误差进行校准，示值误差以该

　　点读数值与量块标称值之差确定。

　　C.2 测量模型

　　凹槽千分尺的示值误差�:

　　� = �m − �b + �m ∙ �m ∙ Δ�m − �b ∙ �b ∙ Δ�b (C.1)

　　式中：�m—— 凹槽千分尺的示值(20℃条件下);

　　�b—— 量块的长度值(20℃条件下);

　　�m和�b—— 分别是凹槽千分尺和量块的线胀系数;

　　Δ�m和Δ�b——分别是凹槽千分尺和量块偏离参考温度20℃的数值。

　　C.3 方差和灵敏度系数

　　在公式(C.1)中：为简化运算，舍去微小量，并转化相关项影响。

　　令：� ≈ �m ≈ �b � ≈ �m ≈ �� Δ� ≈ Δ�m ≈ Δ�b

　　�� = �m − �� �� = Δ�� − Δ��

　　代入公式(C.1)后，经整理得：

　　� = �m − �b + � ∙ Δ� ∙ �� + � ∙ � ∙ �� (C.2)

　　灵敏系数��:

　　�1 =

　　��

　　��m

　　= 1 ;�2 =

　　��

　　��b

　　=− 1

　　�3 =

　　��

　　���

　　= � ∙ Δ�;�4 =

　　��

　　���

　　= � ∙ �

　　依据不确定度传播律公式，输出量�估计值的方差为：

　　�c

　　2 = �2(�) = �1

　　2 ∙ �1

　　2 + �2

　　2 ∙ �2

　　2 + �3

　　2 ∙ �3

　　2 + �4

　　2 ∙ �4

　　2 (C.3)

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　　12

　　= �1

　　2 + �2

　　2 + (� ∙ Δ�)2 ∙ �3

　　2 + (� ∙ �)2 ∙ �4

　　2

　　C.4 不确定度来源分析

　　C.4.1 测量重复性引入的不确定度�1;

　　C.4.2 量块引入的不确定度�2;

　　C.4.3 凹槽千分尺与量块的线胀系数差引入的不确定度�3;

　　C.4.4 凹槽千分尺和量块的温度差引入不确定度�4。

　　C.5 标准不确定度计算

　　C.5.1 由凹槽千分尺测量重复性引入的不确定度分量�1

　　以25.00mm 示值为例，在相同测量条件下，用5 等量块对凹槽千分尺进行

　　10 次重复测量， 由贝塞尔公式得实验标准差

　　0.50μm 1 u  s 

　　C.5.2 由校准点量块引入的不确定度分量组成不确定度2 u 的评定。

　　C.5.2.2 由校准点量块引入的不确定度为分量2 u

　　5 等量块的测量不确定度为(0.50μm + 5 × 10−6��)，� = 2.7。

　　凹槽千分尺测量上限为25mm 时：

　　�2 =

　　(0.50 + 5 × 25 × 103 × 10−6)μm

　　2.7

　　= 0.23μm

　　C.5.3 由凹槽千分尺与量块间线胀系数差引入的不确定度�3

　　凹槽千分尺与量块间线胀系数均为：α=(11.5±2)×10-6 ℃-1;线胀系数��的

　　界限为±1 × 10−6℃−1,服从均匀分布，� = 3，则：

　　�3 =

　　2 × 10−6℃−1

　　3

　　= 1.15 × 10−6℃−1

　　C.5.4 由凹槽千分尺和量块间的温度差引入的不确定度�4

　　凹槽千分尺和量块间的温度差存在，并以等概率落于估计区间(-0.5～+0.5)℃

　　范围内，� = 3，则：

　　�4 =

　　0.5℃

　　3

　　= 0.289℃

　　C.6 合成标准不确定度��

　　标准不确定度汇总见表C.1。

　　JJF(晋)113—2025

　　13

　　表C.1 不确定度汇总表

　　标准不确

　　定度分量

　　�(��)

　　不确定度来源

　　标准不确定度

　　(μm)

　　��

　　�i × �(��)

　　(μm)

　　�1 测量重复性0.50 1 0.50

　　�2 量块引入的不确定度0.23 -1 0.23

　　�3

　　凹槽千分尺与量块的线胀系

　　数差引入的不确定度1.15×10-6 ℃-1 � ∙ Δ� 0.14

　　�4

　　凹槽千分尺和量块的温度差

　　引入不确定度0.289 ℃ � ∙ � 0.08

　　�c = 0.57μm

　　校准测量范围至25mm 的凹槽千分尺时，校准规范要求的温度允许偏差Δ�=

　　±5℃;量块的线胀系数α=11.5×10-6 ℃-1。

　　凹槽千分尺L=25mm=0.025×106μm 时：

　　�c

　　2 = �1

　　2 + �2

　　2 + (� ∙ Δ�)2�3

　　2 + (� ∙ �)2�4

　　2

　　=(0.50)2+(0.23)2+(0.025×106μm×5℃

　　×1.15×10-6℃-1)2+(0.025×106μm

　　×11.5×10-6℃-1×0.289℃)2

　　=0.33

　　则：�c = 0.57μm

　　C.8 扩展不确定度U

　　取包含因子k=2

　　凹槽千分尺：

　　L=25mm 时：� = ��c = 2 × 0.57μm ≈ 1.15μm