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摘要:量块作为一种长度计量标准,其主要在传递长度量值与监控工业产品尺寸方面进行应用,量块外形简单,而且使用十分方便,因当前工业行业中对产品尺寸控制和长度量值传递方面具有不可替代性。
关键词:量块;检定;检定方法;检定装置
通过对量块进行检定,可以有效的保证量块长度量值作为标准量的合法性,即可以对被检量块的等级进行确定。作为长度计量标准的量块,对其外观、平面度、研合性和硬度等都具有相应的要求,以此来来量块的制造、检定和使用等方面的发展变化具有较好的适应性。当前量块的检定方法主要以光干涉直接测量法和比较检定法为主,在具体检定过程中需要根据量块的等级来选择具体的检定装置。
1量块的检定方法
在当前量块检定过程中,主要采用的检定方法为光干涉直接测量法和比较检定法。这其中光干涉直接测量法主要是对高等级量块检定中会应用到,在具体检定过程中,其以光波波长作为标准量,并以量块测量表面作为测量镜面,以此来构成干涉仪。在比较检定法中,主要是以高等级量块长度来作为标准量,并将其与低等级量块之间进行比较,利用高精度测长仪器来对被检量块与标准量块长度之间的差值进行测量。在采用比较法检定的量块,在具体测量过程中,需要以标准量块的长度来标定传感测头位置,然后通过提升测头,将其移至被检量块上,以此来对被检量块进行检定,传感测头能够获取到被检量块同标准量块之间的长度差,以此来对被检量块的精度等级进行确定。比较检定法也被称为点到面式的测量。在具体检定过程中,其对工作台的平面度具有较高的要求,一旦被测量块自身存在弯曲的情况,则所检定的结果与会实际情况之间存在较大的出入。因此在对标准长度大于10mm的量块在具体检定过程中,通常会应用带肋工作台,而且工作台肋长边方向要保持凸起的弓形,中间部门要高出其余肋表面。对于长度在家0mm以下的量块进行检定时,一般情况下会选择玛瑙工作臺,其工作台中间球面要高出周围各肋表面相应的高度。这种设计能够在一定程度上解决小量块弯曲的问题,但对于大量块来讲,在具体检定过程中测量时量块在工作台上的是倾斜放置,因此倾角的存在会造成二次误差的产生。
2 量块检定过程中应用的检定装置
2.1 光波干涉仪
在当前国际上对高等级量块检定过程中,通常会采用小数重合法的原理来完成具体的测量。我国在量块检定工作方面,通过对光波干涉仪和激光干涉仪进行不断改造,研制出了激光量块干涉仪。其利用稳频激光器、图像采集系统和数字图像处理技术,通过利用湿度传感器、大气压和温度来对环境变化进行监测,确保检定过程中标准状态与环境参数之间不会产生偏离,以此来提高测量结果的准确性。这种检定装置能够自动对测量出的数据进行采集、记录和分析处理,对于参数之间存在偏离的情况,则要利用相应的公式来对其进行修正。
2.2 接触式激光量块测长仪
利用接触式激光量块测长仪能够准确测量高等级量块,其以稳频激光器作为长度基准,通过利用激光干涉,并借助于脉冲技术原理和柔性电感测头定位来对测头位移来进行确定,直接测量出量块的长度。在具体测量过程中,利用湿度传感器、温度和气压来监测环境变化。通过提高分辨率来实现对脉冲当量的有效控制,并对仪器的分辨率进行有效的改善。
2.3 用于不大于3等的量块测量的仪器
对于3等及以下的量块进行测量时,利用比较测量方法时采用的检定装置多为接触式测量仪和干涉仪。近年来加大对量块自动化比较仪的研究力度,其主要是利用光栅式、电感测微仪和摄像等原理,运用计算机自动判读功能,准确判断被测量块与标准量块之间的偏差,同时还能够实现测量数据的自动处理。
2.4 比较式的量块检定仪器
对于2等以下的量块进行检定时,通常会应用到比较式的量块检定仪器。目前随着企业批量检定需求的发展,比较式量块检定仪器研发力度不断增加,一些新型仪器得以面世应用,同时一些旧式设备也通过改造,检定的准确度有了较大程度的提升。
3 量块周期检定的分析
量块作为长度计量标准,其主要是通过对两个平行的测量面间的距离进行测量所得到的长度,作为高精准度的测量器具,其所测量出来的长度被作为计量仪器的标准长度。在实际检定过程中,通过量块来实现长度量值的传递,而且在长度计量测试过程中,其量规、量具和仪器都可以通过计算标准器来完成具体的检定,而且利用量块还可以对精密机床的刀具、夹具的定位尺寸进行调整和测量,完成精密机械零件尺寸的测量工作。
在量块具体使用过程中,需要使互相平行的两个测量面来与被测物进行接触,这样就导致测量面在长期与被测物接触过程中会受到不同积蓄的磨损,从而使量块尺寸变小。在实际使用过程中,为了保证量块测量的精准度,需要对量块实际磨损情况进行准确判断,通过检定来对量块的实际尺寸大小进行确定。虽然在量块制造过程中采用取稳化处理,但在冷热加工过程中残存应力无法有效清除,因此在量块内部还会存在残存的应力,从而影响量块的尺寸。利用对量块进行定期检定来对量块的尺寸进行重新测量,确保量块测量的精准性。在对量块进行周期检定过程中,对于使用次数较多的量块,需要适当缩短量块的检定坝基,这样在两次检定周期期间量块还能够保证测量的精准性。对于不使用的量块,在放置一段时间需要再进行使用时,则需要先对其进行检定,检定合格后才能使用。
在量块检定过程中,通过对量块研合性进行检定,不仅可以可以对量块工作面的表面质量和平面度情况进行反映,而且还能够反映出量块工作面的粗糙度情况,这三项指标是决定量块研合性好坏的重要依据,只有具有较好研合性的量块,在对量块中心工度尺寸的测量和量块的研合使用才具有意义。在对量块研合性检定过程中,通常会选择装有白光灯管的检定台,针对量块的等级来确定检定台的平面度。当利用平晶检定量块测量面的研合性时,平晶要与量块测量面之间直接接触,在具体检定过程中,要沿量块测量面边缘将平晶轻轻的推入,并逐渐减小角度,透过平晶来观察研合面的干涉条比方,确保其不断变宽,直到消失为止,然后向研合面的法向和切向进行稍加移动并轻轻加压,感觉到研合力的存在。对于干涉带无法变宽的情况,则表明平日期和测量面之间存在灰尘或是毛刺,这种情况下需要停止研合,通过对测量面的灰尘进行清除,或是利用油石来对测量面进行打磨,然后再进行研合。对于量块测量面平面度和表面粗糙度质量不好的情况,需要通过修理后再进行研合性检定。
4 结束语
实际测量工作中,应以量块的具体使用情况来确定其检定的最佳周期。针对实践经验,可以确定量块的检定周期在3个月到2年之间,每次量块的周期检定工作都要认真对待,这样才能确保量块和量值传递的准确性。
参考文献:
[1]胡丽华,章佳莹,何建新.量块及量块周期检定分析[J].科技创新与应用, 2016(07).
[2]梁静,吴世卿.量块的产生及检定方法研究[J].企业文化·中旬刊, 2016(01).
[3]王蕾,范刚.浅析量块的研合性检定注意事项[J].智富时代,2016(06).
关键词:量块;检定;检定方法;检定装置
通过对量块进行检定,可以有效的保证量块长度量值作为标准量的合法性,即可以对被检量块的等级进行确定。作为长度计量标准的量块,对其外观、平面度、研合性和硬度等都具有相应的要求,以此来来量块的制造、检定和使用等方面的发展变化具有较好的适应性。当前量块的检定方法主要以光干涉直接测量法和比较检定法为主,在具体检定过程中需要根据量块的等级来选择具体的检定装置。
1量块的检定方法
在当前量块检定过程中,主要采用的检定方法为光干涉直接测量法和比较检定法。这其中光干涉直接测量法主要是对高等级量块检定中会应用到,在具体检定过程中,其以光波波长作为标准量,并以量块测量表面作为测量镜面,以此来构成干涉仪。在比较检定法中,主要是以高等级量块长度来作为标准量,并将其与低等级量块之间进行比较,利用高精度测长仪器来对被检量块与标准量块长度之间的差值进行测量。在采用比较法检定的量块,在具体测量过程中,需要以标准量块的长度来标定传感测头位置,然后通过提升测头,将其移至被检量块上,以此来对被检量块进行检定,传感测头能够获取到被检量块同标准量块之间的长度差,以此来对被检量块的精度等级进行确定。比较检定法也被称为点到面式的测量。在具体检定过程中,其对工作台的平面度具有较高的要求,一旦被测量块自身存在弯曲的情况,则所检定的结果与会实际情况之间存在较大的出入。因此在对标准长度大于10mm的量块在具体检定过程中,通常会应用带肋工作台,而且工作台肋长边方向要保持凸起的弓形,中间部门要高出其余肋表面。对于长度在家0mm以下的量块进行检定时,一般情况下会选择玛瑙工作臺,其工作台中间球面要高出周围各肋表面相应的高度。这种设计能够在一定程度上解决小量块弯曲的问题,但对于大量块来讲,在具体检定过程中测量时量块在工作台上的是倾斜放置,因此倾角的存在会造成二次误差的产生。
2 量块检定过程中应用的检定装置
2.1 光波干涉仪
在当前国际上对高等级量块检定过程中,通常会采用小数重合法的原理来完成具体的测量。我国在量块检定工作方面,通过对光波干涉仪和激光干涉仪进行不断改造,研制出了激光量块干涉仪。其利用稳频激光器、图像采集系统和数字图像处理技术,通过利用湿度传感器、大气压和温度来对环境变化进行监测,确保检定过程中标准状态与环境参数之间不会产生偏离,以此来提高测量结果的准确性。这种检定装置能够自动对测量出的数据进行采集、记录和分析处理,对于参数之间存在偏离的情况,则要利用相应的公式来对其进行修正。
2.2 接触式激光量块测长仪
利用接触式激光量块测长仪能够准确测量高等级量块,其以稳频激光器作为长度基准,通过利用激光干涉,并借助于脉冲技术原理和柔性电感测头定位来对测头位移来进行确定,直接测量出量块的长度。在具体测量过程中,利用湿度传感器、温度和气压来监测环境变化。通过提高分辨率来实现对脉冲当量的有效控制,并对仪器的分辨率进行有效的改善。
2.3 用于不大于3等的量块测量的仪器
对于3等及以下的量块进行测量时,利用比较测量方法时采用的检定装置多为接触式测量仪和干涉仪。近年来加大对量块自动化比较仪的研究力度,其主要是利用光栅式、电感测微仪和摄像等原理,运用计算机自动判读功能,准确判断被测量块与标准量块之间的偏差,同时还能够实现测量数据的自动处理。
2.4 比较式的量块检定仪器
对于2等以下的量块进行检定时,通常会应用到比较式的量块检定仪器。目前随着企业批量检定需求的发展,比较式量块检定仪器研发力度不断增加,一些新型仪器得以面世应用,同时一些旧式设备也通过改造,检定的准确度有了较大程度的提升。
3 量块周期检定的分析
量块作为长度计量标准,其主要是通过对两个平行的测量面间的距离进行测量所得到的长度,作为高精准度的测量器具,其所测量出来的长度被作为计量仪器的标准长度。在实际检定过程中,通过量块来实现长度量值的传递,而且在长度计量测试过程中,其量规、量具和仪器都可以通过计算标准器来完成具体的检定,而且利用量块还可以对精密机床的刀具、夹具的定位尺寸进行调整和测量,完成精密机械零件尺寸的测量工作。
在量块具体使用过程中,需要使互相平行的两个测量面来与被测物进行接触,这样就导致测量面在长期与被测物接触过程中会受到不同积蓄的磨损,从而使量块尺寸变小。在实际使用过程中,为了保证量块测量的精准度,需要对量块实际磨损情况进行准确判断,通过检定来对量块的实际尺寸大小进行确定。虽然在量块制造过程中采用取稳化处理,但在冷热加工过程中残存应力无法有效清除,因此在量块内部还会存在残存的应力,从而影响量块的尺寸。利用对量块进行定期检定来对量块的尺寸进行重新测量,确保量块测量的精准性。在对量块进行周期检定过程中,对于使用次数较多的量块,需要适当缩短量块的检定坝基,这样在两次检定周期期间量块还能够保证测量的精准性。对于不使用的量块,在放置一段时间需要再进行使用时,则需要先对其进行检定,检定合格后才能使用。
在量块检定过程中,通过对量块研合性进行检定,不仅可以可以对量块工作面的表面质量和平面度情况进行反映,而且还能够反映出量块工作面的粗糙度情况,这三项指标是决定量块研合性好坏的重要依据,只有具有较好研合性的量块,在对量块中心工度尺寸的测量和量块的研合使用才具有意义。在对量块研合性检定过程中,通常会选择装有白光灯管的检定台,针对量块的等级来确定检定台的平面度。当利用平晶检定量块测量面的研合性时,平晶要与量块测量面之间直接接触,在具体检定过程中,要沿量块测量面边缘将平晶轻轻的推入,并逐渐减小角度,透过平晶来观察研合面的干涉条比方,确保其不断变宽,直到消失为止,然后向研合面的法向和切向进行稍加移动并轻轻加压,感觉到研合力的存在。对于干涉带无法变宽的情况,则表明平日期和测量面之间存在灰尘或是毛刺,这种情况下需要停止研合,通过对测量面的灰尘进行清除,或是利用油石来对测量面进行打磨,然后再进行研合。对于量块测量面平面度和表面粗糙度质量不好的情况,需要通过修理后再进行研合性检定。
4 结束语
实际测量工作中,应以量块的具体使用情况来确定其检定的最佳周期。针对实践经验,可以确定量块的检定周期在3个月到2年之间,每次量块的周期检定工作都要认真对待,这样才能确保量块和量值传递的准确性。
参考文献:
[1]胡丽华,章佳莹,何建新.量块及量块周期检定分析[J].科技创新与应用, 2016(07).
[2]梁静,吴世卿.量块的产生及检定方法研究[J].企业文化·中旬刊, 2016(01).
[3]王蕾,范刚.浅析量块的研合性检定注意事项[J].智富时代,2016(06).