游标类计量器具检定要点问答

  gwmcaolihui ·  2008-01-19 11:41  ·  49080 次点击
游标类计量器具检定要点问答
什么是游标类计量器具,如何分类,有何特点?
游标计量器具是以主尺刻度为整数,利用固定在游框上的游标刻度,读出主尺两个相邻刻度之间的分数部分的计量器具。
按精度分,属线值的,其分度值为0.02mm,0.05mm,0.10mm三种。属角值的,其分度值为2′和5′两种。
按用途分为游标卡尺、深度游标卡尺、高度游标卡尺、角度规、测齿游标卡尺等。
游标类计量器具结构简单、用途广泛、使用方便、能满足一般精度的测量要求,是机械行业用量最大的计量器具之一。但它们在结构上存有共同的缺点:(1)因游标刻线面与主尺刻线面有一定的距离,易产生视差(“偏视”误差)。(2)没有产生稳定测量力的装置。虽然有些游标类计量器具上游微动调节螺丝,但不能产生定值的测量力。操作者用力不同,会使测量结果因测量力的不同而不同。(3)大部分游标类计量器具(除深度游标卡尺外)都存有阿贝误差。
何谓阿贝原则,游标卡尺是否符合阿贝原则?
如果要使计量器具得出正确的测量结果,则必须将计量器具的标尺(刻度尺)安装在被测件测量中心线的延长线上,这一原则就叫阿贝原则。违反阿贝原则所产生的误差叫做阿贝误差。
千分尺的测微螺杆和被测物处在一条直线上,符合阿贝原则,又安放不合适所产生的误差ΔL为:
ΔL=L-Lcosφ≈1/2Lφ2
因ψ角很小,φ2更小,ΔL可以忽略不计。
游标卡尺的标准尺(刻线面)与被测物不在一条直线上,而处于偏离位置,故不符合阿贝原则,产生的测量误差ΔL为:ΔL=Ltgφ≈L•φ
ΔL属一阶误差,L越大,产生误差也越大。
为何要对计量器具进行周期检定,周期检定的时间如何确定?
计量量值的传递是依靠计量器具来实现的。由于计量器具的频繁使用,使计量器具磨损、变形,甚至损坏,计量器具的示值就会发生变化,往往误差增大到不能继续使用的程度。此种情况下,如不对计量器具进行检定、修理而继续使用的话,就会带来量值传递的错误结果,造成难以估量的损失。就是对于周期内不使用的计量器具,虽然没有使用磨损,但是由于内部结构、材料的处理等在存放中发生变形、内应力的变化以及存放的环境变化对计量器具的影响等也往往使计量器具的精度发生变化。为了使计量器具传递的量值准确可靠,就要对使用中的计量器具进行定期性的检定,即周期检定。
周期检定的最长间隔一般是根据检定规程规定的,如果该计量器具使用频繁、磨损严重、其周期检定时间可以缩短,但确定间隔时间的长短必须遵守以下原则:在周期内检定的计量器具到周期检定时,其合格率不低于95%。
什么是光隙法,标准光隙如何获得?
光隙法是凭观察“测量基准”与被测表面之间光隙量来判断形状误差的一种方法。一般用于直线度误差的测量。测量时将刀口尺按要求放在被检表面给定方向或给定剖面上,并使它与被测实际轮廓线紧密接触,调整刀口尺使它的位置符合最小条件,然后观察刀口尺与被检验的实际轮廓线之间的最大光隙,此最大光隙即为直线度误差。
为了避免不同观察者对光隙大小的判断结果相差太大。可做一个光隙标准样板,根据标准光隙进行比较读数。
标准光隙可由1级量块、0级刀口尺和1级平面平晶组成,量块尺寸根据所需要的实际间隙选择,但首末两块尺寸相等,将量块按一定顺序研合在平晶工作面上,以从平晶反面观察看不到干涉带为研合好,把刀口尺放在量块上,在平放的日光灯下观察光隙。由于量块间尺寸相差不等、光隙量也不一样,这就获得了所需要的标准光隙。如取两块1mm量块先研合在平晶两边,然后再把0.999mm、0.998mm、0.997mm、0.996mm等量块按顺序研合在两个1mm量块之间,此时刀口尺与量块之间组成的实际光隙为1μm,2μm,3μm,4μm等。
在计量器具检定中,一般光隙量不大于0.01mm时可用光隙法检验计量器具工作面的平面度和直线度。
对检定游标计量器具的工作环境有何要求?
物体具有热胀冷缩的特性,在不同温度条件下被测件的长度会有所不同,一般所讲的长度是在标准温度下的长度,我国规定工业标准温度为20℃。物体温度随长度变化时,其长度的变化量不仅与温度变化量有关,而且与材料的线膨胀系数有关。譬如:量块和卡尺的材料不同,线膨胀系数不同,如果检定室温度偏离标准温度越多,其长度变化的差值就越大,所以规程中根据计量器具的精度要求又规定了检定室温度偏离标准温度的范围。另外,从现场送来检定的游标计量器具温度往往与检定室温度相差较大,这就需经过一个热传递阶段来平衡受检计量器具与检定室的温度,所以规程又规定了平衡温度时间,如果不经平衡温度就进行检定会造成较大的检定误差。
检定室的空气清洁度(灰尘多少)和腐蚀性物质对检定工作的影响也较大,灰尘多不仅容易损坏标准设备,而且影响检定结果准确度,腐蚀性气体会使标准器及卡尺工作面锈蚀。为此,检定室应有防尘措施,保持空气清洁,不要使腐蚀性物质进入检定室内。
游标卡尺应检定的项目有哪些?
规程规定游标卡尺的检定项目共有11项,分别是:⑴外观;⑵各部分相互作用;⑶游标刻线面的棱边至尺身刻线面的距离;⑷刻线宽度和刻线宽度差;⑸测量面的表面粗糙度;⑥外量爪测量面的平面度;⑺外量爪两侧两面的合并间隙;⑻圆弧内量爪的尺寸及平行度;⑼刀口内量爪尺寸和平行度;⑽零值误差;⑾示值误差。其中第3,4,5项对于使用中的游标卡尺可不检定。
游标刻线面棱边至尺身刻线面的距离如何检定?
如果游标刻线面至尺身刻线面距离过大,会影响准确读数,所以规定了这个检定项目。规程规定:用2级塞尺比较检定。可按如下方法操作:根据规程规定的最大距离选择相应的塞尺,将塞尺紧贴游标放在尺身刻线面上,用目测或手感。比较游标刻线面棱边与塞尺上面的高度。
刻线宽度和宽度差如何检定?
规程规定:用工具显微镜检定,尺身和游标的刻线至少各抽检三条,刻线宽度差以受检刻线中最大与最小宽度之差确定,可依如下方法操作:
将游标卡尺放置在工具显微镜工作台上,使刻线方向与工作台纵向或横向行程方向平行或垂直,将显微镜分划板的米字线交点对准受检刻线的一个边缘,在显微镜的微分筒上进行第一次读数,然后移动工作台,使米字线交点与该线另一边缘对准,进行第二次读数,两次读数之差就是刻线宽度。刻线宽度差也随之确定。
若在显微镜下观测到刻线不规则,应将分划板上的一条线大致对准刻线一边的内、外切线的中央,进行第一次读数;另一边的读数也依同样方式进行。
若在显微镜下观测刻线不平行,当本身平行度偏差不超过刻线宽度差时应将米字线交点对准刻线一边的中点(刻线全长的)进行第一次读数,另一边读数也以同样方式进行。
外量爪测量面的平面度如何检定?
规程规定:对分度值为0.02mm的卡尺,用0级样板直尺(刀口尺)以光隙法检定,必要时,可以用2级平面平晶检定。用平晶检定时,在整个测量面上应呈现任意形状的干涉带,对于分度值为0.05mm和0.1mm的卡尺,用1级样板直尺(刀口尺)以光隙法检定,用光隙法检定时,其方向如下图所示。
这里所说的“必要时”是用刀口尺以光隙法检定不能确定是否合格的一种特殊情况,才改用2级平晶进行检定。值得注意的是:用平面平晶检定的外量爪测量面尽量是新制的或修理后的,而且表面粗糙度要尽量好些。如果是使用中的卡尺,在用平面平晶检定前,必须用研磨天然油石打磨测量面,以防毛刺划伤平面平晶。
外量爪两侧两面的间隙检定为什么应分别在尺框紧固和松开两种状态下进行?
这是依据使用过程中的实际需要和卡尺本身结构特点确定的检定方法。卡尺在使用时,为了方便、准确的读数,需要从测件上拿下来。为了使拿下时尺框不产生走动,要用紧固螺钉把尺框紧固住。有的卡尺由于制造、修理不佳或使用磨损等原因,在紧固螺钉前两量爪测量面间至手感接触时无间隙,紧固螺钉后却产生间隙,用这样的卡尺在尺框松开和紧固两种状态下测量时往往会得到相差较大的测量结果。为此,规程规定这项检定必须在尺框紧固和松开两种状态下进行。
圆弧内量爪的尺寸及平行度如何检定,应注意什么问题?
规程规定:圆弧内量爪尺寸用外径千分尺沿卡尺内量爪在平行于尺身的方向上测量。在其它任意方向上测量所得之值与基本尺寸之差,应不超过量爪尺寸偏差的上偏差。
平行度在内量爪距外端2mm处沿平行于尺身方向开始测量,以内量爪全长范围内最大与最小尺寸之差确定。
检定过程中有以下几个问题需要引起注意:
①基本尺寸(设此值为b)要分别在平行于尺身方向和其它方向上测量,在平行尺身方向测量时不能超出规定的尺寸上下偏差,在其它方向测量时,所测得之偏差值只要求不超过b值的上偏差。但不能因此而忽视其它方向的测量。
②圆弧内量爪有一定长度,测量位置不同会得出不同的结果,只要这些结果中没有超出规定范围的偏差就认为尺寸b为合格。
③圆弧内量爪的平行度,由全长范围内沿平行尺身方向测得的最大尺寸值与最小尺寸值之差来确定。
④对于上宽下窄的圆弧内量爪用千分尺对根部进行测量时,要注意观察千分尺测量面与内量爪测量面之间的间隙,并估读出间隙量,此时的圆弧内量爪尺寸由测得值与两倍间隙量之差确定。当双方发生争议或不易确定平行度是否合格时,可用工具显微镜进行检定。
刀口内量爪尺寸和平行度如何检定?应注意哪些问题?
规程规定,将一块10mm的3级量块长边夹持于两外测量爪之间,紧固螺钉后该量块应能在量爪测量面间滑动但不脱落,尺寸用测力为6~7N的外径千分尺沿刀口内量爪在平行于尺身方向测量,尺寸偏差以测得值与量块尺寸之差确定。
在其他任意方向测量所得之值与量块尺寸之差,应不超过量爪尺寸偏差的上偏差。
平行度用外径千分尺沿量爪在平行于尺身方向测量,,以刀口内量爪全长范围内最大与最小尺寸之差确定。
在检定过程中有以下几个问题值得注意:
①卡尺两外量爪测量面夹持量块后,要用紧固螺钉将尺框紧固住,才能用千分尺去测量刀口内量爪的尺寸,如果不紧固就去测量,会使尺框在千分尺测力作用下产生角位移,测出的结果就不准确。
②用千分尺沿全长范围内测量刀口内量爪时,测点不同可能得出不同的偏差值,只要不超过规定偏差就算合格。
③用千分尺测量刀口内量爪的尺寸时,有些同志只注意了沿平行尺身的方向测量而忽视了其它方向的测量,这是不对的。因为卡尺刀口内量爪的“刃”部有一定的宽度(一般工艺要求不超过0.3mm),由于使用磨损宽度还会加大,再加上两量爪侧面间隙,这就有可能造成在平行尺身的方向测量不超差,而在其它方向测量时却超过规定上偏差。用这样的卡尺测量内孔时会测出错误的结果,由以上原因造成的误差可由下式表示:
ΔL=d-√d2-(2a+c)2
式中:
ΔL——误差;
d——被测孔直径;
a——量爪刃口厚度;
c——两量爪间隙。
游标卡尺零值误差如何检定?
零值误差以零刻线和尾刻线不重合度来表示。检定的方法是:移动尺框,使两测量面接触(有微动装置的须使用微动装置),当手感接触后,分别在尺框紧固和松开两种情况下借助放大镜观察游标零刻线与尺身零刻线、游标尾刻线与尺身相应刻线的重合情况,读出的相差数值就是不重合度。在难以判断是否在规定指标内时,可用工具显微镜检测,方法是:分别测得第1、2、3、4条边线的坐标值,求出2—4线的中线坐标和1—3线的中线坐标,两中线的坐标之差即为刻线不重合度。
检定卡尺示值误差时,为什么要求把量块放在量爪的里端和外端两个位置上进行?
有的人在检定卡尺示值误差时,只把量块放在量爪中部进行检定,这是错误的。规程规定:检定游标卡尺示值误差时,“每一个受检点应在量爪的里端和外端两位置检定”。即先后把量块放在量爪的里端和外端两个位置上进行检定。这是因为卡尺在结构上没有遵守“被测长度应放在作为标准尺的刻度延长线上”的阿贝原理。在测量时游框相对于主尺进行滑动,虽然由于弹簧片的作用使游框压住主尺,但还是有间隙的,不同检定人员用力不同,会造成游框不同程度的偏斜;另外,由于主尺基面平面度不好(如使用中不均匀磨损、主尺尺身受力变形等),也会使游框在不同受检点处产生不同程度、甚至不同方向的偏斜,显然,仅把量块放在量爪测量面中部位置检定是不行的,必须在量爪的里端和外端两个位置上检定才能较好地反映卡尺的示值误差情况。
如何理解游标卡尺示值误差表中“尺寸范围”的含义?
游标卡尺示值误差表中的“尺寸范围”是指游标卡尺所能测量到的一个尺寸区间,与旧规程中“尺寸段”和其它现行游标类计量器具检定规程中的“测量范围”的含义是一样的。对于分度值相同的游标卡尺来说,对应一个尺寸区间有一个最大允许示值误差。如分度值为0.02mm的一把游标卡尺,在检定0~300mm范围时允许最大示值误差则为±0.02mm,而在检定它的“>300~500mm”范围时(不含300mm处)允许最大示值误差则为±0.04mm。也就是说:一把游标卡尺受检点不一样,允许的示值误差也可能不一样。有的人把“尺寸段”或“测量范围”误解为“游标卡尺的最大测量范围”,不论检定什么位置都依最大测量范围所对应的示值误差去要求,这样做明显是错误的。
刀口外量爪示值误差检定是指游标卡尺哪个部位,应如何检定?
刀口外量爪与其它型式卡尺的外量爪相比短的多,其示值误差的检定与其它型式的外量爪示值误差检定方法基本上是相同的。比如,量块等级选用,受检点的选择等都一样。所不同的是由于刀口外量爪测量面较短,无须把量块放在量爪的里端和外端两个位置上检定,只须放在刀口量爪中间位置就行了。
带深度尺的游标卡尺测深部分示值误差如何检定?
首先用目测法检查深度尺在槽中滑动是否顺利,有无晃动和窜动现象,然后将卡尺对好零位,用刀口尺检查主尺端面与深度尺的端面是否在同一平面内(在任何方向上检查均不应有可见光隙),这样也便于发现主尺端面的平整程度等问题。以上检查合格后,在进行示值误差检定。
其示值误差的检定,只在尺寸20mm一点进行,方法是:用两块尺寸为20mm的量块(或用一带孔专用量块)置于1级平板上,使尺身端面与量块平稳接触。伸出深度尺至平板,使尺身垂直于平板,然后在尺身上读数,其示值误差应不超过卡尺游标分度值。
值得注意的是,在日常检定中,常看到有的同志用刀口尺以光隙法检查主尺端面与深度尺端面是否在同一平面内来代替量块检定深度尺示值误差这是错误的。由于尺端与主尺基面未规定垂直度要求,当垂直度偏差较大时,用刀口尺以光隙法检定合格,但示值误差不一定

2 条回复

花花不再  2013-04-18 11:41
为何要对计量器具进行周期检定,周期检定的时间如何确定?
真详细
昨日之星  2013-04-14 01:17
虽然是对过期失效的通用卡尺检定规程的解读,但是很多基本知识还是很有参考价值的。

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