JJG146-2011《量塊》檢定規程解讀

JJG146-2011《量塊》檢定規程解讀

劉香斌  陳建軍  吳月艷  張旭東

    JJG146-2011《量塊》檢定規程(以下簡稱“新規程”)于2012年5月18日實施。根據JJG146-2003《量塊》檢定規程(以下簡稱“原規程”)在使用中反映出的問題，新規程主要在量塊長度穩定度的判定上有了很大的補充，在檢定周期的選擇上增加了比較具體的規定。為了能夠正確貫徹實施該規程，這里對新規程的變化情況和容易出現的問題做一個盡可能詳細的解讀。
   

一、修訂背景及目的

    原規程自頒布實施以來，對量塊檢定工作的指導意義明顯，同時，隨著實施的進一步細化，以及近幾年檢測校準實驗室評審工作的開展，原規程中的一些問題以及可操作性不足的缺點顯現出來，給檢定工作帶來了一定的影響。
    本次修訂根據原規程實施的實際情況和國家質檢總局對規程要求的詳細程度進行平衡，在保證科學性的前提下，實現規程的可操作性和滿足各方用戶的使用要求。
   

二、修訂的主要內容

    1.量塊長度穩定度的判定
    量塊長度穩定度的判定標準是量塊長度的最大允許年變化量。量塊長度的年變化量lA計算公式是:
   
    式中:l2——被測量塊考察期間測得的最大長度；l1——被測量塊考察期間測得的最小長度；Y——以年為單位的考察期限。
    原規程中，l2——被測量塊考察期間首次測得的長度；l1——被測量塊考察期間末次測得的長度；Y沒有變化。這個變化是技術委員會審定時專家提出并獲得委員會認定后修改的。
    新規程的變化一:強調計算lA前要確認量塊沒有經過修理等條件。
    新規程的變化二:增加Y>4時，用lA直接與表8的規定比較，穩定度超差的應降低等、級或作廢。Y≤4時，用lA與新增加的表13的規定比較。超出允許值的量塊應該依據超出部分的大小采取減小有效期、封存、報廢等方式處理。
    新規程的變化三:3等及以下和1級及以下量塊可以都采用lA應符合表13的規定進行穩定度判定。
    新規程增加的表13的說明:表13是1個周期間隔時計算出lA的最大允許值。該允許值是根據lA的測量不確定度評定結果和量塊長度年變化量最大允許值綜合考慮后給出的。按照原規程的規定應該考慮測量不確定度的影響就是這個意思。由于不同人員對測量不確定度的評定差別較大，以及處理方法多種多樣，造成原規程的可操作性差。本次修訂給出了具體的方法，操作性強且處理方法統一。
    2.量塊檢定周期
    原規程的檢定周期是:“使用中的量塊，根據量塊長度的穩定度、磨損和保養情況確定量塊長度測量結果有效期。有效期可在3個月到2年之間選取。”
    從以上文字看，量塊檢定周期的選取范圍跨度大，出現隨意選取檢定周期時難以管理。且對于缺乏經驗的檢定員要選取檢定周期時也不易操作。因此，本次修訂首先改為:“檢定周期一般為1年。”這既是量塊使用特性決定的通常情況，也是我國量塊檢定的實際情況。其次修改為:“使用中的量塊，可以根據量塊長度的穩定度、磨損和保養情況調整檢定周期。”然后給出了如何進行調整的具體標準和方法。
    修訂后的檢定周期易于操作，選取的檢定周期都有依據可查，既利于操作又便于管理。
    3.增加量塊檢定證書的內頁內容(見表1)
   

<CTSM>    表1  檢定證書的內頁格式和內容(新規程表C.1)
    注:1.80mm量塊的測量面銹蝕嚴重，不合格。
    2.90mm量塊的研合性不合格。
    3.100mm量塊的長度變動量超差，不合格。</CTSM>
    原規程沒有檢定證書的內頁內容和格式的要求，造成檢定證書的內頁內容檢定結果部分多種多樣。
    本次修訂的原則是利用已經定義的名詞術語，必要的內容必須具備，其他的信息如編號、長度變動量、修理等可根據客戶要求增加。以下是新規程的內容。
    首先，檢定結果中必須有標稱長度和中心長度偏差，單位要用字母，可以單列一行也可以寫在術語后面加括號或加斜杠。其次，個別不合格量塊需要注明不合格原因，但是不能再給出中心長度偏差，因為不合格就不應該有中心長度偏差結果。另外需要說明的是:不要對一套量塊中的不合格量塊再開具一個符合較低等級要求的檢定證書，降低等級只能整套一起降。
   

三、執行中應注意的問題

    1.新規程的適用范圍
    新規程的適用范圍只是首次檢定和后續檢定，沒有使用中檢查。對于新制的、使用中的、修理后的量塊檢定都是后續檢定。本次修訂，將量塊線膨脹系數檢定由附錄移回正文中，只是首次檢定有了這個項目，后續檢定沒有增加。關于后續檢定的項目，除了規程規定的5個項目外，其他項目根據客戶要求是可以增加的。關于量塊的首次檢定，通常是客戶在新產品研制中根據需要提出的。這時，所有首次檢定應有的項目必須全檢。由于工作量很大，費用與后續檢定不同。
    2.幾個修訂的地方
    術語“任意點的量塊長度偏差”的名稱太長，改為“量塊長度偏差”或“(任意點的)量塊長度偏差”。“任意點的”在條目中沒有必要，考慮到國家標準是這樣編寫的，所以改為“(任意點的)量塊長度偏差”，意思是“任意點的”幾個字可有可無。
    增加了表頭和圖名。
    量塊長度偏差的絕對值超過ew時作報廢處理，ew=4μm+40×10-6×ln。
    對于標稱長度≤2.5mm、非研合狀態下的量塊，每一測量面的平面度應不大于從4μm改為2μm。
    附錄A中3個表格下面的說明移到前面，目的是提醒大家，從表格中計算的結果是近似公式，當與表6、表7不一致時，應以表6、表7的數據為準。
    3.幾個需要注意的地方
    關于量塊長度的測量中，對于K級量塊要求“應盡量采用光干涉方法直接測量”。其實，在為了確定量塊是否滿足K級量塊的偏差要求時，采用2等標準量塊和量塊比較儀的比較測量就足夠了。新規程仍然保持“應盡量采用光干涉方法直接測量”的說法，是基于K級量塊通常是為了檢定成1等量塊而生產的，防止誤解而將K級量塊等同于1級量塊。
    隨著陶瓷量塊的使用越來越多，有必要增加其相應的技術數據，如線膨脹系數等。但是，目前的情況是各個制造廠的數據不同，且沒有頒布的標準做依據，因此，本次修訂仍無法增加該部分內容。檢定陶瓷量塊時，如沒有廠家提供的數據，可以參考使用陶瓷量塊的線膨脹系數為(9.5±1)×10-6℃-1。
    當使用鋼質標準量塊檢定陶瓷量塊時，不能直接進行比較測量而得到同樣等級的結果。如用2等鋼質標準量塊檢定陶瓷量塊時，不經過適當的修正是不能得到3等陶瓷量塊的結果的。因為材料不同時，會有線膨脹系數、接觸變形等帶來誤差。
    研合性的檢定是必要的檢定項目，它是量塊表面質量、平面度、研合性等的綜合檢查，是量塊長度測量之前的必要步驟，是不可缺少的，否則就容易產生危害(如損害工作臺、產生粗大誤差等)。
    注:作者劉香斌、吳月艷、張旭東為JJG146-2011的起草人。
    作者單位【劉香斌  吳月艷  張旭東  中國計量科學研究院、陳建軍  內蒙古自治區計量測試研究院】