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表面粗糙度量传现状之探讨
【来源/作者】中国计量报 【更新日期】2014-11-24 11:04:13

表面粗糙度是表面微观几何误差。我国颁布了等效采用国际标准的GB 3503-83、GB 1031-83、GB 131-83,又颁布了参照采用国际标准的GB 6060.1-85,GB 6060.2-85,GB 6061-85,GB 6062-85,并制定了相应的计量检定系统及检定规程。

根据《计量法》第十条规定:“计量检定必须按照计量检定系统表进行”,“计量检定必须执行计量检定规程”。以上规定我们简称为计量检定的两个“必须”。但在表面粗糙度计量检定工作中,出现了计量检定系统(以下简称“检定系统”)与计量检定规程(以下简称“检定规程”)对有关重要参数规定互不一致的情况,使得我们在执行两个“必须”方面遇到问题,影响了量值传递。尽管这些情况及问题有其产生的历史原因,但是作为一套技术法规,应充分保证其严密性和衔接上的连续性。

表面粗糙度量传之现状

国家技术监督局计量司量传处编写的国家计量技术法规目录(1996)中,与表面粗糙度有关的规程有:表面粗糙度计量器具检定系统(JJG 2018—89)、触针式电动轮廓仪检定规程(JJG 301—82)、光切显微镜检定规程(JJG 76—80)、干涉显微镜检定规程(JJG 77—83)、表面粗糙度比较样块检定规程(JJG 102—89)。这就是说,截止1995年,它们并未被新的规程代替。下面仅就检定系统与检定规程作一分析,以反映表面粗糙度量传之现状。

1.表面粗糙度检定系统(JJG 2018—89)规定:用允许误差(△)不大于±7%的触针式仪器以及相应准确度的仪器,直接检定表面粗糙度比较样块或标准件;同时还规定检定工作计量器具所用的标准器具不确定度与工作器具允许误差之比不应大于1∶1.5。同样对比较样块,检定规程(JJG 102—89)则规定用轮廓法触针式表面粗糙度测量仪(要求其系统误差≤±5%,随机误差δ≤1%)。根据检定系统与检定规程间的关系,规程应服从系统并按系统的规定起草,但即使出现5%和1%极端情况,也与7%是有差别的。对于某系统误差为±6%,随机误差为1%的粗糙度测量仪,按检定规程,此仪器不能用于检定,而按检定就可以用于检定了。而且,在对测量数据进行准确度分析时,两种规定的结果不同,数据的使用价值也不同。再则,检定系统中规定的标准器具不确定度与工作器具允许误差之比不应大于1∶1.5的规定,在检定规程中未能体现。

2.触针式电动轮廓仪检定规程(JJG 301—82)规定仪器的示值误差为:±7%、±10%、±15%,这与检定系统规定的测量仪器的准确度不一致。与比较样块检定规程规定的测量仪器的准确度也不一致。因为按JJG 301—82检定合格的轮廓仪,按检定系统及JJG 102—89比较样块检定规程的规定不能用于检定工作,它们在衔接上有矛盾。

3.由检定系统知,除用触针式测量仪可以直接测量比较样块(或标准件)外,也可以用光切式测量仪和干涉式测量仪直接测量比较样块(或标准件)。但在JJG 102-89中,除在附录的辅助方法中规定可直接在光切显微镜上测量被检样块的微观不平度十点高度并可换算为Ra值外,未曾提及干涉显微镜方法。那么,干涉显微镜在量传工作中的地位如何?如果不能用于量传,从JJG 102—89又怎样体现检定系统的规定?如果不能用于量传,就没有重新制定和修改干涉显微镜检定规程的必要,那么全国所有的干涉显微镜又如何处置,是否均在废弃之列?

4.表面粗糙度比较样块国家标准GB 6060.2—85及表面粗糙度比较样块检定规程JJG 102—89均视粗糙度参数Ra 值较小的样块0.025,0.05,0.1为工作计量器具。同时却又规定“粗糙度参数Ra 值较小的样块,例如0.025,0.05和0.1μm主要适用于设计人员,为他们提供较小粗糙度差异的概念”。似乎小参数值的粗糙度样块在计量检定工作中不能作为工作量具?这样规定容易引起混淆。

5.国家标准GB 6060.2—85及检定规程JJG 102—89对研磨加工的表面粗糙度样块均未列于其中,换言之,国家标准中没有规定研磨样块,检定规程的适用范围也不包含研磨样块。实际上研磨样块在长度计量检定工作中无论过去还是现在,使用都比较普遍。使用样块时JJG 102—89又规定:“表面粗糙度比较样块是检查制件加工后的表面粗糙度的一种工作量具,在进行比较时,所选用的样块和被检查制件的加工方法必须相同”。这里出现的问题是,既然国家标准及检定规程不包含研磨样块,那么检查研磨制件表面时,必须使用相同加工方法的样块又从何谈起呢?例如修理后的量具测量面均为研磨面,检定规程均规定可用粗糙度样块比较检定,但相同加工方法的样块(指研磨)根据什么检定呢?

对表面粗糙度量传工作的建议

1.建议对现有检定系统及检定规程作全面清理,有问题的及时修订、修正。规程的起草、修订工作应跟上检定系统的步伐,检定系统的制定应适应计量技术水平的发展,两者还应同步。

2.在量传工作中,出现检定规程与检定系统、检定规程与检定规程之间有关规定不一致时,应具体情况具体分析。一般地以检定规程为准;在粗糙度量传工作中,本人以为应以表面粗糙度比较样块检定规程(JJG 102—89)为准。

3.建议修改《表面粗糙度比较样块检定规程》时取消附录1下面的注解,即“表中粗糙度Ra值较小的样块,例如0.025,0.05和0.1μm主要用于设计人员,为他们提供较小粗糙度差异的概念”。取消的好处在于:根据我国国情,设计人员极少用及,而所有从事长度计量检定工作的人员,几乎人人用及。事实上,表面粗糙度比较样块基本上是计量检定人员作为工作计量器具使用的。

4.建议制定研磨样块国家标准,在修改表面粗糙度检定规程时,增加研磨样块,以使我们在检定、使用时有法可依。


【关键词】表面粗糙度 计量检定系统 量值传递 国家标准物质网 

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