JJG 818-2018磁性、電渦流式覆層厚度測(cè)量?jī)x

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程磁性、電渦流式覆層厚度測(cè)量?jī)xMagneticandEddyCurrentMea 2引用文件 3概述 4計(jì)量性能要求 4.1測(cè)量力及其變動(dòng)性 4.2測(cè)量重復(fù)性 4.3示值誤差 4.4示值穩(wěn)定性 4.5電源電壓變化對(duì)儀器示值的影響 4.6厚度片 5通用技術(shù)要求 5.1外觀 5.2各部分的相互作用 6計(jì)量器具控制 6.1檢定條件 6.2檢定項(xiàng)目和主要檢定器具 6.3檢定方法 7檢定結(jié)果的處理 8檢定周期 附錄A測(cè)厚儀示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定 附錄B檢定證書(shū)和檢定結(jié)果通知書(shū)內(nèi)頁(yè)格式 IⅡ本規(guī)程是以JJF1001—2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》、JJF1002—2010《國(guó)家計(jì)量《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定》為基礎(chǔ)和依據(jù)進(jìn)行修訂的。與JJG818—2005相比，除編輯性修改外主要變化如下：1.增加了標(biāo)準(zhǔn)厚度片的檢定設(shè)備。2.增加了對(duì)基體材料和尺寸的限制。3.原規(guī)程中“覆層測(cè)厚儀、測(cè)厚儀、儀器”統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為“測(cè)厚儀”。5.對(duì)電壓具體變化進(jìn)行了規(guī)定，見(jiàn)4.5。6.原規(guī)程中“校準(zhǔn)用厚度片”改為“厚度片”,“其測(cè)量結(jié)果不確定度和均勻性見(jiàn)表1”改為“厚度片厚度值的測(cè)量結(jié)果不確定度和均勻性見(jiàn)表1”。7.取消AA級(jí)的測(cè)厚儀及厚度片的要求，只保留A～D級(jí)。8.針對(duì)無(wú)量程擋的測(cè)厚儀測(cè)量重復(fù)性的檢定，增加了在儀器最小分辨力的量程2/39.由于取消了AA級(jí)的測(cè)厚儀及厚度片規(guī)定，附錄A的“測(cè)厚儀示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定”中相關(guān)內(nèi)容依據(jù)JJF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》,對(duì)磁性、電渦流式覆層厚度測(cè)量?jī)x重新進(jìn)行評(píng)定。1磁性、電渦流式覆層厚度測(cè)量?jī)x檢定規(guī)程本規(guī)程適用于磁性(磁阻式和磁力式)覆層厚度測(cè)量?jī)x和電渦流式覆層厚度測(cè)量?jī)x(以下簡(jiǎn)稱為測(cè)厚儀)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。2引用文件GB/T4956—2003磁性基體上非磁性覆蓋層覆蓋層厚度測(cè)量磁性法GB/T4957—2003非磁性基體金屬上非導(dǎo)電覆蓋層覆蓋層厚度測(cè)量渦流法凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。測(cè)厚儀中的磁性覆層厚度測(cè)量?jī)x一般用于測(cè)量磁性金屬基體上的非磁性覆蓋層的厚度；電渦流式覆層厚度測(cè)量?jī)x一般用于測(cè)量非磁性金屬基體上的非導(dǎo)電覆蓋層的厚度。測(cè)厚儀按數(shù)值顯示方式可分為數(shù)字式和指針式兩大類，測(cè)量范圍一般為(0~1250)μm,最大可測(cè)至30mm,分辨力最高可達(dá)0.1μm。按示值最大允許誤差劃分為A～D四個(gè)準(zhǔn)確度級(jí)別。測(cè)厚儀外形結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。磁性覆層厚度測(cè)量?jī)x按工作原理又可分為磁阻式和磁力式兩種。磁阻式覆層厚度測(cè)量?jī)x是通過(guò)測(cè)量測(cè)頭與基體金屬之間因覆蓋層(電鍍、噴漆等工藝形成)引起的磁路磁阻變化，得到被測(cè)覆層厚度。磁力式覆層厚度測(cè)量?jī)x是通過(guò)測(cè)量永久磁鐵(測(cè)頭)與基體金屬之間因覆蓋層引起的磁力變化，得到被測(cè)覆層厚度。磁性覆層厚度測(cè)量?jī)x外形結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2所示。電渦流式覆層厚度測(cè)量?jī)x是通過(guò)測(cè)量測(cè)頭與基體金屬之間因覆蓋層引起的電渦流變化，得到被覆蓋層厚度。1—顯示屏；2—鍵盤(pán)；3—主機(jī)；4—測(cè)頭(a)數(shù)字式測(cè)厚儀示意圖1—旋鈕；2—按鍵；3—主機(jī)；4—標(biāo)準(zhǔn)厚度片；5—測(cè)頭；6—指針盤(pán)(b)指針式測(cè)厚儀示意圖21—顯示屏；2—鍵盤(pán)；3—主機(jī)；4—測(cè)頭1—標(biāo)準(zhǔn)厚度片；2—測(cè)頭；3—顯示器；4—按鍵(a)磁阻式覆層厚度測(cè)量?jī)x示意圖(b)磁力式覆層厚度測(cè)量?jī)x示意圖圖2磁性覆層厚度測(cè)量?jī)x外形結(jié)構(gòu)示意圖4計(jì)量性能要求4.1測(cè)量力及其變動(dòng)性10次測(cè)量力的平均值。4.2測(cè)量重復(fù)性測(cè)厚儀的測(cè)量重復(fù)性應(yīng)不大于表1的規(guī)定。4.3示值誤差測(cè)厚儀示值最大允許誤差和相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)見(jiàn)表1。4.4示值穩(wěn)定性測(cè)厚儀示值在1h內(nèi)的變化應(yīng)不超過(guò)表1的規(guī)定。4.5電源電壓變化對(duì)儀器示值的影響測(cè)厚儀電源電壓在額定電壓變化±10%處引起的儀器示值誤差應(yīng)滿足4.3的要求。4.6厚度片厚度片厚度值的測(cè)量結(jié)果不確定度和均勻性見(jiàn)表1。表1計(jì)量性能要求項(xiàng)目名稱準(zhǔn)確度級(jí)別ABCD示值最大允許誤差示值穩(wěn)定性測(cè)量重復(fù)性3表1(續(xù))項(xiàng)目名稱準(zhǔn)確度級(jí)別ABCD厚度片測(cè)量結(jié)果不確定度均勻性注：H—厚度片(板)的實(shí)際值，μm。5通用技術(shù)要求5.1外觀5.1.1測(cè)厚儀銘牌應(yīng)標(biāo)有儀器名稱、型號(hào)、編號(hào)、制造廠名稱(或廠標(biāo))。5.1.2測(cè)厚儀外表應(yīng)整潔，無(wú)明顯劃痕、銹跡、損傷、起泡、漆膜脫落等現(xiàn)象，厚度片表面不應(yīng)該有嚴(yán)重劃傷或損傷。5.1.3測(cè)厚儀上的文字、符號(hào)、數(shù)值及單位應(yīng)字跡清晰。指示表表盤(pán)刻線清晰、無(wú)斷線。與測(cè)量有關(guān)的數(shù)值應(yīng)注明單位。數(shù)字顯示清晰，無(wú)閃爍、缺筆畫(huà)和連筆畫(huà)現(xiàn)象。5.1.4電池和充電器的安裝處應(yīng)有明顯的極性標(biāo)志。5.2各部分的相互作用5.2.1指示表的指針運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)卡滯、粘針、爬行等現(xiàn)象。5.2.2接插件連接可靠、使用方便。各操作開(kāi)關(guān)、旋鈕、按鍵和指示燈工作可靠、有效。緊固件不得有松動(dòng)或缺損現(xiàn)象。5.2.3測(cè)厚儀具有的功能應(yīng)工作可靠、有效。后續(xù)檢定和使用中檢查的測(cè)厚儀，允許有不影響計(jì)量性能的上述缺陷。6計(jì)量器具控制計(jì)量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。6.1檢定條件6.1.1檢定環(huán)境檢定環(huán)境見(jiàn)表2。檢定室溫度室溫變化相對(duì)濕度%被檢儀器在室內(nèi)平衡溫度的時(shí)間h外部環(huán)境檢定地點(diǎn)不應(yīng)該有強(qiáng)磁場(chǎng)干擾46.1.2檢定設(shè)備主要檢定設(shè)備見(jiàn)表3。6.2檢定項(xiàng)目和主要檢定器具檢定項(xiàng)目見(jiàn)表3。序號(hào)檢定項(xiàng)目主要檢定器具首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1外觀十十十2各部分相互作用十+十3測(cè)量力及其變動(dòng)性測(cè)力儀：分辨力≤0.1N十一一4測(cè)量重復(fù)性基體(磁性或非磁性):表面粗糙度Ra≤厚度片(板)十十十5示值誤差基體(磁性或非磁性):表面粗糙度Ra≤十十—6示值穩(wěn)定性基體(磁性或非磁性):表面粗糙度Ra≤十 7電源電壓變化對(duì)儀器示值的影響基體(磁性或非磁性):表面粗糙度Ra≤十一一厚度片(板)及可調(diào)電壓的供電電源，位的交直流電壓表38厚度片3等量塊、數(shù)顯電感式測(cè)微儀：測(cè)量力MPE:±0.2μm平面工作臺(tái)：平面度≤1μm,許凸不允許凹十十注：1.表中“+”表示該項(xiàng)必須檢定；“—”表示該項(xiàng)可以不檢定。2.自動(dòng)關(guān)機(jī)型測(cè)厚儀可不做示值穩(wěn)定性檢定。6.3檢定方法6.3.1外觀目力觀察。6.3.2各部分相互作用目力觀察和手動(dòng)試驗(yàn)。56.3.3測(cè)量力及其變動(dòng)性將測(cè)頭垂直壓向測(cè)力儀的受力臺(tái)面上，當(dāng)測(cè)頭外護(hù)套基面與測(cè)頭測(cè)量面在同一平面時(shí)，記下測(cè)力儀的示值，取10次示值的平均值作為測(cè)量力的測(cè)量結(jié)果。取10次示值中的最大值與最小值之差作為測(cè)量力變動(dòng)性。6.3.4測(cè)量重復(fù)性選擇測(cè)厚儀的最小量程擋，在基體工作面中央位置附近放置一個(gè)數(shù)值大于2/3量程(無(wú)量程擋的測(cè)厚儀選擇在最小分辨力的量程2/3以上范圍)的厚度片，在同一位置連續(xù)測(cè)量9次，取9次示值中的最大值與最小值之差的1/3作為測(cè)量重復(fù)性。6.3.5示值誤差按使用說(shuō)明對(duì)測(cè)厚儀進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整。在測(cè)厚儀的每一量程內(nèi)大致均勻分布三至五點(diǎn)作為受檢點(diǎn)(含最接近量程上、下限的點(diǎn)),選取相應(yīng)厚度和準(zhǔn)確度級(jí)別的厚度片(對(duì)磁力式覆層厚度測(cè)量?jī)x需選用厚度板)依次測(cè)量，測(cè)量時(shí)使測(cè)厚儀測(cè)頭盡量垂直對(duì)準(zhǔn)厚度片的中間位置(對(duì)磁力式覆層厚度測(cè)量?jī)x需要水平放置在厚度板上，使測(cè)量磁鋼自動(dòng)吸附在厚度板的中間位置),每個(gè)受檢點(diǎn)連續(xù)測(cè)量5次，取平均值作為測(cè)厚儀在該點(diǎn)的示值。其示值誤差δ按公式(1)計(jì)算：δn——測(cè)厚儀的示值誤差H——測(cè)厚儀的平均示值；6.3.6示值穩(wěn)定性對(duì)交流供電的測(cè)厚儀選擇測(cè)厚儀的最小量程擋，在基體工作面中央位置附近放置一個(gè)數(shù)值大于1/2量程的厚度片，將測(cè)頭裝在檢定臺(tái)上垂直壓向厚度片并使其固定。記下第一次讀數(shù)，以后每間隔15min記一次讀數(shù)，連續(xù)記錄1h,取5次讀數(shù)中的最大值與最小值之差作為測(cè)量結(jié)果。6.3.7電源電壓變化對(duì)儀器示值的影響對(duì)交流電壓供電的測(cè)厚儀，選擇測(cè)厚儀的最小量程擋，在基體工作面中央位置附近放置一個(gè)數(shù)值大于1/2量程的厚度片(單一量程的測(cè)厚儀選擇在最小分辨力的量程2/3以上范圍),將可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源或可調(diào)式交流變壓器串接在測(cè)厚儀的電源端，并用電壓表監(jiān)視。按測(cè)厚儀要求調(diào)整電源電壓至測(cè)厚儀許可的額定電壓的一10%處，測(cè)量厚度片5次，取其平均值作為該點(diǎn)在該電壓下的示值，再分別將電源電壓調(diào)整到測(cè)厚儀額定工作電壓和測(cè)厚儀許可的額定電壓的+10%處，各測(cè)量厚度片5次，分別取其平均值作為該點(diǎn)在該電壓下的示值，各點(diǎn)示值誤差按公式(1)處理。6.3.8厚度片用數(shù)顯電感式測(cè)微儀(選擇1N測(cè)力的測(cè)頭，不大于50μm的厚度片選用平面測(cè)頭)和三等量塊或光柵測(cè)微儀等，在平面工作臺(tái)上用比較法測(cè)量或用直接法測(cè)量。直接法測(cè)量：先將數(shù)顯電感式測(cè)微儀或光柵測(cè)微儀等對(duì)零，再將被測(cè)的厚度片放在平面工作臺(tái)上，在距邊緣5mm的測(cè)量區(qū)域內(nèi)均勻分布5個(gè)點(diǎn)(見(jiàn)圖3)測(cè)量，取中心6點(diǎn)5次示值的平均值作為厚度片的實(shí)際值，其厚度值H按公式(2)計(jì)算；取各點(diǎn)示值與實(shí)際值的最大差值作為厚度片的均勻性，其示值△H;按公式(3)計(jì)算。H厚度片的實(shí)際值；H;——厚度片的示值?！鱄;——厚度片的均勻性；H;厚度片的示值；H——厚度片的實(shí)際值。比較法測(cè)量：用數(shù)顯式電感測(cè)微儀(選擇1N測(cè)力的測(cè)頭)和三等量塊，在平面工作臺(tái)上用比較法測(cè)量。選擇與厚度片標(biāo)稱值相差20μm以內(nèi)的三等量塊，讓數(shù)顯式電感測(cè)微儀對(duì)零，記下此時(shí)的數(shù)值，再將被測(cè)的厚度片放在平面工作臺(tái)上測(cè)量，所得示值加上所用量塊的實(shí)際值即為所測(cè)點(diǎn)的厚度值。其H實(shí)際值按公式(4)計(jì)算；其厚度片的均勻性按公式(3)計(jì)算。H——厚度片的實(shí)際值；Sn——數(shù)顯式電感測(cè)微儀對(duì)零時(shí)的讀數(shù)值；S;?——數(shù)顯式電感測(cè)微儀測(cè)量厚度片時(shí)的讀數(shù)值；L.——對(duì)零量塊實(shí)際值。對(duì)于沒(méi)有與厚度片厚度標(biāo)稱值相差20μm以內(nèi)量塊的情況，可以使用量塊組合測(cè)量。例如測(cè)量標(biāo)稱值為405μm的厚度片，先用1.4mm的量塊，讓數(shù)顯式電感測(cè)微儀對(duì)零，記下此時(shí)的數(shù)值，將1mm的量塊墊在工作臺(tái)上，將厚度片放置在1mm量塊上用數(shù)顯式電感測(cè)微儀測(cè)量。其H實(shí)際值按按公式(5)計(jì)算；其厚度片的均勻性按公式(3)計(jì)算。H——厚度片的實(shí)際值；Sn——數(shù)顯式電感測(cè)微儀對(duì)零時(shí)的讀數(shù)值；S?——數(shù)顯式電感測(cè)微儀測(cè)量厚度片時(shí)的讀數(shù)值；La——組合量塊實(shí)際值；L?——對(duì)零量塊實(shí)際值。此項(xiàng)測(cè)量允許采用滿足測(cè)量不確定度要求的其他方法。77檢定結(jié)果的處理測(cè)厚儀各受檢項(xiàng)目均符合本規(guī)程相應(yīng)要求的填發(fā)檢定證書(shū)，并注明準(zhǔn)確度級(jí)別；不符合本規(guī)程D級(jí)要求的測(cè)厚儀填發(fā)檢定結(jié)果通知書(shū)，并注明不合格的項(xiàng)目及其相應(yīng)的8檢定周期檢定周期應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用情況確定，一般不超過(guò)1年。8測(cè)厚儀示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定A.1測(cè)量方法首先按使用說(shuō)明對(duì)測(cè)厚儀進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整，然后用測(cè)厚儀對(duì)每個(gè)厚度片測(cè)量5次。測(cè)厚儀示值的平均值H與厚度片實(shí)際值H之差即為示值誤差δH。本文以測(cè)厚儀的10μm、和10000μm測(cè)量點(diǎn)為例，對(duì)A級(jí)測(cè)厚儀進(jìn)行示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定。A.2測(cè)量模型示值誤差計(jì)算公式：δH=H-H式中：δH——測(cè)厚儀在該點(diǎn)的示值誤差；H——該點(diǎn)測(cè)厚儀的示值平均值；H——厚度片的實(shí)際值。A.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定A.3.1厚度片引入的不確定度分量u?厚度片的厚度測(cè)量結(jié)果不確定度見(jiàn)規(guī)程表1,其中k=2,根據(jù)則100μm厚度片：500μm厚度片：10000μm厚度片：A.3.2測(cè)量力及其變動(dòng)性引入的不確定度分量u測(cè)量力及其變動(dòng)性不超過(guò)0.5N時(shí)，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響可忽略，A.3.3測(cè)厚儀分辨力引入的不確定度分量u?由測(cè)厚儀分辨力d引入的不確定度分量u?呈矩形分布，由此帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：91μm分辨力(測(cè)量范圍≥1000μm)時(shí)：A.3.4測(cè)厚儀測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量u按測(cè)厚儀測(cè)量重復(fù)性規(guī)定同一點(diǎn)測(cè)量9次，正態(tài)分布，用極差法計(jì)算，取極值情況，則根據(jù)示值重復(fù)性不超過(guò)相應(yīng)示值最大允許誤差的1/5,即實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為示值最大允許誤差的1/5,而算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差如下：受檢點(diǎn)1000μm:在0.1μm分辨力(測(cè)量范圍