GBT 19067.1-2003 产品几何量技术规范（GPS）表面结构 轮廓法 测量标准 第1部分 实物测量标

'GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000月U胃GB/T19067《产品几何量技术规范(GPS)表面结构:轮廓法测量标准》分为二个部分:—第1部分:实物测量标准;—第2部分:软件测量标准。本部分为GB/T19067的第1部分。本部分等同采用ISO5436-1;2000(产品几何量技术规范(GPS)表面结构:轮廓法测量标准第1部分:实物测量标准)(英文版)。本部分规定了实物测量标准的特性，如:设计要求、测量标准的类型、用途和计量特性、标准测量参数的定义、测量标准证书等内容。本标准适用于基于GB/T6062-2002定义的轮廓法表面结构测量仪器计量特性的校准。本部分涉及到的测量标准相当以前的标准样板。本部分的附录A是资料性附录。本部分由全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会提出并归口。本部分起草单位:机械科学研究院、中国计量科学研究院、时代集团公司、哈尔滨量具刃具厂。本部分主要起草人:王欣玲、高思田、王忠滨、王春艳、郎岩梅。本部分系首次发布。 GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000产品几何盆技术规范(GPS)表面结构轮廓法测t标准第1部分:实物测量标准范围GB/T19067的本部分规定了实物测量标准的特性。本部分适用于基于GB/T6062-2002定义的轮廓法表面结构测量仪器计量特性校准的测量标准。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T19067的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T3505-2000产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数(eqvISO4287:1997)GB/T6062-2002产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法接触(触针)式仪器的标称特性(eqvISO3274:1996)GB/T10610-1998产品几何技术规范表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法(eqvISO4288:1996)GB/T18618-2002产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法图形参数(eqvISO12085:1996)ISO10012-1:1992测量设备的质量保证要求第1部分:测量设备的计量确认体系ISO/TS14253-2:1999产品几何技术规范(GPS)工件的测量检验第2部分:产品检验中测量不确定度的评估指南术语及定义GB/T6062和GB/T3505中确立的术语和定义适用于GB/T19067的本部分。设计要求4.1材料考虑到制造和校准的成本，A-E类型的测量标准所使用的材料应有足够的硬度，以确保有足够长的使用寿命。其表面应足够光滑和平坦，不影响评定。4.2测量标准的尺寸测量窗口应足够大，能够提供可能的测量所需要的全部移动长度。测量窗口由用于校准测量的那部分表面区域构成。一个标准块上可以有一种或多种测量标准。为了保证最佳经济适用性，不规定测量标准的外形尺寸。5测量标准的类型、用途和计量特性5.1概述种类繁多的仪器和仪器所具有的多种工作模式要求对仪器的校准要使用多种测量标准。根据标准I GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000本身和被校准仪器的计量特性，每种测量标准都有一定的应用范围。仪器校准的有效性取决于计量特性之间的正确关系。为覆盖所要求的范围，给出了五类计量标准，每一类都有几种型式(见表1),表1测量标准类型和名称类型名称A深度测量标准B针尖的测量标准C空间测量标准D粗糙度测量标准E轮廓坐标测量标准5.2A类—深度测量标准深度测量标准是用于校准触针式仪器的垂直轮廓分量。5.2.1A1型—平底宽沟棺这种测量标准有一个校准好的带平底的沟槽、或带平顶的脊台，或分开的多个这种特征，其深度或高度相等或递增。每一特征要足够宽，从而对触针针尖的形状或尺寸不敏感。5.2.2A2型—圆底宽沟槽这种测量标准与A1型相似，所不同的是圆底槽的半径要足够大，从而对触针针尖的形状或尺寸不敏感(见图2).5.3B类—针尖测量标准针尖测量标准主要是用于校准针尖的几何特性。5.3.1B1型这种测量标准具有一个窄沟槽或对触针针尖尺寸敏感程度成比例增加的分离的多个窄沟槽。窄沟槽具有圆弧底部，其半径对触针针尖形状或尺寸足够敏感。5.3.2B2型这种测量标准具有两个Ra名义值相等的沟槽形式，一个对触针针尖尺寸是敏感的，另一个不敏感(见图3和图4).5.3.3B3型这种测量标准具有突出的尖锐刀口，如无覆层的剃刀刀片的刃宽约为。1um或更小。用触针滑过这种测量标准并记录表面轮廓的图形，对触针尺寸进行评定。5.4C类—空间测量标准空间测量标准主要用于校准垂直轮廓分量。如果沟槽的间距在可接受的界限内，也可用于水平轮廓分量的校准。本测量标准系列的目的是能够对多个水平和幅值的传输特性进行检查。空间测量标准具有简单形状的重复沟槽的栅格(正弦、三角或弓形)。对C型测量标准一个基本要求是不同波形的标准化的测量标准在一定条件下是相互兼容的，即如果使用方法正确，它们将会产生同样的仪器校准或检定结论。5.5D类—粗糙度测量标准5.5.1概述粗糙度测量标准适用于所有仪器的校准。注:D类标准表面上的变化明显高于C类标准。因此，通常需要在适当的位置根据统计确定的次数进行测量，并取平均值以便利于D类标准的应用.5.5.2D1型—单向的不规则轮廓这种测量标准在移动方向上存在不规则轮廓(例如从磨削加工中获得的轮廓)，但为方便使用，垂直于移动方向的横截面轮廓近似恒定。 GB/T19067.1-2003/ISO5436-1;2000这种测量标准模仿实际工件，峰顶间距的范围宽，但减少了达到稳定平均值HJr需要的测量次数。它们为校准提供了可靠的最终的全面的检查手段。5.5.3D2型—圆环不规则轮廓这种测量标准在径向上存在不规则轮廓(例如从磨削加工中获得的轮廓)，为方便使用，沿圆周方向的横截面轮廓近似恒定。5.6E类—轮廓坐标测量标准轮廓坐标测量标准是用来校准仪器的轮廓坐标系统。5.6.1E1型—精密球或半球这种测量标准由一个球或半球组成。5.6.2E2型—精密棱体这种测量标准由一个具有梯形横截面的棱体组成。梯形的基底是平行面的长边。梯形棱体的顶面和斜面为测量面，所设计的两边测量面的角度要保证在仪器的全部测量范围内触针针尖始终与表面接触。测量标准的要求6.1A类—深度测量标准6.1.1A1型—平底宽沟槽这种测量标准上所具有的平坦底部宽沟槽是由其宽度w和深度d表征(见图1).图1A1型沟槽注:具有平坦顶部的宽脊台是等同的.6.1.2A2型—圆底宽沟槽这种测量标准上所具有的圆弧底部宽沟槽是由其半径r和深度d表征(见图2),图2A2型沟槽6.1.3评定原则Al型和A2型的评定原则在7.1和7.2中给出;对平均值表达的要求在第8章中给出。6.ZB类—针尖测量标准6.2.1B1型这种测量标准上所具有的圆弧底部窄沟槽是由其半径r和深度d表征。6.2.2B2型这种测量标准具有在同一基体上的两个或两个以上的沟槽形式。6.2.2.1敏感沟槽型(见图3)由RSm和相应的顶角a表征的具有尖锐峰谷的等腰三角形沟槽，使得Ra值与触针针尖尺寸有关 GB/T19067.1-2003/LSO5436-1:2000图3B2型沟槽(敏感沟槽)6.2.2.2非敏感沟槽型(见图4)近似正弦或弓形沟槽，使得Ra值与触针针尖几何尺寸几乎无关。图4B3型沟槽(非敏感沟槽)6.2.2.3评定原则B2型的评定原则在7.3中给出。6.2.3B3型突出的尖锐刃口的半径和顶角均小于被评定的触针针尖半径和顶角。B3型的评定原则在7.4中给出。6.3C类—空间测量标准6.3.1C1型—正弦轮廓沟槽(见图5)这种测量标准的特性由RSm和Ra表征。所选择的数值应当使由触针或滤波器引起的衰减可被忽略。C1型的评定原则在7.5中给出。图5C1型沟槽6.3.2C2型—等腰三角轮廓沟槽(见图6)这种测量标准的特性由RSm和Ra表征。所选择的数值应当使由触针或滤波器引起的衰减可被忽略。C2型的评定原则在7.5中给出。 GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000图6C2型沟槽6.3.3C3型—模拟正弦轮廓沟槽(见图7)这种测量标准的特性由RSm和Ra表征。模拟正弦包括具有圆弧型的或截顶峰谷的三角轮廓，其谐波分量的总均方根值(r.m.s.)不能超过基波均方根值的10%0C3型的评定原则在7.5中给出。图7C3型沟槽6.3.4C4型—弓形轮廓沟槽(见图8)这种测量标准的特性由PSm和Pa表征。所选择的数值应当使由触针或滤波器引起的衰减可被忽略。C4型的评定原则在7.5中给出。图8C4型沟槽6.4D类—粗糙度测量标准6.4.1Dl型—单向的不规则轮廓(见图9)这种测量标准的特性由Ra和Rz表征。无规则磨削轮廓在测量标准的测量方向上每5个x。重复，在垂直于测量方向上轮廓形状保持恒定。D1型的评定原则在7.5中给出。5z,5人c图gD1型沟槽(轮廓每5个zc间隔重复) GB/T19067.1-2003/ISO5436-1,20006.4.2D2型—圆环不规则轮廓(见图10)这种测量标准的特性由Ra和Rz表征。无规则磨削轮廓在测量标准的径向每5个do重复，在垂直于测量方向上(圆周方向)轮廓形状保持恒定。D2型的评定原则在7.5中给出。圈10D2型沟植6.SE类—轮靡坐标测量标准6.5.1EI型—精密球或半球这种测量标准的特性是由其半径和Pt表征。注:球(或半球)的半径应当足够大，使得在移动长度内和在仪器最大量程的范围内，触针从球或半球的最高点的任意一边进行对称扫描时，触针针尖的球形部分(而不是触针的其他部分)始终保持接触状态6.5.2E2型—精密棱体这种测量标准的特性由其面间角和每一表面的Pt表征。注:梯形横截面的尺寸和形状应当满足在移动长度内和在仪器最大量程的范围内，触针在棱体上进行对称扫描时，触针针尖的球形部分(而不是触针的其他部分)始终保持接触状态。测量标准顶面的长度应当足够满足用稳定的方式调平的要求(见图11) GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000图”E2型—精密梭体7测量标准的测量参数定义7.1A1型公式:z=a·s+夕+h·S式中，.,)3,h为待定参数，通过最小二乘回归方法确定。用于回归计算的轮廓长度是沟槽宽度的三倍。变量S在A,B区域为十1，在C区域为一1,沟槽深度d是所估计h值的2倍图12A1型校准值的评定注具有平坦顶部的宽脊台是等同的为了避免可能的圆角的影响，沟槽两边靠近沟槽处的1/3沟槽宽度的上表面不参加回归计算，沟槽底部只有中心处1/3沟槽宽的表面参加回归计算。参加评定的部分为图12中A,B,C部分。应当进行不少于5次的测量，且应平均分布在测量标准的测量区域内(避开划伤)。7.2A2型代表上表面的最小二乘平均线通过沟槽上方(该平均线由上表面轮廓通过最小二乘得到)，由沟槽中心处1/3沟槽宽度的轮廓回归得到最小二乘圆，沟槽深度是平均线到回归圆最低点的距离。 GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000图13A2型校准值的评定参加评定的部分为图13中A,B,C部分。应当进行不少于5次的测量，且应平均分布在测量标准的测量区域内(避开划伤)。7.3B2型敏感沟槽Ra平均值和非敏感沟槽Ra平均值之比。校准中应使用尖锐针尖(针尖半径名义值小于2pm)、高斯滤波器(取样长度Ac根据证书要求)和GB/T10610的规则(如果没有特殊要求)。应当进行不少于18次的测量，且应平均分布在测量标准的测量区域内(避开划伤)。在整个校准测量中，不能进行任何仪器调整。7.4B3型触针针尖几何特性可以用滑过一个尖锐的突出边缘如剃须刀片的方法测量(见图14)。如图r;是触针针尖半径，rz是刀片刃口半径，所记录的轮廓半径为r=r:+r,。如果rz比rl小得多，则所记录的半径就近似等于触针针尖半径。这种方法只能用于具有直接轮廓记录功能且有非常慢的移动速度的仪器。、、、，滑过刀片记录触针针尖形状以确定针尖半径的示意图如果刀片半径和顶角非常小，输出轮廓基本代表触针针尖形状1—触针;2—刀片;3—记录轮廓.图14B3型测量标准的使用7.5CI-C4型和D类根据相应的国家标准(GB/T6062,GB/T3505,GB/T1061。和GB/T18618)测量轮廓和计算参 GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000数。应当进行不少于12次的测量，且应平均分布在测量标准的测量区域内(避开划伤)。每个测量标准的证书上的参数值是根据GB/T6062规定的直线导轨和滤波轮廓得到的。尽管沟槽一般对触针针尖尺寸不敏感，但窄沟槽的敏感性不可忽略，这时在给出参数值时应当同时给出针尖尺寸。7.6E1型应对称于球顶测量轮廓，且应在仪器测量范围和测头几何结构允许的范围内使用尽可能长的测量长度。用最小二乘圆弧轮廓进行回归得到半径及Pt.7.7E2型轮廓应当对称，平行于边缘，且包括顶面和两边的斜面，且应在仪器测量范围和测头几何结构允许的范围内使用尽可能长的测量长度。用最小二乘直线对相应的轮廓表面进行回归，确定顶面和两斜面的夹角，回归时应去除三个表面的平面度。8侧量标准证书在每个测量标准单独校准后，根据ISO10012-1的要求，至少应当为测量标准提供其所需要的最少量的信息。此处应当提供下列信息:a)每一个校准值所使用的触针针尖的有效半径;b)校准细节，包括测量的次数;c)每个有关计量特征的校准平均值以及所估计的扩展不确定度U;d)每个有关计量特征的平均值的标准偏差;e)任何与校准有关的其他参考条件，例如数字评定的基础(坐标离散化，垂直量化)以及所给出的数值是来自直接测量或是从其他方面获得。尽可能把上面的信息标注在每个测量标准上。如果没有足够的空间，也可以分开标注并与侧量标准一一对应(例如通过序列号)。注1:标称值仅用于帮助识别，标称值与真值间的差别不是误差。注2:这里所说的真值是用于校准仪器的值，它是在测量标准的测量窗口上进行了合适数量和分布侧f的侧f平均值，且已对校准装置中任何已知的且可预先确定的误差进行了修正。应当避免在测盘窗口中存在可见的划伤.由于校准设备中存在未知的不可被修正的残余误差，允许测量平均值中存在一定程度的不确定度，但应当估计出它的大小。 GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000附录A(资料性附录)在产品几何技术规范体系中的关系A.1本部分的信息及使用本部分定义了用于校准接触(触针)式轮廓仪的测量标准，轮廓仪是根据GB/T6062定义的轮廓法测量表面结构的仪器。A.2在产品几何技术规范体系中的位置本部分是一项基础产品几何技术规范标准，它影响标准链中第6个环节，即在总的产品几何技术规范体系中的粗糙度、波纹度和原始轮廓部分，见表A.1.表A.1产品几何技术规范模式链环号123456公差定工件偏差实际要家校准要求产品文件义—理论的评定—侧量器具要素的几何特性的定义——测量标表—代号定义和参与公差极限要求特性或参数准器数值比较1尺寸2距离3半径4角度(以度为单位)5与基准无关的线的形状6与基准有关的线的形状7与基准无关的面的形状8与基准有关的面的形状9方向10位置11圆跳动12全跳动l13基准轮廓14粗糙度轮廓了15波纹度轮廓丫16原始轮廓了17表面缺陷18棱边A.3有关的国家标准有关的国家标准是表A.1中指出的那些链。 GB/T19067.1-2003/ISO5436-1:2000参考文献[I]ISO/TR14638:1995产品几何技术规范(GPS)总体规划'