光柵式指示表檢定儀的示值誤差檢定方法研究

王維菊

【摘要】光柵式指示表檢定儀在百分表、內(nèi)徑百分表、千分表、數(shù)顯表的周期檢定中發(fā)揮著重要作用。本文擬對(duì)光柵式指示表檢定儀示值誤差的檢定提出一種新的方法。

【關(guān)鍵詞】電感測(cè)微儀；量塊；激光干涉儀；示值誤差

現(xiàn)狀介紹：光柵式指示表檢定儀的主要功能是檢定各類百分表、內(nèi)徑百分表、千分表、內(nèi)徑百分表、杠桿百分表、數(shù)顯百分表、數(shù)顯千分表等，是一臺(tái)綜合類的指示表類檢定量?jī)x。目前光柵式指示表檢定儀的示值誤差的檢定方法：主要是用電感測(cè)微儀和量塊按照規(guī)程檢定其示值誤差。

一、規(guī)程規(guī)定的檢定方法

利用電感測(cè)微儀作指示計(jì)，用標(biāo)準(zhǔn)量塊的尺寸和儀器測(cè)微頭的位移讀數(shù)進(jìn)行比對(duì)，檢測(cè)出每個(gè)受檢點(diǎn)的示值誤差。

方法：測(cè)量時(shí)，先把尺寸為1mm的量塊放在三珠工作臺(tái)上，調(diào)整指示儀測(cè)頭與量塊接觸并使其示值為零。按上表所選的測(cè)量間隔置換量塊，旋轉(zhuǎn)檢定儀的手輪至受檢點(diǎn)，在指示儀上讀出各點(diǎn)的誤差值。這種測(cè)量應(yīng)在所選測(cè)量段的正反行程上進(jìn)行。每一段測(cè)量段正行程測(cè)量后，需再向正行程移動(dòng)10個(gè)分度，然后再反向測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)不做任何調(diào)整和改變測(cè)桿的移動(dòng)方向。如果所選用量塊尺寸不能一次依次測(cè)量完成選擇的測(cè)量范圍時(shí)，應(yīng)分段測(cè)量，并將其誤差值累計(jì)。規(guī)程規(guī)定的檢定過(guò)程操作步驟繁瑣，對(duì)操作熟練程度要求較高，記錄數(shù)據(jù)量大，后續(xù)數(shù)據(jù)處理比較麻煩，且容易將溫度誤差帶到檢定結(jié)果中，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)修正。

二、利用激光干涉儀的檢定方法：

在使用激光干涉儀的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，該儀器也可以作為標(biāo)準(zhǔn)器來(lái)檢定光柵式表類檢定儀。且激光干涉儀的精度更優(yōu)于電感測(cè)微儀，其操作方法簡(jiǎn)單、讀數(shù)直觀，還可利用其自帶的分析軟件直接對(duì)檢定結(jié)果進(jìn)行誤差分析，同時(shí)還可以進(jìn)行環(huán)境溫度、儀器溫度的自動(dòng)補(bǔ)償。另外使用激光干涉儀對(duì)表類檢定儀進(jìn)行檢定去掉了置換量塊的過(guò)程，使操作步驟得到了簡(jiǎn)化，不用置換量塊，更好的避免了由于置換量塊所引起的量塊溫度變化，導(dǎo)致其測(cè)量結(jié)果的偏離。用激光的波長(zhǎng)來(lái)作為檢定標(biāo)準(zhǔn)，替代量塊作標(biāo)準(zhǔn)，使檢定的準(zhǔn)確度有了很大的提高。

激光干涉儀：線性分辨率可達(dá)1nm。

我們自制的附件將干涉儀的反光鏡固定在光柵式指示表檢定儀的測(cè)桿上，調(diào)整激光干涉儀和干涉鏡的位置使其發(fā)出的光和被檢檢定儀的測(cè)桿準(zhǔn)直，且距離滿足最大行程要求。此時(shí)可依據(jù)規(guī)程要求選取任意測(cè)量段進(jìn)行檢定，檢定時(shí)將光柵式指示表檢定儀和激光干涉儀的讀數(shù)雙歸零，按照受檢點(diǎn)要求，調(diào)整光柵式指示表檢定儀測(cè)桿的行程，達(dá)到每個(gè)測(cè)量段受檢點(diǎn)的位置，點(diǎn)擊激光干涉儀進(jìn)行示值采集，記錄示值結(jié)果，每一測(cè)量段檢測(cè)完后，利用儀器自帶的分析軟件進(jìn)行整理分析（這里采用VDI 3441標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析）。最后依據(jù)規(guī)程要求進(jìn)行判斷被檢儀器是否合格。使用該方法還應(yīng)在每個(gè)測(cè)量段進(jìn)行正反兩個(gè)行程的測(cè)量，每一測(cè)量段正行程測(cè)量完成后，需再向該行程移動(dòng)10個(gè)分度，然后在反向進(jìn)行測(cè)量。激光干涉儀自帶的分析軟件處理數(shù)據(jù)結(jié)果說(shuō)明：反向量差即為回程誤差。定位精度即為示值誤差。重復(fù)精度即為重復(fù)性。

三、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

1.檢定依據(jù)：JJG201-2008 《指示表類量具檢定儀檢定規(guī)程》

①環(huán)境條件：溫度：18℃～20℃，溫度變化≤1℃/h 相對(duì)濕度：≤70%

②測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：激光干涉儀，線性精度±0.5ppm

③被測(cè)對(duì)象：全自動(dòng)指示表檢定儀，測(cè)量范圍：（0～50）mm

四、結(jié)論

傳統(tǒng)方法和用激光干涉儀的對(duì)比（見(jiàn)下表）

同時(shí)也用激光干涉儀替代量塊和電感測(cè)微儀檢定全自動(dòng)指示表檢定儀，不僅提高了檢定的準(zhǔn)確度，還簡(jiǎn)化了檢定的過(guò)程，節(jié)約了時(shí)間，提高了工作效率。受實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度和濕度影響較小，并且在數(shù)據(jù)處理上也非常方便快捷，方法是可行的，準(zhǔn)確的。

參考文獻(xiàn)

[1]《電感測(cè)微儀使用說(shuō)明書》

[2]《Renishaw XL-80激光干涉儀使用說(shuō)明書》