探究現(xiàn)代長(zhǎng)度計(jì)量技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題

馮海珍

山西汾西重工有限責(zé)任公司 山西太原 030027

1 長(zhǎng)度計(jì)量的內(nèi)容

在現(xiàn)代計(jì)量技術(shù)中，長(zhǎng)度計(jì)量包括角度、圓度、距離等幾何量的測(cè)量。主要分以下三個(gè)內(nèi)容：（1）確定計(jì)量所需要的長(zhǎng)度單位并且通過(guò)具體的基準(zhǔn)方式將單位復(fù)制；（2）建立具體標(biāo)準(zhǔn)的傳遞系統(tǒng)與傳遞方法；（3）合理地選擇測(cè)量方法并正確使用計(jì)量器具。

2 長(zhǎng)度計(jì)量的相關(guān)知識(shí)

將需要檢測(cè)量的值和另外一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位量進(jìn)行比對(duì)，并且要求其比值和被測(cè)對(duì)象量值關(guān)系的實(shí)驗(yàn)過(guò)程稱為測(cè)量。Q=qu是測(cè)量的表達(dá)公式，Q表示被測(cè)量的物理量，q表示比值，u表示標(biāo)準(zhǔn)單位量。長(zhǎng)度測(cè)量是以某點(diǎn)或面作為測(cè)量的基面，測(cè)量其與另外一個(gè)基面間的距離。測(cè)量操作開始之前需要統(tǒng)一選擇基面，需要選擇測(cè)量、設(shè)計(jì)、裝配等一致的基面。當(dāng)因?yàn)榧庸r(shí)的不當(dāng)操作造成工藝基面與設(shè)計(jì)基面不一致的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)確保測(cè)量基面在工序檢驗(yàn)的階段與工藝基面相一致，在終結(jié)檢驗(yàn)的階段與裝配基面相一致。保證長(zhǎng)度量值的絕對(duì)準(zhǔn)確，僅靠建立長(zhǎng)度基準(zhǔn)是根本不夠的，必須根據(jù)不同的需求建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

3 常見(jiàn)長(zhǎng)度計(jì)量技術(shù)

3.1 接觸性測(cè)量

3.1.1 外尺寸的測(cè)量

測(cè)量具有頂針孔的軸徑一般采用一點(diǎn)接觸，測(cè)量?jī)x器一般使用光柵式測(cè)徑儀。測(cè)量時(shí)將測(cè)量裝置上的滾輪和工件被測(cè)圓周對(duì)滾，并由同軸上的光柵角度傳感器測(cè)量滾輪轉(zhuǎn)數(shù)，測(cè)量數(shù)據(jù)由電纜傳遞給計(jì)數(shù)顯示裝置。在機(jī)床花盤或被測(cè)工件表面安裝一個(gè)擋光片，當(dāng)機(jī)床花盤或工件每轉(zhuǎn)一周的時(shí)候，光電管的光照就會(huì)被切斷一次，同時(shí)輸出電脈沖，經(jīng)過(guò)前置放大由電纜傳遞給計(jì)數(shù)器。當(dāng)工件轉(zhuǎn)過(guò)一定的轉(zhuǎn)數(shù)之后，經(jīng)主閘門控制的計(jì)數(shù)閘門關(guān)閉。這段時(shí)間計(jì)數(shù)器累加的數(shù)值可以由顯示器直接顯示出來(lái)，即被測(cè)工件的直徑。

3.1.2 內(nèi)尺寸的測(cè)量

內(nèi)尺寸的測(cè)量可以使用自準(zhǔn)直式孔徑測(cè)量?jī)x、干涉式孔徑測(cè)量?jī)x、光學(xué)靈敏杠桿等進(jìn)行測(cè)量。圖1是光學(xué)靈敏杠桿的結(jié)構(gòu)圖。光學(xué)靈敏杠桿需要固定在主顯微鏡的三倍物鏡下面，照明光源1負(fù)責(zé)照亮分劃2，分劃板3上面有三對(duì)雙刻線，光線經(jīng)過(guò)透鏡3和反射鏡4后反射向上，再經(jīng)過(guò)主顯微鏡5放大，然后成像在測(cè)角目鏡分劃板6上面。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)位于靈敏杠桿右側(cè)的滾花輪，可以調(diào)整分劃板2的焦距，確保目鏡視場(chǎng)內(nèi)的雙刻線像更清晰。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)位于靈敏杠桿左側(cè)的滾花輪，能改變測(cè)桿測(cè)力的方向。為了將測(cè)量線和工件的孔徑線相重合，可以采用找轉(zhuǎn)折點(diǎn)的方法來(lái)保證測(cè)頭橫向位置的準(zhǔn)確，在此橫向位置上面輕輕移動(dòng)縱向滑板，確保靈敏杠桿的測(cè)頭和孔的兩邊均分別接觸并且瞄準(zhǔn)，同時(shí)在儀器標(biāo)尺上面讀數(shù)A1、A2，被測(cè)量的孔徑D=(A1－A2)+d。

3.2 非接觸性測(cè)量

3.2.1 影像測(cè)量法

影像法是現(xiàn)在最常用的非接觸性測(cè)量方法，內(nèi)、外尺寸均可測(cè)量，其選用目鏡分劃板上面的刻線對(duì)待測(cè)工件的影像進(jìn)行瞄準(zhǔn)。首先需要根據(jù)測(cè)量人員的視力調(diào)整目鏡的視度旋鈕，使其可以看清分劃板上面的刻線，然后上下輕輕移動(dòng)顯微鏡的懸臂或焦?fàn)t微調(diào)環(huán)，將工件的影像清晰地出現(xiàn)在分劃板上面。采用同樣的方法再對(duì)被測(cè)工件輪廓的兩邊進(jìn)行瞄準(zhǔn)，然后在儀器刻度尺上面讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，兩次數(shù)據(jù)之差就是被測(cè)工件的尺寸。

3.2.2 電眼測(cè)量法

電眼測(cè)量方法就是將待測(cè)工件固定于萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀上面，選取適合被測(cè)孔徑大小的球形測(cè)頭，并且把它深入被測(cè)孔之中。把待測(cè)孔徑和儀器的測(cè)量軸線相重合，電眼閃耀的時(shí)候讀取數(shù)據(jù)。然后采用同樣的方法讀取靠近孔另一側(cè)時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)。兩次的數(shù)據(jù)差值記為a，測(cè)量?jī)x器的側(cè)頭尺寸記為b，用來(lái)表達(dá)孔徑D的公式為D=a+b。

4 計(jì)量工作的重要意義

4.1 計(jì)量工作在生產(chǎn)中的重要意義

在工業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中，計(jì)量工作在各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮著重要的作用。無(wú)論是對(duì)原材料質(zhì)量的管控、整個(gè)生產(chǎn)流程中的技術(shù)監(jiān)控還是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)均離不開有效的計(jì)量檢測(cè)工作。當(dāng)今國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家均認(rèn)為有效的計(jì)量檢測(cè)方法、先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、高質(zhì)量的原材料這三個(gè)方面是保證現(xiàn)代化生產(chǎn)的主要條件。然而，對(duì)先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)流程的準(zhǔn)確控制以及高質(zhì)量原材料的選取、檢驗(yàn)工作也都需要用到相關(guān)的計(jì)量檢測(cè)技術(shù)。我們看到國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)線出來(lái)的產(chǎn)品一般質(zhì)量都比較高，不合格產(chǎn)品很少或者基本沒(méi)有，主要是因?yàn)槠涑浞掷昧藢?shí)時(shí)監(jiān)控和在線測(cè)量技術(shù)。

4.2 計(jì)量工作在國(guó)防保障中的重要意義

先進(jìn)的國(guó)防保障技術(shù)難度高、范圍廣，要求計(jì)量的頻帶寬、量程大、精度高、參數(shù)多。對(duì)于國(guó)防高端技術(shù)的研發(fā)工作而言，因其工作性質(zhì)和工作環(huán)境特殊，大都需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高效率的計(jì)量檢測(cè)工作，工作難度相對(duì)較大。比如，飛行裝置在運(yùn)輸、發(fā)射、飛行、返回等過(guò)程當(dāng)中，可能會(huì)受到強(qiáng)輻射、高濕、低溫、沖擊、振動(dòng)等方面影響。在一些武器的研發(fā)過(guò)程中，需要對(duì)核輻射、脈沖流量、動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力等進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)量測(cè)試工作。通過(guò)高效的計(jì)量測(cè)試工作可以檢測(cè)出研發(fā)人員需要用到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，可以確保整個(gè)系統(tǒng)、子系統(tǒng)以及各個(gè)部件的安全可靠，能夠節(jié)省研發(fā)時(shí)間、物力、人力。

5 結(jié)語(yǔ)

計(jì)量檢測(cè)技術(shù)是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)之一。計(jì)量檢測(cè)技術(shù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防科技等各個(gè)方面聯(lián)系緊密。計(jì)量檢測(cè)技術(shù)水平的提高對(duì)于技術(shù)改革、產(chǎn)品創(chuàng)新具有非常有效的促進(jìn)作用。長(zhǎng)度計(jì)量技術(shù)作為計(jì)量檢測(cè)技術(shù)的主要構(gòu)成部分之一，長(zhǎng)度計(jì)量技術(shù)水平的提高對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展同樣具有重要的意義。