以1000mm量块为例剖析大尺寸量块检定

以1000mm量块为例剖析大尺寸量块检定

量块的尺寸越大，受温度的影响也越大，其次是量块的尺寸越大，其侧面的平面度及平行度误差就越大，所以在检定时要考虑这些因素。
一、量块检定

测量方法: 依据JJG 146-2011《量块检定规程》进行测量。

测量环境: 温度为(20±0.3 )℃ ;相对湿度为≤60% 。

假定被测对象是4等1000mm量块，那么标准量块就应该选3等1000mm量块。
1.中心长度的检定

测量过程4等量块的中心长度是以相同标称尺寸的3等量块作为标准，在测长机上采用直接比较法测量。测量时， 先将选定的仪器示值调零，再测得标准和被测量块中心长度的差值δ。当进行两次测量时，得到两个测量结果的算术平均值δ与标准量块中心长度的实际值Ls 之和， 即为被测量块中心长度的实测结果L 。标准量块与被测量块经温度平衡后，在比较仪的工作台上，将测头对准标准量块Ls 中心，拨动拨叉，将稳定示值调整为测量零位，移动量块框架，使测头对准被测量块L 中心，拨动拨叉数次，以稳定示值为测量读数δ ，被测量块的中心长度L=Ls+δ。
2 . 长度变动量的检定

长度变动量最大允许值即量块测量面上任意点中的最大长度Lmax 与最小长度Lmin之差，用tv表示。

量块长度变动量实际上是对量块几何形状一一两工作面之间平行性要求的一个技术指标。为了简便易行，在讨论量块工作面平行性时，并未严格按照形位误差概念平行度进行检测和评价，而是用如图1 所示的5 个特定(极限)位置( 0/0 、a/1 、b/2 、c/3 、d/4) 上的最大和最小长度差来刻画量块两工作面平行性一一量块长度变动量。也就是说当完成量块中心长度测量后，紧接着开始测量量块变动量。方法是:测头瞄准被测量块中心，拨动拨叉，将稳定示值调整为测量零位，移动量块框架，按0/0→a/1→b/2→c/3→dJ4→o/0顺序，对准被测量块这5个量块特定位置进行量块长度测量读数，即: 一一测量出a/1 ， b/2、c/3 、d/4点相对于o/0点的长度差。通过测量所得0/0 、al1、b/2 、c/3 、d/4计算其最大与最小长度差，便可得被测量块长度变动量。对于新检定/校准人员或稳定性不太理想的仪器，量块长度变动量建议采用如下测量顺序，0/0→a/1→0/0;0/0→b/2→0/0; 0/0→c/3→0/0;0/0→d/4→0/0 ，以提高测量成功率。

二、注意事项

1.在使用测长机检定大量块前，首先必须调整好尾管测量部件，使球面测量端中心严格对准，然后注意调整好测长机的零位，根据支承量块的需要，配置适宜的夹固件。另外，为了掌握温度变化，应配备对仪器和量块测温的器具，如贴附温度计等，并安置在一个能够比较理想的反映其温度的部位。测长机主要由底座、测量座、尾座和工作台组成。测量座、尾座和工作台都可以在底座导轨上移动，并根据需要紧固任何位置。测量座上有光学计管、读数显微镜。用粗动手轮和微动手轮可以使测量座沿着导轨移动。

2.在测长机上测量量块时， 量块应该卧式安装，也就是说， 量块的测量轴线应该处于水平位置。根据被测量块的标称尺寸，选择量块支架，并调整两支点的位置，使两支点的位置距离量块测量面的距离为0.211L ( L 为量块的标称尺寸) 。将标准量块与被测量块支撑在支架上，并用支架上方的两对螺钉轻轻压住，量块夹好后，连同支架一起放在与仪器刻度尺等高的辅助台面上进行等温(或者叫做温度平衡) ，时间不少于屿，环境温度梯度≤0.3℃/h 。

量块的测量面是一对平行的长方形平面，测量时通常选用球面测帽，安装在尾座和测量座的测杆上，两测帽的球面顶点均应在测量轴线上。调整方法是:将尾座和测量座移近，使得两测帽接触，转动手轮(左侧的) ， 使光学计管对准某一数值(如对准零) ，然后用螺丝刀转动尾管上两相互垂直的螺钉，找到示值为最大的转折点，然后将测量座和尾座分开。这时将标准量块和被测量块同支架一起搬至工作台上，两测帽接近标准量块，固紧测量座，再转动仪器手轮(右侧的) ，使两测帽的顶点对准标准量块的中心，并寻找示值为最小的转折点。用手轮(左侧的)将光学计管的示值调整到零，然后使被测量块与标准量块在工作台上静止一段时间，等温(温度平衡)至符合该等级量块的温度要求时就可以开始检定了。为使标准量块和被测量块的温度达到平衡，测量前两量块需同时放置在测长机工作台上等温，时间不少于50min ，环境温度梯度≤0.3℃/h 。

3.量块正确的姿态，对于属于弹性体的钢质量块，由材料力学可知:受其自身重力的作用， 量块垂直姿态要比水平姿态短
式中:L一一量块长度；ρ一一量块密度；E一一量块弹性模数。

JJG146-2011 规定， 大尺寸量块无论是在测量还是使用时均应采用水平姿态。事实上，无论如何选择支承，水平姿态的量块自重变形都不可避免。如果能保证测量和使用时都采用同样的支承水平姿态的量块自重变形便不会给量块量值带来任何影响(量块长度轴线保持一致) 。针对量块长度量值的重复性和复现性要求，艾利通过材料力学计算获得艾利支承。艾利支承的目的并不在于获取变形量最小的长度轴线，而在于在自由状态下保持量块两个工作面的平行度(长度变动量)不变。量块工作面平行度保持不变，对于量块使用来说，确保了量块量值的复现性。

保持量块工作面平行度不变的艾利支承，是量块在除受两支承点的支承力外处于自由状态条件下得到的。如果量块受到除支承力以外的作用，艾利支承保持量块工作面平行度不变便不成立。最常见致使大尺寸量块处于非自由状态的外力有: 量块支承架对量块的夹持力、量块靠在一起由量块非工作面平面度导致的量块间的相互作用力。

4.在大尺寸量块测量时务必保证量块处于自由状态。确保测量状态量块处于自由状态的办法有两个: 一是在标准与被测量块间夹一铜片， 三者紧靠在一起进行全程的温度平衡( 量块通过导热性能良好的铜片进行热交换) 。测量前，在解除艾利支承架对量块夹持力的同时抽出铜片使量块达到自由的测量状态。二是直接将量块靠在一起进行全程温度平衡。测量前，在解除艾利支承架对量块的夹持力后，用量块夹将量块分离使量块达到自由的测量状态。

5. 在测量量块长度时应仔细调节仪器工作台，通过寻求的转折点(最小读数值)获得所需的量块长度(垂直长度) 。由于标准量块与被测量块几何形状不同其长度轴线也很难平行所以在1000mm 量块测量中， 经过调节仪器工作台得到标准量块中心长度(转折点)并确定测量零位后，对于被测量块中心长
度以及长度变动量的4个特定点上的量块长度，均需调节工作台，通过转折点分别一一获得符合定义的各量块长度。
作者单位[张宜远 甘肃省计量研究院、黄晓蓉 中国测试技术研究院]

好贴，顶一个。

呵呵   张     黄老师 帮你修改的啊   顶  好贴