量塊長度穩定度檢定方法的探討

龔智超

摘要：我國整體經濟的快速發展使我國各行業發展迅速。量塊是橫截面為矩形或圓形，一對相互平行的測量面間具有準確尺寸的測量器具。它不僅作為普通計量器具，還可做計量標準來使用。量塊的長度穩定度的檢定也是保證量塊檢定工作中的所取得的檢定結果是否真實可靠的一個重要環節。

關鍵詞：量塊長度;穩定度檢定方法

近年來，我國經濟建設發展非常迅速，同時讓我國快速進入現代化發展階段。量塊是在幾何量測量中是基準的傳遞，是從自然基準到實物基準的傳遞，它保證了長度量值的統一，應用非常的廣泛，準確度也非常的高。

1量塊的介紹

量塊是一中高精度端面量具，它目前是機械制造中最基本的實物量具，它的特點是高穩定性與高精確度。它主要用于長度量值的傳遞，一些卡尺千分尺等尺類量具的校準，也用于量塊從高精度向低精度的檢定?，F在我們所使用最多的量塊有鋼制量塊和陶瓷量塊。鋼制量塊材質堅硬，不易破損，而陶瓷量塊則更加穩定，在檢定過程中溫度變化對其影響較小。量塊根據實測長度與標稱長度偏差的大小，分為4個級，其中包括K級、0級、1級和2級，根基量塊實測長度與其真實長度偏差程度又分為1等、2等、3等、4等和5等。

2適當地控制測量結果不確定度

輸出量的標準不確定度和輸出量的標準不確定度兩方面是組成量塊中心長度的測量不確定度的重要組成部分。然而，其中輸出量的標準不確定度的產生是根據以下7種不確定度的分項來構成的。（1）在被檢儀器進行工作時，讀數不準和顯示示值不穩定所導致的標準不確定度;（2）在進行檢定時產生的讀數d所產生的標準不確定度;（3）因為量塊出現了變動量，標準量塊檢定點與量塊中心位置不一致，發生偏移現象，所產生的標準不確定度。（4）因為量塊出現了變動量，被檢量塊檢定點與量塊中心位置不一致，發生偏移現象，所產生的標準不確定度。（5）當被檢量塊和所使用的標準量塊之間線膨脹系數之間產生的差值Δa的不確定度所產生的標準不確定度。（6）當被檢量塊和所使用的標準量塊之間所發生的溫差Δt所產生的標準不確定度。（7）濾光片中心波長在檢定過程中所產生的測量不確定度，所產生的標準不確定度。在上面所敘述的7個產生輸出量的標準不確定度的分項中，從1-4項的標準不確定度來源是根據大量的反復測量所產生的多個測量列，此時將選取A類不確定度方法來評定。5-6項是按照檢定規程中的規定以及檢定環境的限制來選取B類不確定度方法來評定。第7項濾光片中心波長在檢定過程中所產生的測量不確定度，所產生的標準不確定度1.2nm，完全可以忽略不計。但對于一塊新購量塊或從未檢過的量塊進行首次檢定時，是無法使用將考察時間進行放長的方法。因此，檢定者只有將測量次數不斷增加;將檢定實驗室的溫度進行嚴格的控制等方法，這樣就可以將輸入量所產生的不確定度分量進行減少。但輸出量的標準不確定度的產生是因為出自于上一個級別在進行量塊標準進行檢定的時候，所產生的不確定度。此時，可以當它就是一個定值。當選取一塊新購量塊或從未檢定過的量塊進行首次檢定時，特別是量塊損壞后進行修理后檢定時，在中心位置長度測得10次，然后取平均值作為該量塊中心長度值。建議出具校準證書。原因是該種量塊產生不了長度穩定度的任何數據，當第二次進行檢定時，也仍然要選取首次檢定的檢定方法。當兩次測量所產生的測得值之間的差值小于或等于測量結果的不確定度的倍的情況下，這種現象是不可以判別量塊的長度穩定度超差的認定。但不包括相隔兩年的測得結果之差過大，還要求繼續查找產生的原因。因為確定量塊的長度測量不確定度非常困難，所以，延長有效期的方法也是對量塊的長度穩定度所產生的有效控制。

3平面度和研合性的檢定

（1）圖1（a）所示的平面度為合格，圖1（b）所示的平面度為超差（2）如果平面平晶與量塊接觸面的中心區域為黃色，則接觸面為凸，另一面是凹的，如中心區域為藍色，則接觸面為凹，另一面是凸的。（3）當平面平晶與量塊接觸面之間出現的干涉條紋如圖1（c）所示時（一般5mm一下量塊出現此種情況），說明此量塊已經變形。

4檢定中需要注意的問題分析

（1）前提條件，要深入理解規程中的量塊長度穩定度的前提條件：在不受異常溫度、振動、沖擊、磁場或機械力影響的環境下。因此在考察期間，考察的都是在沒有外因影響下獲得的量塊長度數據。假如此周期該量塊是經過修理后合格的，則此前考察周期的結果中斷，需以本次修理后測得的量塊長度開始，重新考察該量塊長度測量結果的穩定度。（2）考察期限，注意規程規定的量塊長度，穩定度考察期限是以“年”為單位的。因此長度穩定度不像其他檢定項目那樣可以從當次檢定中立刻得到檢定結果，而是需要考察兩次甚至更多次檢定周期間量塊長度的變化，即量塊的長度穩定度是隱含在兩次或多次檢定結果之中的。以檢定周期為三個月的量塊為例，要考察連續五個檢定周期的量塊長度變化才能得到一次的長度穩定度結果。因此被測量塊中心長度每次測得的最后結果應作為歷史記錄予以完整無損的保存，這是獲得量塊長度穩定度結果的依據和前提保證。（3）檢定結果的處理，當一套（如87塊組）量塊按照規程的要求檢定完畢，要出具檢定證書時，受檢項目長度穩定度的結論是針對整套量塊而言的。

5量塊支承位置問題分析

量塊檢測中，特別是大量快，支承位置應該嚴格按照艾利點的位置要求，即0.211l處（l為量塊標稱長度），支撐面的寬度在考慮對量塊的保護及支撐力下，應盡可能的窄，一般大量塊上面都有艾力點的刻線，而我們實際采用的支承工具，一般都是可調節型，以滿足不同長度量塊檢測的需要。但是我們檢測人員在檢測不同尺寸量塊，特別是量塊的標稱長度相差不大時，經常會忽略量塊的放置位置，殊不知不同的支撐點會對結果產生影響。

6結語

根據以上的所述，在長度專業領域中的計量檢定工作人員，不僅僅要在平時的檢定工作中嚴格按照量塊檢定規程及相關技術文件的要求對量塊進行檢定，另外對一些示值誤差的應用知識以及對測量不確定度的理解也要掌握。這樣才可以保證日常的檢定工作可以做到準確無誤，并且讓檢定結果真實可靠。

參考文獻：

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[2]王曉霞.量塊及量塊周期檢定分析[J].科技創新與應用，2012（28）.

[3]胡超.基于小數重合法自動測量高等級量塊技術研究[D].南京理工大學，2012.

（作者單位：雞西市質量技術監督檢驗檢測中心）