淺談檢定量塊的長度穩(wěn)定度時應注意的幾個問題

王穎 王敏

摘要：在量塊檢定工作中，有必要對其長度穩(wěn)定度充分控制。首先，對于其中的“穩(wěn)定度”來說，指的是測量儀器維持自身計量特性隨時間恒定的能力。制造量塊的材料、機械加工應力以及熱處理后材料結構的變化等指標，均會影響量塊的長度穩(wěn)定度。為了使量塊的長度穩(wěn)定度得到有效保障，本課題重點圍繞“檢定量塊的長度穩(wěn)定度時需注意的問題”進行分析研究。

關鍵詞：量塊檢定;測量儀器;長度穩(wěn)定度;問題

長期工作實踐證明，在制造量塊材料、機械加工應力以及熱處理材料組織結構等指標發(fā)生改變的情況下，會導致量塊出現(xiàn)伸長、收縮以及變形等變化，進一步使量塊的長度穩(wěn)定度難以得到有效保障[1]。為了使檢定量塊的長度穩(wěn)定度得到有效保證，進一步使計量檢定工作的質量得到有效保障，鑒于此本課題針對“檢定量塊的長度穩(wěn)定度時應注意的幾個問題”進行分析研究具備一定的價值意義。

1.檢定量塊的長度穩(wěn)定度時應注意的問題分析

對于量塊長度穩(wěn)定度的檢定來說，屬于長度計量檢定工作中非常重要的一個環(huán)節(jié)，但是由于這是一項精密度非常高的工作，因此在實際工作過程中，需充分注意一些問題，從而確保檢定量塊長度穩(wěn)定度的準確度。總結起來，具體問題如下：

1.1注意前提條件問題

以JJG146-2011《量塊》檢定規(guī)程作為參考標準，在檢定量塊的長度穩(wěn)定度過程中，認為需不受到異常溫度的影響，同時還需避免震動、沖擊、磁場以及機械力等指標的影響。所以，基于檢定過程中，需確保獲取的量塊長度數(shù)據(jù)不會受到以上提到的外因的影響。但是，假設在檢定量塊過程中，作出了一定的修改，然后檢定長度穩(wěn)定度合格，那么便需要將修改后測得獲取的量塊長度作為開始，進一步對此量塊長度測量的結果穩(wěn)定度進行判定[2]。

1.2注意判定中的期限問題

在JJG146-2011《量塊》檢定規(guī)程當中，對于檢定量塊的長度穩(wěn)定度，其期限單位是“年”。所以，在量塊的長度穩(wěn)定度檢定過程中，并非與其他短期項目相同，不能從當次檢定結果進一步就能及時得出其穩(wěn)定度結果。這樣，便需要在周期內(nèi)進行2次及以上的檢定，了解其長度穩(wěn)定度的變化情況。

1.3注意檢定結果處理問題

針對量塊檢定項目，在其長度穩(wěn)定度考察完畢，同時其他相關指標項目考察完畢之后，需出具檢定證實，其中需注意的是：其中的長度穩(wěn)定度檢定項目相對應的結論，是以整個量塊檢定為核心的。倘若無法獲取本次檢定的長度穩(wěn)定度結果，那么本次所得到的長度穩(wěn)定度結果的真實性及可靠性便會受到質疑。

1.4注意長度穩(wěn)定度正確判斷問題

（1）計算公式：同樣以JJG146-2011《量塊》檢定規(guī)程為標準，對于其中的量塊長度穩(wěn)定度來說，采取年變化量的均值代表（lA），其計算公式為：lA=（l2-l1）/Y;其中，l2代表被測量塊考察期間測得的最大長度;l1代表被測量塊考察期間測得的最小長度;Y代表以年為單位的考察期限。

（2）指標量比較：將被檢定量塊的等級分為K、0、1、2、3四個等級，其中K等級中，量塊長度的最大允許年變化量為±（0.02μm±0.25×10-6×ln），各等量塊長度測量不確定度允許值uln則為（0.020μm+0.2×10-6×ln）。對于0等級中，量塊長度的最大允許年變化量為±（0.02μm±0.25×10-6×ln），各等量塊長度測量不確定度允許值uln則為（0.05μm+0.5×10-6×ln）。對于1等級中，量塊長度的最大允許年變化量為±（0.05μm±0.5×10-6×ln），各等量塊長度測量不確定度允許值uln則為（0.10μm+1×10-6×ln）。對于2等級中，量塊長度的最大允許年變化量為±（0.05μm±0.5×10-6×ln），各等量塊長度測量不確定度允許值uln則為（0.20μm+2×10-6×ln）。此外，對于3等級中，量塊長度的最大允許年變化量為±（0.05μm+1.0×10-6×ln），各等量塊長度測量不確定度允許值uln則為（0.5μm+5×10-6×ln）[3-4]。

（3）需注意的問題分析：根據(jù)上述計算公式不難發(fā)現(xiàn)，量塊檢定過程中，其長度穩(wěn)定度的計算簡單，然而對于各等量塊長度穩(wěn)定度的最大允許值與量塊長度測量不確定度來說，在對比分析中不難發(fā)現(xiàn)，量塊長度的測量不確定度uln一般需要比量塊長度年變化量的允許值lAM大;此外，低等量塊uln通常為lAM的若干倍。

（4）注意事項：根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，不難看出結合JJG146-2011《量塊》檢定規(guī)程，在判斷量塊檢定過程中，其長度穩(wěn)定度期間，需對量塊的長度變化量充分考慮，進一步對其測量不確定度加以考量，綜合分析，使檢定結果的準確度得到有效保障。

2.檢定量塊長度穩(wěn)定度的具體方法分析

在上述分析過程中，對檢定量塊長度穩(wěn)定度過程中需注意的一些問題有了一定程度的了解。為了使檢定量塊的長度穩(wěn)定度得到有效保障，還有必要掌握其涉及的一些具體方法，總結起來包括：

2.1檢定量塊長度的微差比較測量方法

采取比較儀，對標準量塊與被檢量塊進行對比，所得長度微小差值，便是被檢量塊與標準塊之間的微差。換而言之，在檢定量塊長度的微差比較測量過程中，需使用到比較儀，其具體應用方法為：給出標準的比較儀，然后使用標準量塊的中心長度把設備的示值調到零位，通過拔叉完成若干次撥動，然后固定穩(wěn)定示值，緩緩將量塊挪動，讓設備測頭和被檢定量塊的中心位置對準，然后再次進行拔叉的若干次撥動，這個時候獲取的穩(wěn)定示值便為測量結果;此外，對量塊進行挪動，也能夠獲取其他位置的長度值[5]。

2.2檢定量塊長度的直接比較測量方法

通過對檢定量塊的長度與設備自身所帶的標準器進行對比，能夠將檢定量塊的長度計算出來，這種方法稱之為直接比較測量方法。具體方法步驟為：將標準量塊放置比較儀工作臺面上，把測頭和中心位置對準，然后進行若干次拔叉的撥動，等到數(shù)值靜止之后，調至零點位置，進一步把被檢定量塊放置工作臺，將測頭和中心位置對準，經(jīng)過若干次拔叉的撥動，靜止之后獲取長度差值，將標準塊和獲取的長度差值求和，那邊得出被檢量塊的長度。

2.3量塊長度變動量的控制

控制量塊長度的變動量，即控制被檢定量塊的誤差，通過控制方法使其誤差控制在可控范圍內(nèi)。值得注意的是，對于量塊的長度變動量來說，其檢定工作通常在整體檢定量的全部長度檢定完成之后進行。具體方法為：使儀器測頭的頂點和量塊的測量面的其他四角對準，保證距量塊兩相鄰側面的距離控制在1.5mm左右，將儀器的示值調整為零，通過拔叉的若干次撥動，待穩(wěn)定時進行讀數(shù)，進一步將量塊移動，按照相應的順序將各點對準，然后對各點讀數(shù)進行讀取，所測量的最大、最小長度的差，便是量塊長度的變動量。

3.結語

綜上所述，在檢定量塊的長度穩(wěn)定度過程中，需充分注意一些問題，比如前提條件問題、考察期限問題、檢定結果的處理問題以及長度穩(wěn)定度的正確判斷問題等。進一步還需掌握檢定量塊長度穩(wěn)定度的檢定方法，包括：微差比較測量方法、直接比較測量方法以及量塊長度變動量的控制測量方法等。相信根據(jù)相關規(guī)范標準，同時避免問題的出現(xiàn)，檢定量塊的長度穩(wěn)定度將得到有效保證，進一步提高計量檢定工作的質量。

參考文獻：

[1]吳九牛，高宇海.基于LabVIEW的大尺寸量塊檢定系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計量技術，2018（07）：60-62.

[2]韓雪冰.接觸式干涉儀工作臺平面度在量塊長度測量中引入誤差的探討[J].計量與測試技術，2018，45（06）：118-119.

[3]陳建軍，劉香斌，張旭東，吳月艷.提高量塊使用準確度的探討[J].計量技術，2018（02）：41-43.

[4]陳效蘭.長度測量中光隙法和配對法測試方法解析與應用[J].計量與測試技術，2018，45（01）：61-63.

[5]王方，萬夙鳴.量塊檢定數(shù)據(jù)自動化處理方法探討[J].中國計量，2017（12）：109-110.