量塊長度穩(wěn)定度檢定方法的探討

龔智超

摘要：我國整體經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使我國各行業(yè)發(fā)展迅速。量塊是橫截面為矩形或圓形，一對相互平行的測量面間具有準(zhǔn)確尺寸的測量器具。它不僅作為普通計(jì)量器具，還可做計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)來使用。量塊的長度穩(wěn)定度的檢定也是保證量塊檢定工作中的所取得的檢定結(jié)果是否真實(shí)可靠的一個重要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：量塊長度;穩(wěn)定度檢定方法

近年來，我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展非常迅速，同時讓我國快速進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展階段。量塊是在幾何量測量中是基準(zhǔn)的傳遞，是從自然基準(zhǔn)到實(shí)物基準(zhǔn)的傳遞，它保證了長度量值的統(tǒng)一，應(yīng)用非常的廣泛，準(zhǔn)確度也非常的高。

1量塊的介紹

量塊是一中高精度端面量具，它目前是機(jī)械制造中最基本的實(shí)物量具，它的特點(diǎn)是高穩(wěn)定性與高精確度。它主要用于長度量值的傳遞，一些卡尺千分尺等尺類量具的校準(zhǔn)，也用于量塊從高精度向低精度的檢定?，F(xiàn)在我們所使用最多的量塊有鋼制量塊和陶瓷量塊。鋼制量塊材質(zhì)堅(jiān)硬，不易破損，而陶瓷量塊則更加穩(wěn)定，在檢定過程中溫度變化對其影響較小。量塊根據(jù)實(shí)測長度與標(biāo)稱長度偏差的大小，分為4個級，其中包括K級、0級、1級和2級，根基量塊實(shí)測長度與其真實(shí)長度偏差程度又分為1等、2等、3等、4等和5等。

2適當(dāng)?shù)乜刂茰y量結(jié)果不確定度

輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度兩方面是組成量塊中心長度的測量不確定度的重要組成部分。然而，其中輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的產(chǎn)生是根據(jù)以下7種不確定度的分項(xiàng)來構(gòu)成的。（1）在被檢儀器進(jìn)行工作時，讀數(shù)不準(zhǔn)和顯示示值不穩(wěn)定所導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;（2）在進(jìn)行檢定時產(chǎn)生的讀數(shù)d所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;（3）因?yàn)榱繅K出現(xiàn)了變動量，標(biāo)準(zhǔn)量塊檢定點(diǎn)與量塊中心位置不一致，發(fā)生偏移現(xiàn)象，所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。（4）因?yàn)榱繅K出現(xiàn)了變動量，被檢量塊檢定點(diǎn)與量塊中心位置不一致，發(fā)生偏移現(xiàn)象，所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。（5）當(dāng)被檢量塊和所使用的標(biāo)準(zhǔn)量塊之間線膨脹系數(shù)之間產(chǎn)生的差值Δa的不確定度所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。（6）當(dāng)被檢量塊和所使用的標(biāo)準(zhǔn)量塊之間所發(fā)生的溫差Δt所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。（7）濾光片中心波長在檢定過程中所產(chǎn)生的測量不確定度，所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。在上面所敘述的7個產(chǎn)生輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分項(xiàng)中，從1-4項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源是根據(jù)大量的反復(fù)測量所產(chǎn)生的多個測量列，此時將選取A類不確定度方法來評定。5-6項(xiàng)是按照檢定規(guī)程中的規(guī)定以及檢定環(huán)境的限制來選取B類不確定度方法來評定。第7項(xiàng)濾光片中心波長在檢定過程中所產(chǎn)生的測量不確定度，所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度1.2nm，完全可以忽略不計(jì)。但對于一塊新購量塊或從未檢過的量塊進(jìn)行首次檢定時，是無法使用將考察時間進(jìn)行放長的方法。因此，檢定者只有將測量次數(shù)不斷增加;將檢定實(shí)驗(yàn)室的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制等方法，這樣就可以將輸入量所產(chǎn)生的不確定度分量進(jìn)行減少。但輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的產(chǎn)生是因?yàn)槌鲎杂谏弦粋€級別在進(jìn)行量塊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定的時候，所產(chǎn)生的不確定度。此時，可以當(dāng)它就是一個定值。當(dāng)選取一塊新購量塊或從未檢定過的量塊進(jìn)行首次檢定時，特別是量塊損壞后進(jìn)行修理后檢定時，在中心位置長度測得10次，然后取平均值作為該量塊中心長度值。建議出具校準(zhǔn)證書。原因是該種量塊產(chǎn)生不了長度穩(wěn)定度的任何數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)诙芜M(jìn)行檢定時，也仍然要選取首次檢定的檢定方法。當(dāng)兩次測量所產(chǎn)生的測得值之間的差值小于或等于測量結(jié)果的不確定度的倍的情況下，這種現(xiàn)象是不可以判別量塊的長度穩(wěn)定度超差的認(rèn)定。但不包括相隔兩年的測得結(jié)果之差過大，還要求繼續(xù)查找產(chǎn)生的原因。因?yàn)榇_定量塊的長度測量不確定度非常困難，所以，延長有效期的方法也是對量塊的長度穩(wěn)定度所產(chǎn)生的有效控制。

3平面度和研合性的檢定

（1）圖1（a）所示的平面度為合格，圖1（b）所示的平面度為超差（2）如果平面平晶與量塊接觸面的中心區(qū)域?yàn)辄S色，則接觸面為凸，另一面是凹的，如中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，則接觸面為凹，另一面是凸的。（3）當(dāng)平面平晶與量塊接觸面之間出現(xiàn)的干涉條紋如圖1（c）所示時（一般5mm一下量塊出現(xiàn)此種情況），說明此量塊已經(jīng)變形。

4檢定中需要注意的問題分析

（1）前提條件，要深入理解規(guī)程中的量塊長度穩(wěn)定度的前提條件：在不受異常溫度、振動、沖擊、磁場或機(jī)械力影響的環(huán)境下。因此在考察期間，考察的都是在沒有外因影響下獲得的量塊長度數(shù)據(jù)。假如此周期該量塊是經(jīng)過修理后合格的，則此前考察周期的結(jié)果中斷，需以本次修理后測得的量塊長度開始，重新考察該量塊長度測量結(jié)果的穩(wěn)定度。（2）考察期限，注意規(guī)程規(guī)定的量塊長度，穩(wěn)定度考察期限是以“年”為單位的。因此長度穩(wěn)定度不像其他檢定項(xiàng)目那樣可以從當(dāng)次檢定中立刻得到檢定結(jié)果，而是需要考察兩次甚至更多次檢定周期間量塊長度的變化，即量塊的長度穩(wěn)定度是隱含在兩次或多次檢定結(jié)果之中的。以檢定周期為三個月的量塊為例，要考察連續(xù)五個檢定周期的量塊長度變化才能得到一次的長度穩(wěn)定度結(jié)果。因此被測量塊中心長度每次測得的最后結(jié)果應(yīng)作為歷史記錄予以完整無損的保存，這是獲得量塊長度穩(wěn)定度結(jié)果的依據(jù)和前提保證。（3）檢定結(jié)果的處理，當(dāng)一套（如87塊組）量塊按照規(guī)程的要求檢定完畢，要出具檢定證書時，受檢項(xiàng)目長度穩(wěn)定度的結(jié)論是針對整套量塊而言的。

5量塊支承位置問題分析

量塊檢測中，特別是大量快，支承位置應(yīng)該嚴(yán)格按照艾利點(diǎn)的位置要求，即0.211l處（l為量塊標(biāo)稱長度），支撐面的寬度在考慮對量塊的保護(hù)及支撐力下，應(yīng)盡可能的窄，一般大量塊上面都有艾力點(diǎn)的刻線，而我們實(shí)際采用的支承工具，一般都是可調(diào)節(jié)型，以滿足不同長度量塊檢測的需要。但是我們檢測人員在檢測不同尺寸量塊，特別是量塊的標(biāo)稱長度相差不大時，經(jīng)常會忽略量塊的放置位置，殊不知不同的支撐點(diǎn)會對結(jié)果產(chǎn)生影響。

6結(jié)語

根據(jù)以上的所述，在長度專業(yè)領(lǐng)域中的計(jì)量檢定工作人員，不僅僅要在平時的檢定工作中嚴(yán)格按照量塊檢定規(guī)程及相關(guān)技術(shù)文件的要求對量塊進(jìn)行檢定，另外對一些示值誤差的應(yīng)用知識以及對測量不確定度的理解也要掌握。這樣才可以保證日常的檢定工作可以做到準(zhǔn)確無誤，并且讓檢定結(jié)果真實(shí)可靠。

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（作者單位：雞西市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢測中心）