馬爾百分表檢查儀用激光干涉儀的校準(zhǔn)方法分析

孫亮

摘 要：為進(jìn)一步提高指示表類量具產(chǎn)品的質(zhì)量，我公司2011年購(gòu)入一臺(tái)德國(guó)生產(chǎn)的OPTIMAR100型馬爾百分表檢查儀。該儀器的示值誤差在德國(guó)是用增量探頭進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)的，在我國(guó)目前還沒(méi)有廠家生產(chǎn)這樣的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，且我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程有效版本JJG201-2008《指示類量具檢查儀》中也沒(méi)有規(guī)定該類型儀器示值誤差的校準(zhǔn)方法，導(dǎo)致這臺(tái)儀器進(jìn)廠驗(yàn)收校準(zhǔn)無(wú)法進(jìn)行。為保證該儀器始終能在良好的計(jì)量性能狀態(tài)下工作，其示值誤差的校準(zhǔn)方法成了擺在我們面前的一個(gè)迫切需要解決的難題。

關(guān)鍵詞：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器；示值誤差；計(jì)量校準(zhǔn)；激光干涉儀

中圖分類號(hào)：TH744 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 校準(zhǔn)用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的選擇

為盡快解決馬爾百分表檢查儀示值誤差的校準(zhǔn)方法難題，我們通過(guò)查閱相關(guān)技術(shù)資料，對(duì)其結(jié)構(gòu)及工作原理有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。它是以光柵尺為讀數(shù)基準(zhǔn)，通過(guò)工作臺(tái)下絲杠的位移帶動(dòng)工作臺(tái)上百分表或扭簧表的指針發(fā)生位移，用這個(gè)位移量與其標(biāo)準(zhǔn)光柵尺的位移量產(chǎn)生的差值來(lái)對(duì)表類產(chǎn)品的示值進(jìn)行檢定的。

該儀器標(biāo)準(zhǔn)光柵尺的精度為（0.2+L/ 100）μm，其中L為檢測(cè)點(diǎn)至零位的距離，單位mm。首先要解決的是校準(zhǔn)用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器問(wèn)題，我們按其精度決定用精度為±（1.5×10-6L）μm的激光干涉儀作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，對(duì)其示值誤差進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)。

我們的校準(zhǔn)方法是以激光干涉儀的讀數(shù)為基準(zhǔn)，使馬爾百分表檢查儀的工作臺(tái)處于零位。將馬爾百分表檢查儀光柵讀數(shù)與激光干涉儀的讀數(shù)同時(shí)清零。當(dāng)馬爾百分表檢查儀的工作臺(tái)由于其自身絲桿的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生指示值的變化時(shí)，固定在工作臺(tái)上的激光干涉儀的反射鏡也發(fā)生同樣的位移量。在馬爾百分表檢查儀的顯示屏及激光干涉儀的顯示屏上可分別讀到兩者的位移量，這兩者的差值即為我們測(cè)得的馬爾百分表檢查儀的示值誤差。

2 校準(zhǔn)用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的裝夾方法

馬爾百分表檢查儀出廠計(jì)量校準(zhǔn)證書及相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定，該儀器的校準(zhǔn)溫度為（20±2）℃，濕度不大于70%。我們決定在恒溫效果好，溫度、濕度均符合要求的公司計(jì)量室進(jìn)行檢定。

根據(jù)校準(zhǔn)方法及激光干涉儀的工作要求，考慮到節(jié)約成本等因素，我們用計(jì)量室的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的立柱與龍門架、理石平臺(tái)及自行設(shè)計(jì)制作的卡具，如圖1所示進(jìn)行安裝。將馬爾百分表檢查儀置于理石平臺(tái)上，將激光干涉儀的激光頭置于基座上，將激光干涉儀的干涉鏡裝夾在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的立柱上，用自制反射鏡座將激光干涉儀的反射鏡固定在馬爾百分表檢查儀的工作臺(tái)上，然后進(jìn)行其校準(zhǔn)的具體操作。

3 示值誤差的校準(zhǔn)方法

進(jìn)行示值誤差的校準(zhǔn)時(shí)，我們首先用手動(dòng)方式將馬爾百分表檢查儀的工作臺(tái)置于機(jī)械零位以下，然后用該儀器的軟件功能自動(dòng)將其升至機(jī)械零位，此時(shí)固定于馬爾百分表檢查儀工作臺(tái)上的激光干涉儀的反射鏡也處在零位。將馬爾百分表檢查儀及激光干涉儀的讀數(shù)同時(shí)清零，然后在馬爾百分表檢查儀的測(cè)量軟件上設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)，用自動(dòng)方式進(jìn)行示值誤差的逐點(diǎn)校準(zhǔn)。每一檢測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值分別為馬爾百分表檢查儀光柵的行程量及標(biāo)準(zhǔn)激光干涉儀的行程量，我們分別從各自的顯示屏中讀出，兩者的差值即為示值誤差，從而完成對(duì)馬爾百分表檢查儀示值誤差的校準(zhǔn)。

4 校準(zhǔn)中應(yīng)注意的問(wèn)題

在試驗(yàn)具體操作過(guò)程中我們總結(jié)出：① 激光干涉儀的安裝一定要正確穩(wěn)固，否則將影響校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。② 檢測(cè)點(diǎn)的選擇一定按馬爾百分表檢查儀的測(cè)量軟件所規(guī)定的校準(zhǔn)位置與間隔進(jìn)行，否則將影響校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。③ 校準(zhǔn)前必須用手動(dòng)方式將被校準(zhǔn)儀器工作臺(tái)處于機(jī)械零位以下，因?yàn)橹挥羞@樣才能保證馬爾百分表檢查儀按其軟件功能自動(dòng)從機(jī)械零位開(kāi)始校準(zhǔn)。④馬爾百分表檢查儀能自動(dòng)監(jiān)測(cè)光柵測(cè)頭位置，當(dāng)測(cè)頭位置超出量程范圍，會(huì)有報(bào)警音出現(xiàn)，應(yīng)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，退回測(cè)頭，以免損壞儀器。⑤不得撞擊傳感器，不得擰動(dòng)傳感器上的螺絲釘，以防傳感器失靈，影響精度。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)證明，只要我們有嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的工作態(tài)度，加以精細(xì)的工作方法，用激光干涉儀替代增量探頭完全可以對(duì)馬爾百分表檢查儀的示值誤差進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)。

在探索馬爾百分表檢查儀示值誤差的校準(zhǔn)方法實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，雖然我們面對(duì)許多難題，但這些問(wèn)題的解決更新了我們的創(chuàng)新理念，提高了我們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。新校準(zhǔn)方法節(jié)約了購(gòu)買進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)檢具增量探頭的大量資金，提高了檢測(cè)質(zhì)量，降低了檢測(cè)誤差。做到質(zhì)量一流，效益一流，讓企業(yè)永葆生機(jī)，確保良好的效益和可持續(xù)發(fā)展

參考文獻(xiàn)

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