数字式指示表检定仪的比较
肥仔小兵哥 · 2010-07-17 21:56 · 15662 次点击
指示类量具检定仪(以下简称检定仪)是通过目力瞄准,以光栅传感器或精密丝杆为计量标准,主要用于检定指示表(指针、数显)、杠杆表和内径表以及大量程百分表的示值误差和回程误差的计量仪器。
目前国内的数字式检定仪分为数控式和光栅式两种。这两种检定仪各有优点和不足。
光栅式检定仪(半自动型、电动型)采用精密计量光栅作为标准器,具有数显分辨力高,示值、回程误差小,测量行程长等优点。不足之处,则主要在于旋转手轮推进的落后操作方式。这种方式的问题有:
1.通过旋转手轮来使表针对准刻线(包括电动型),手的晃动很容易使表针越过刻线。
2.检定员与检定仪相接触,无论何种传动方式,都对检定仪有不稳定的作用力,增大了人员误差及方法误差,指示表检定结果重复性差。
3.检定行程长,检定点多的指示表(首次检定行程10mm的指针式百分表需202个点,首次检定行程10mm、分度值0.002mm的指针式千分表则需402个点),检定大量程百分表时(检定行程更长达20-50mm,且各检定段检定间隔不同。如指针式大量程百分表20mm后的检定间隔5mm,要旋转手轮好多圈。有检定员反映往往检到后来不知道自己检定到第几点,检定间隔该改变时却未及时改变)需长时间旋转手轮,人体姿态长时间僵直,手、眼、脑容易疲劳,不符合人体工学。操作过程比较忙乱,不比机械式检定仪轻松多少,检定效率低。
有种说法认为计量光栅尺没有回程误差,所以当表针越过检定点后再回退到检定点重新采样即可,即所谓回退重采。这是完全错误的!
指针式指示表是利用齿条与齿轮或杠杆与齿轮转动,将测杆的直线位移转变为指针角位移的计量器具。齿轮的间隙、游丝及弹簧的力度、轮轴与孔的配合间隙、导向杆与导向槽配合间隙等因素,都会对指示表的回程误差产生影响。
在检定过程中回退重采,改变了表针的运动方向和机械状态,带进了指示表的回程误差,把反行程误差当作正行程误差,这样的操作方法不能准确的检定出指示表的回程误差。
无论是旧的国家计量检定规程(JJG34-96《指示表》、JJG379-95《大量程百分表》),还是新的国家检定规程(JJG34-2008《指示表》、JJG379-2009《大量程百分表》),均强调“在整个检定过程中,中途不得改变测杆的移动方向,也不应对受检点和检定仪做任何调整。”。
综上,用旋转手轮对刻线的光栅式检定仪,操作方法不科学,不符合国家计量检定规程。
数控式指示表检定仪其实有两种:一种以精密丝杆为标准器。另一种以精密计量光栅为标准器。
以精密丝杆为标准器的数控式检定仪,应用计算机技术和步进电机细分技术,将检定步距精确到1μm,实现了机械式检定仪的数显功能。这种数控检定仪工作时由计算机控制的步进电机自动给进(完全摒弃手轮)、正行程检定完毕后自动转反行程检定、自动改变检定间隔、自动读取误差、自动按检定规程数据处理。工作时检定员只须单手握专用小键盘进行操作,姿态轻松自然,跟检定仪不接触,无相互作用力。检定过程中,中途绝不改变测杆的移动方向,完全符合国家计量检定规程要求。
数控检定仪独有的指定范围重检功能,对指定范围内检定点重新检定,范围之外则快速掠过。在保证不对受检点和检定仪做任何调整的前提下,可对错采样的检定点重新采样,对全行程的检定数据重新计算。该方法即高效又科学合理,完全符合国家计量检定规程要求。以精密丝杆为标准器的数控式检定仪具有检定效率高(旋转手轮的2倍以上),检定方法科学合理,操作简单轻松,检定数据稳定可靠,重复性好,经久耐用等诸多优点。
精密丝杆标准器的数控式检定仪用来检定10mm内百分表、1mm内千分表完全够用。但是,对一些大量程、高精度的指示表(譬如行程超过1mm的千分表,甚至50mm的千分表),精度和行程就不够了。
以精密计量光栅为标准器的数控指示表检定仪,则将精密计量光栅技术与数控技术相融合。即具有精密计量光栅高分辨力,高精度,长行程等优点;又继承和发扬了数控技术,最小控制步距精确到0.1μm,定位精准,重复性好。这种数控检定仪拥有良好的精度,科学高效的操作方式,完全符合国家计量检定规程,能满足各类指示表的检定需求。
虽然全自动指示表检定仪已在市场上推行多年,但因价格昂贵,在计量检定上存在技术尴尬,不易普及。国家检定规程(JJG201-2008《指示类量具检定仪》)的概述中明确“指示类量具检定仪(以下简称检定仪)是通过目力瞄准,……”。
综上比较,精密计量光栅标准器的数控指示表检定仪在标准器精度、操作方式科学合理性、检定效率效果及性价比等都诸多方面均优于其他各类检定仪,非常值得推广普及。
参考文献:
1.中华人民共和国国家计量检定规程JJG34-2008《指示表》
2.中华人民共和国国家计量检定规程JJG379-2009《大量程百分表》
3.张卫东JJG201-2008《指示类量具检定仪》检定规程解读
4.中华人民共和国国家计量检定规程JJG34-96《指示表》
5.中华人民共和国国家计量检定规程JJG379-95《大量程百分表》