以1000mm量塊為例剖析大尺寸量塊檢定

以1000mm量塊為例剖析大尺寸量塊檢定

量塊的尺寸越大，受溫度的影響也越大，其次是量塊的尺寸越大，其側面的平面度及平行度誤差就越大，所以在檢定時要考慮這些因素。
一、量塊檢定

測量方法: 依據JJG 146-2011《量塊檢定規程》進行測量。

測量環境: 溫度為(20±0.3 )℃ ;相對濕度為≤60% 。

假定被測對象是4等1000mm量塊，那么標準量塊就應該選3等1000mm量塊。
1.中心長度的檢定

測量過程4等量塊的中心長度是以相同標稱尺寸的3等量塊作為標準，在測長機上采用直接比較法測量。測量時， 先將選定的儀器示值調零，再測得標準和被測量塊中心長度的差值δ。當進行兩次測量時，得到兩個測量結果的算術平均值δ與標準量塊中心長度的實際值Ls 之和， 即為被測量塊中心長度的實測結果L 。標準量塊與被測量塊經溫度平衡后，在比較儀的工作臺上，將測頭對準標準量塊Ls 中心，撥動撥叉，將穩定示值調整為測量零位，移動量塊框架，使測頭對準被測量塊L 中心，撥動撥叉數次，以穩定示值為測量讀數δ ，被測量塊的中心長度L=Ls+δ。
2 . 長度變動量的檢定

長度變動量最大允許值即量塊測量面上任意點中的最大長度Lmax 與最小長度Lmin之差，用tv表示。

量塊長度變動量實際上是對量塊幾何形狀一一兩工作面之間平行性要求的一個技術指標。為了簡便易行，在討論量塊工作面平行性時，并未嚴格按照形位誤差概念平行度進行檢測和評價，而是用如圖1 所示的5 個特定(極限)位置( 0/0 、a/1 、b/2 、c/3 、d/4) 上的最大和最小長度差來刻畫量塊兩工作面平行性一一量塊長度變動量。也就是說當完成量塊中心長度測量后，緊接著開始測量量塊變動量。方法是:測頭瞄準被測量塊中心，撥動撥叉，將穩定示值調整為測量零位，移動量塊框架，按0/0→a/1→b/2→c/3→dJ4→o/0順序，對準被測量塊這5個量塊特定位置進行量塊長度測量讀數，即: 一一測量出a/1 ， b/2、c/3 、d/4點相對于o/0點的長度差。通過測量所得0/0 、al1、b/2 、c/3 、d/4計算其最大與最小長度差，便可得被測量塊長度變動量。對于新檢定/校準人員或穩定性不太理想的儀器，量塊長度變動量建議采用如下測量順序，0/0→a/1→0/0;0/0→b/2→0/0; 0/0→c/3→0/0;0/0→d/4→0/0 ，以提高測量成功率。

二、注意事項

1.在使用測長機檢定大量塊前，首先必須調整好尾管測量部件，使球面測量端中心嚴格對準，然后注意調整好測長機的零位，根據支承量塊的需要，配置適宜的夾固件。另外，為了掌握溫度變化，應配備對儀器和量塊測溫的器具，如貼附溫度計等，并安置在一個能夠比較理想的反映其溫度的部位。測長機主要由底座、測量座、尾座和工作臺組成。測量座、尾座和工作臺都可以在底座導軌上移動，并根據需要緊固任何位置。測量座上有光學計管、讀數顯微鏡。用粗動手輪和微動手輪可以使測量座沿著導軌移動。

2.在測長機上測量量塊時， 量塊應該臥式安裝，也就是說， 量塊的測量軸線應該處于水平位置。根據被測量塊的標稱尺寸，選擇量塊支架，并調整兩支點的位置，使兩支點的位置距離量塊測量面的距離為0.211L ( L 為量塊的標稱尺寸) 。將標準量塊與被測量塊支撐在支架上，并用支架上方的兩對螺釘輕輕壓住，量塊夾好后，連同支架一起放在與儀器刻度尺等高的輔助臺面上進行等溫(或者叫做溫度平衡) ，時間不少于嶼，環境溫度梯度≤0.3℃/h 。

量塊的測量面是一對平行的長方形平面，測量時通常選用球面測帽，安裝在尾座和測量座的測桿上，兩測帽的球面頂點均應在測量軸線上。調整方法是:將尾座和測量座移近，使得兩測帽接觸，轉動手輪(左側的) ， 使光學計管對準某一數值(如對準零) ，然后用螺絲刀轉動尾管上兩相互垂直的螺釘，找到示值為最大的轉折點，然后將測量座和尾座分開。這時將標準量塊和被測量塊同支架一起搬至工作臺上，兩測帽接近標準量塊，固緊測量座，再轉動儀器手輪(右側的) ，使兩測帽的頂點對準標準量塊的中心，并尋找示值為最小的轉折點。用手輪(左側的)將光學計管的示值調整到零，然后使被測量塊與標準量塊在工作臺上靜止一段時間，等溫(溫度平衡)至符合該等級量塊的溫度要求時就可以開始檢定了。為使標準量塊和被測量塊的溫度達到平衡，測量前兩量塊需同時放置在測長機工作臺上等溫，時間不少于50min ，環境溫度梯度≤0.3℃/h 。

3.量塊正確的姿態，對于屬于彈性體的鋼質量塊，由材料力學可知:受其自身重力的作用， 量塊垂直姿態要比水平姿態短

式中:L一一量塊長度；ρ一一量塊密度；E一一量塊彈性模數。

JJG146-2011 規定， 大尺寸量塊無論是在測量還是使用時均應采用水平姿態。事實上，無論如何選擇支承，水平姿態的量塊自重變形都不可避免。如果能保證測量和使用時都采用同樣的支承水平姿態的量塊自重變形便不會給量塊量值帶來任何影響(量塊長度軸線保持一致) 。針對量塊長度量值的重復性和復現性要求，艾利通過材料力學計算獲得艾利支承。艾利支承的目的并不在于獲取變形量最小的長度軸線，而在于在自由狀態下保持量塊兩個工作面的平行度(長度變動量)不變。量塊工作面平行度保持不變，對于量塊使用來說，確保了量塊量值的復現性。

保持量塊工作面平行度不變的艾利支承，是量塊在除受兩支承點的支承力外處于自由狀態條件下得到的。如果量塊受到除支承力以外的作用，艾利支承保持量塊工作面平行度不變便不成立。最常見致使大尺寸量塊處于非自由狀態的外力有: 量塊支承架對量塊的夾持力、量塊靠在一起由量塊非工作面平面度導致的量塊間的相互作用力。

4.在大尺寸量塊測量時務必保證量塊處于自由狀態。確保測量狀態量塊處于自由狀態的辦法有兩個: 一是在標準與被測量塊間夾一銅片， 三者緊靠在一起進行全程的溫度平衡( 量塊通過導熱性能良好的銅片進行熱交換) 。測量前，在解除艾利支承架對量塊夾持力的同時抽出銅片使量塊達到自由的測量狀態。二是直接將量塊靠在一起進行全程溫度平衡。測量前，在解除艾利支承架對量塊的夾持力后，用量塊夾將量塊分離使量塊達到自由的測量狀態。

5. 在測量量塊長度時應仔細調節儀器工作臺，通過尋求的轉折點(最小讀數值)獲得所需的量塊長度(垂直長度) 。由于標準量塊與被測量塊幾何形狀不同其長度軸線也很難平行所以在1000mm 量塊測量中， 經過調節儀器工作臺得到標準量塊中心長度(轉折點)并確定測量零位后，對于被測量塊中心長
度以及長度變動量的4個特定點上的量塊長度，均需調節工作臺，通過轉折點分別一一獲得符合定義的各量塊長度。
作者單位[張宜遠 甘肅省計量研究院、黃曉蓉 中國測試技術研究院]

好貼，頂一個。

呵呵   張     黃老師 幫你修改的啊   頂  好貼