大量程百分表的檢定方法研究

趙浩進

（江陰市計量測試檢定所， 江蘇 江陰 214400）

1 概述

百分表是一種指示表，是一種通用長度測量工具，通過機械傳動系統(tǒng)讀取測量桿的線性位移，并改變表盤上指針的角位移。百分表的傳動機構(gòu)可以放大測量的微小位移，便于讀數(shù)。然而，同時也可以放大錯誤，所以一個小錯誤會帶來的后果將無法彌補。俗話說“差之毫厘，謬以千里”，因此在機械設(shè)備的生產(chǎn)加工中，測量工具起著十分重要的作用。百分表在機械設(shè)備的加工、生產(chǎn)領(lǐng)域中是應(yīng)用最多的測量工具。當(dāng)前對那些新出廠的或者正在進行使用的百分表進行校對、維修和檢定，目的是使其符合現(xiàn)代化社會對高精度儀器、設(shè)備的需要。

2 大量程百分表的檢定問題

具有相應(yīng)基礎(chǔ)的檢定員通過手動方式對裝置進行檢定，并通過一定的培訓(xùn)，對標(biāo)準(zhǔn)機械進行緩慢調(diào)節(jié)，來檢測百分表，并對表指針變化進行觀察，同時讀取檢測數(shù)據(jù)，這樣最終完成了對大量程百分表的檢定工作。但是，這種檢定方式效率不高，并且還要系統(tǒng)地培訓(xùn)檢定人員，一旦操作出現(xiàn)失誤就會嚴重影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，若對大批量的百分表進行檢定，工作人員會進行多次的重復(fù)勞動，不久就會疲勞，不但影響效果，也會增加成本，同時還浪費很多時間[1]。

還有一種光柵式儀表校準(zhǔn)儀，可在確保精度的基礎(chǔ)上測量基準(zhǔn)長度。這種檢測儀最大優(yōu)點是可以高精度測量，結(jié)果值可以近似于零點幾微米，但光柵測量元件價格高昂，這樣會使檢定儀的成本增加，并且他的記錄也不便于存儲。盡管是全自動化測量，卻有一定的局限性存在，客觀條件、環(huán)境有較大的影響，并且價格高昂，對于大量程百分表的檢定而言，不適合使用。

3 大量程百分表的檢定方法與過程

在檢定大量程百分表時，參照國家標(biāo)準(zhǔn)的檢定項目很多，包括回程誤差、示值誤差、示值變動性等項目的檢定。下文根據(jù)《百分表檢定規(guī)程》簡單對上述項目的檢定過程和方法進行分析[2]。

3.1 示值變動性

在剛性表架上安裝受檢表，保證測量軸線和帶筋工作臺是垂直的，將測桿分別在測量范圍的始、中、末三個位置軸向波動5次（且測桿位移量要低于10 mm），這個位置的示值變動性為5次測量中，最大、最小對數(shù)差。

3.2 測桿受徑向力對示值的影響

在剛性支架上安裝受檢的大量程百分表，保證表的測量軸線和帶筋工作臺是垂直狀態(tài)，并將半徑為10 mm的半圓柱側(cè)塊放置在工作臺和測頭中間，調(diào)整百分表，使其在測量范圍的起始位置和側(cè)塊圓柱面的最高位置周圍接觸，并沿著側(cè)塊母線垂直方向，在指示表左、右、前、后4處將側(cè)塊移動2次，并記下每次側(cè)塊的最高點和表的測頭接觸產(chǎn)生的最大值的讀數(shù)，而這8個讀數(shù)的最大和最小值的差，就是側(cè)桿徑向受力對示值的影響。并且還要在工作行程的中、末兩個位置進行這樣的測量。

3.3 示值誤差

使用臥式測長儀、指示類量具檢定儀來測量百分表示值誤差。在測量中，需要確保標(biāo)準(zhǔn)器進給位移方向和受檢表測桿軸線在一條直線上。此外，還能滿足測量不確定度要求的其他方法測量[3]。

3.3.1 指針式百分表

將受檢表測桿壓縮到指針歸零后進行測量。在0～1 mm測量段內(nèi)，間隔0.2 mm測量一點；在20～100 mm測量段內(nèi)，間隔測量5 mm一點；一直到測量終點，并將受檢表進行壓縮到20個分度，并對各受檢點進行反方向測量，直到歸零為止。測頭的一定方向不得在測量過程中進行改變，同時也禁止調(diào)整儀器和受檢表。在正行程0～10 mm范圍內(nèi)，任意的1 mm示值誤差，均是由任意整1 mm測量段中誤差的最大值和最小值之差的最大值確定的。正行程所有受檢點中誤差的最大值和最小值差確定了全量程的示值誤差。

3.3.2 數(shù)顯式百分表

將受檢表測桿壓縮大約0.2 mm，歸零后進行測量，在0～10 mm測量段內(nèi)，間隔0.2 mm測量一點，在0～10 mm測量段內(nèi)，間隔2 mm測量一點，最后一直到測量終點，并對受檢表持續(xù)壓縮0.2 mm，并對各受檢點進行反方向測量，直到歸零。測頭移動方向不可在測量中途改變，并且也不能夠調(diào)整受檢表和儀器。正行程所有0.2 mm間隔的受檢點中的相鄰誤差的最大值確定了任意0.2 mm示值誤差。正行程所有整1 mm測量段中誤差的最大值與最小值差的最大值確定了0～30 mm表任意1 mm示值誤差。正行程所有2 mm間隔受檢點中的相鄰誤差的最大值確定了0～50 mm表和0～100 mm表任意2 mm示值誤差。正行程中全部受檢點中的誤差最大值與最小值差確定了全量程示值誤差。

3.4 回程誤差

測完示值誤差以后，受檢表的回程誤差，取正、反行程同一個受檢點誤差值差的最大值。所以，在檢定大量程百分表時，首先，在推定被檢百分表測桿時，通常使用的是相應(yīng)的檢定設(shè)備，并依據(jù)檢定規(guī)定規(guī)程將其移動到預(yù)定的受檢點；其次，需要對被檢百分表指針指示的數(shù)值、相關(guān)檢定設(shè)備的測量數(shù)據(jù)進行讀取，并將這些數(shù)據(jù)記錄好，并最終分析、處理這些測量數(shù)據(jù)[4]。

4 結(jié)語

在對大量程百分表檢定的過程和方法進行介紹時，分別從回程誤差、測桿受徑向力對示值的影響、示值變動性等幾方面進行，并通過長時間檢定實操得出：可以使用分段法檢定大量程百分表。具體的檢定方法為：一旦被檢百分表的量程大于標(biāo)準(zhǔn)檢定器，需要使用分段法檢定，完成第一段檢定后，第二段要從第一段的最后一圈施以循環(huán)檢定，各段檢定如上類推，在檢定完所有百分表后，基數(shù)以第一段為準(zhǔn)，對于各段的重復(fù)數(shù)據(jù)而言，使用數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)法，轉(zhuǎn)換最大、最小數(shù)據(jù)，從而使得各段銜接中的數(shù)據(jù)誤差降低，最終保證大量程百分表的檢定更方便，為企業(yè)提供更好的服務(wù)。