JJF(京) 169-2025 关节测角器校准规范

　　北京市地方计量技术规范

　　JJF(京)169—2025

　　关节测角器校准规范

　　Calibration Specification for Joint Goniometer

　　2025-06-13 发布 2025-07-01实施

　　北京市市场监督管理局发 布

　　关节测角器校准规范

　　Calibration Specification forJoint Goniometer

　　JJF(京)169—2025

　　I

　　归口单位：北京市市场监督管理局

　　主要起草单位：北京市计量检测科学研究院

　　本规范委托北京市计量检测科学研究院负责解释

　　本规范主要起草人：

　　王 旭(北京市计量检测科学研究院)

　　张 博(北京市计量检测科学研究院)

　　王志超(北京市计量检测科学研究院)参加起草人：

　　董志佼(北京市计量检测科学研究院)王 雪(北京市计量检测科学研究院)

　　岳春然(北京市计量检测科学研究院)

　　目录

　　引言 (Ⅱ)

　　1范围 (2)

　　2引用文件 (2)

　　3概述 (1)

　　4计量特性 (2)

　　4.1 刻线宽度及宽度差 (2)

　　4.2 长度示值误差 (2)

　　4.3 角度示值误差 (2)

　　5校准条件 (2)

　　5.1环境条件 (2)

　　5.2 校准用标准器及设备 (2)

　　6 校准项目和校准方法 (3)

　　6.1 刻线宽度及宽度差 (3)

　　6.2 长度示值误差 (3)

　　6.3 角度示值误差 (3)

　　6.3.1 影像测量仪作为校准标准 (3)

　　6.3.2 角度块作为校准标准 (4)

　　7 校准结果表达 (4)

　　8复校时间间隔 (5)

　　附录A 关节测角器直尺示值误差测量结果不确定度评定示例 (6)

　　附录B 关节测角器角度示值误差测量结果不确定度评定示例 (9)

　　附录C 校准记录格式(推荐) (12)

　　附录D 校准证书内页格式(推荐) (14)

　　引言

　　JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本校准规范编写工作的基础性系列规范。

　　本规范为首次发布。

　　关节测角器校准规范

　　1范围

　　本规范适用于关节测角器的校准。

　　2引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　JJG1-1999 钢直尺

　　JJF 1132-2005组合式角度尺校准规范

　　SF/T 0111-2024 法医临床检验规范

　　QB/T 1474.1-2023绘图仪尺直尺

　　QB/T 1474.5-2023绘图仪尺量角器

　　凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用本规范;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

　　关节测角器主要是用于测量人体颈部、腰部，四肢肢体关节运动时所通过的角度或长度的专用测量器具。典型关节测角器可分为脊椎角度尺、肢体角度尺等，其结构形式如图 1-图7所示。

　　图1.脊椎角度尺

　　图2. 肢体角度尺

　　图3. 罗盘式角度尺

　　图4. 手指角度尺

　　图6. 双叉式(T形)角度尺

　　图5. 指关节角度尺

　　图7. 双叉式肢体角度尺

　　4计量特性

　　4.1 刻线宽度及宽度差

　　刻线宽度一般为(0.1～0.4)mm 、刻线宽度差一般不超过0.12 mm。

　　4.2 长度示值误差

　　长度示值误差一般不超过±1mm。

　　4.3 角度示值误差

　　角度示值误差一般不超过±1.5°。

　　注：以上计量特性要求仅供参考，不作为判定依据

　　5 校准条件

　　5.1环境条件

　　5.1.1 环境温度：(20±8)℃。

　　5.1.2 相对湿度：≤80%。 5.2 校准用标准器及设备

　　校准用标准器及设备见表2。允许使用计量性能满足要求的其它测量设备。

　　表2 校准项目和对应测量设备

　　序号 校准项目 校准用标准器及设备 最大允许误差或准确度等级 1 刻线宽度及宽度差 读数显微镜 读数显微镜MPE：±0.01mm;测量范围(0～6)mm。

　　2

　　长度示值误差 钢直尺 钢直尺MPE：±(0.10～0.20)mm;测

　　量范围：(0～1000)mm。 平板 平板2级;测量范围(1000×630)mm。

　　3

　　角度示值误差

　　影像测量仪或角度块 影像测量仪MPE：±(4+L/300)μm;测量范围(300×500)mm。

　　角度块：2级;测量范围15°~90°。

　　6 校准项目和校准方法

　　校准前首先检查外观和各部分相互作用，确定没有影响计量特性因素后在进行校准。

　　6.1 刻线宽度及宽度差

　　刻线宽度及宽度差用读数显微镜进行校准。对于关节测角器应分别在直尺和刻度盘上至少各抽取3条刻线测量其宽度。宽度差由3条抽取的刻线宽度中最大值与最小值之差确定。

　　6.2长度示值误差

　　长度示值误差采用钢直尺在平板上进行校准。将关节测角器直尺刻线测量面与钢直尺放在平板上进行比较测量，调整关节测角器直尺刻线测量面与钢直尺尺边相平行，用钢直尺的首端(0 刻线)与被检关节测角器直尺的端边或(0刻线)对齐并固定，在钢直尺上读出被校关节测角器直尺的误差值，校准时在全长范围内应均匀分布选取不少于3 个校准点，取极限值作为校准结果。

　　6.3角度示值误差

　　6.3.1影像测量仪作为校准标准

　　角度示值误差采用影像测量仪进行校准。将关节测角器放置在影像测量仪玻璃工作台面上,保持刻线面与使用状态尽可能一致，调节照明方式,使视场明亮、均匀，依据被检尺刻线宽度调整适当的放大倍率物镜、正确聚焦使关节测角器标尺刻线清晰,使线宽利于瞄 准或采集边界，在被校角度直尺刻线测量面和直尺刻线测量面内边缘分别拟合两条直线，计算两条直线的夹角α(如图8)。校准时在全量程测量范围内应均匀分布选取不少于6个角度，取极限值作为校准结果。角度示值误差按公式(1)计算。

　　Δα = αi-α0(1)

　　式中：Δα——角度校准点示值误差，°;

　　αi ——角度校准点的角度刻度值，°;

　　α0 ——角度校准点在影像测量仪上的测得值，°。

　　6.3.2角度块作为校准标准

　　角度示值误差采用2级角度块校准，角度块与直尺刻线测量面和直尺刻线测量面内边缘均匀接触，在角度尺刻度盘上读取角度尺示值(如图8)，校准时在全量程测量范围内应均匀分布选取不少于6个角度，取极限值作为校准结果。各校准点示值误差以该校准点示值与角度块标称值之差确定,角度示值误差按公式(2)计算。

　　Δα = α-αs(2)

　　式中： Δα——角度校准点尺示值误差，°;

　　α——角度尺示值，°;

　　αs ——角度块标称值，°。

　　图8肢体关节测角器

　　1-直尺刻线测量面 2-直尺刻线测量面内边缘 3-角度块 4-直尺刻线测量面 5-角度尺刻度盘 7 校准结果表达

　　校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息：

　　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) 证书或报告的唯一性标识(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;

　　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的标识，包括名称及代号;

　　j) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

　　k) 校准环境的描述;

　　l) 校准结果及其测量不确定度的说明;

　　m) 对校准规范偏离的说明;

　　n) 校准证书签发人的签名、职务或等效标识以及签发日期;

　　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，不得部分复制证书或报告的声明。

　　8 复校时间间隔

　　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，送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔一般不超过一年。 附录A

　　关节测角器长度示值误差校准结果的不确定度评定

　　A.1概述

　　A.1.1 测量方法

　　选用钢直尺测量分度值为1mm、直尺测量范围(0～420)mm 的关节测角器,按6.2方法校准。全长范围内均匀分布不少于3条刻线，分别读取关节测角器直尺的刻度值L 和对应在钢直尺上的读数值Ls ，计算关节测角器直尺的示值误差ΔL。

　　A.2 测量模型

　　A.2.1示值误差 ΔL =L-LS

　　式中：ΔL——关节测角器直尺示值误差，mm;

　　L——关节测角器直尺的标称刻度值，mm;

　　Ls——关节测角器直尺的测量值，mm。

　　A.3 各输入量的标准不确定度分量的评定

　　输入量퐿,퐿S的不确定度来源包括测量重复性、估读误差和仪器本身的示值误差。

　　A.3.1 测量重复性引起的标准不确定度分量u(L1 )的评定

　　将关节测角器、钢直尺置于平台上，对关节测角器直尺420mm处测量点，在重复性条件下连续测量10次得到测量列：

　　测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测得值(mm) 420.1 420.1 420.2 420.1 420.2 420.2 420.2 420.1 420.1 420.2

　　单次试验标准偏差：

　　在分别选120mm，270mm 测量点，加上之前的420mm点共3处测量点，各在重复性条件下连续测量10次，共得3组测量数列，并计算得到单次测量实验标准差。 测量点(mm) 120 270 420 实验标准差Sj(mm) S1=0.04 S2=0.04 S3=0.05

　　合并样本标准差为：

　　在实际情况下，需在重复性条件下连续测量3次，取该3次测量算术平均值作为测量结果，因此标准不确定度为：

　　A.3.2 估读误差引入的标准不确定度分量u(L2 )的评定

　　对于分度值为1mm的关节测角器，每次测量时估读误差不大于0.1mm，以±0.1mm计算，半宽为 0.1mm，包含因子k服从三角分布。所以：

　　u(L2 )= ak = 0.04mm

　　A.3.3由钢直尺示值误差引入的标准不确定度分量u(Ls)的评定

　　以校准所用的钢直尺为例，根据 JJG1-1999《钢直尺检定规程》规定1000mm钢直尺的示值最大允许误差±0.20mm，半宽为 0.20mm，包含因子k服从均匀分布。所以：

　　u(Ls )= ak = 0.12mm

　　A.4合成不确定度

　　根据上述模型，各输入量之间不存在任何值得考虑的相关性各分量互不相关，合成标准不确定度计算公式为：

　　u(ΔL)= [c1u(L)]2 + [c2u(Ls)]2

　　A.4.1灵敏系数

　　测量模型 ΔL =L-LS

　　Ls的灵敏系数c A.4.2 标准不确定度汇总表

　　标准不确定度分量

　　u(xi) 不确定度来源 标准不确定度分

　　量u(xi) 灵敏系数ci ci×u(xi) u(L1 ) 测量重复性引起的标准不确定度分量 0.03mm

　　1 0.03mm u(L2) 估读误差引入的标准不确

　　定度分量 0.04mm 0.04mm u(Ls) 钢直尺示值误差引入的标准不确定度分量 0.12mm -1 0.12mm

　　A.4.3 合成标准不确定度uc 的计算

　　A.5 扩展不确定度

　　扩展不确定度由合成标准不确定度uc(ΔL)乘以包含因子k 得到，取包含因子k= 2

　　U = k×uc (ΔL)= 0.3mm 附录B

　　关节测角器角度示值误差校准结果的不确定度评定

　　B.1概述

　　B.1.1 测量方法

　　选用影像测量仪测量分度值为1°、角度测量范围(0°~180°)的关节测角器,按6.3方法校准。全量程范围内均匀分布不少于6个角度，分别读取关节测角器角度的刻度值α 和对应在影像测量仪上的读数值αs，计算角度的示值误差Δα。

　　B.2 测量模型

　　B.2.1示值误差

　　Δα =α-αs

　　式中： Δα——关节测角器角度示值误差;

　　α——关节测角器角度标称角度值;

　　αs——关节测角器角度的测量值。

　　B.3 各输入量的标准不确定度分量的评定

　　输入量α,αs 的不确定度来源包括测量重复性、人眼分辨率和仪器本身的示值误差。B.3.1 测量重复性引起的标准不确定度分量u(α1)的评定

　　将关节测角器放置在影像测量仪工作台面上,刻线面与使用状态保持一致，在关节测角器上选择120°处测量点，在重复性条件下连续测量10次得到测量列：

　　测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测得值

　　(°) 120.28 120.33 120.27 120.21 120.25 120.19 120.27 120.31 120.25 120.27

　　单次试验标准偏差：

　　再分别选-60°、-120°、-180°、+60°、+180°(-表示逆时针)加上之前的+120°测量点共6处测量角度，各在重复性条件下连续测量10次，共得6组测量数列，并计算得到单次测量实验标准差。

　　测量角度(°) -180 -120 -60 +60 +120 +180 实验标准差Sj(°) S1=0.04 S2=0.05 S3=0.05 S4=0.04 S5=0.04 S6=0.05

　　合并样本标准差为：

　　在实际情况下，需在重复性条件下连续测量3次，取该3次测量算术平均值作为测量结果，因此标准不确定度为：

　　B.3.2 人眼分辨率引入的标准不确定度分量u(α2 )的评定

　　对于分度值为1°的关节测角器，由于每次测量人眼分辨率a 大致为0.1°, 取包含因子k服从均匀分布，同时一次测量带有两次人眼分辨误差。所以：

　　B.3.3由影像仪示值误差引入的标准不确定度u(αs )

　　根据影像测量仪使用说明书给出的最大允许误差为±(2.2+L/200)μm，一般情况下此分布符合均匀分布，取包含因子k，假设此关节测角器角边长L=20mm。可得标准不确定度为：

　　B.4合成不确定度

　　根据上述模型，各输入量之间不存在任何值得考虑的相关性各分量互不相关，合成标准不确定度计算公式为： u(Δα)= [c1u(α)]2 + [c2u(αs)]2

　　B.4.1灵敏系数

　　测量模型 Δα = α-αs

　　αs的灵敏系数cB.4.2 标准不确定度汇总表

　　标准不确定度分量

　　u(xi) 不确定度来源 标准不确定度分

　　量u(xi) 灵敏系数ci ci×u(xi) u(α1) 测量重复性引起的标准不确定度分量 0.03°

　　1 0.03° u(α2 ) 人眼分辨率引入的标准不确定度分量 0.04° 0.04° u(αs) 影像仪示值误差引入的标准不确定度分量 0.01° -1 0.01° B.4.3 合成标准不确定度uc 的计算

　　B.5 扩展不确定度

　　扩展不确定度由合成标准不确定度uc(Δα)乘以包含因子k得到，取包含因子k= 2

　　U = k ×uc (Δα)= 0.1° 附录C

　　校准记录格式(推荐)

　　记录编号: 委托单位: 仪器名称: 型号: 制造厂: 出厂编号: 环境温度： 相对湿度： 校准日期: 校准依据： 检定使用的标准器： 名称 测量

　　范围 不确定度/准确度等级/最大允许误差 设备编号 检定/校准证书编号 有效期至

　　一、 刻线宽度及宽度差

　　仪器名称 直尺刻线宽度测量值(mm) 直尺刻线宽度差(mm) 角度尺刻线宽度测量值

　　(mm) 角度尺刻

　　线宽度差

　　(mm) 1 2 3 1 2 3 脊椎角度尺 肢体角度尺 二、 关节测角器示值误差

　　仪器名称 角度尺

　　受检点

　　(°) 角度测量值(°)

　　平均值(°) 示值误差(°) 测量结果不确定度 1 2 3

　　脊椎角度尺 -180 -120 -60 0 60 120 180 直尺受检点(mm) 直尺测量值(mm) 平均值(mm) 示值误差(mm) 测量结果不确定度 1 2 3 0 120 270 420 仪器名称 角度尺

　　受检点

　　(°) 角度测量值(°) 平均值(°) 示值误差(°) 测量结果不确定度 1 2 3

　　肢体角度尺 0 60 120 180 240 300 330 直尺受检点(mm) 直尺测量值(mm) 平均值(mm) 示值误差(mm) 测量结果不确定度 1 2 3 0 60 120 180 注：①表中”-”代表逆时针方向

　　②具体受检点可根据角度尺和直尺的量程按照均匀分布的原则自行确定

　　附录D

　　校准证书内页格式(推荐)

　　1. 刻线宽度及宽度差：

　　仪器名称 直尺刻线宽度测量值 直尺刻线宽度差 角度尺刻线宽度测量值 角度尺刻线宽度差 1 2 3 1 2 3 脊椎角度尺 肢体角度尺

　　.示值误差:

　　角度受检

　　点(°) -180 -120 -60 0 60 120 180 示值误差(°) 直尺受检点(mm) 0 120 270 420 示值误差

　　(mm)

　　注：①表中”-”代表逆时针方向

　　②具体受检点可根据角度尺和直尺的量程按照均匀分布的原则自行确定