范文一:游标卡尺示值误差校准浅析
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游标卡尺示值误差校准浅析
作者:申晓玲
来源:《计算机光盘软件与应用》2013年第20期
摘 要:一切测量行为都一定程度的存在不确定度,在本文的研究中,主要对游标卡尺测量的不确定度确认实验研究,并且给出一定置信概率下该游标卡尺在150mm测量点的示值误差。
关键词:游标卡尺;不确定度;误差
中图分类号:TG813
一切测量的结果都不可避免的具有一定程度的不确定度。1993年ISO发布了《测量不确定度表示指南》,在该指南中对测量结果及其质量的评定、表示和比较进行了统一的规范。1999年,原国家质量技术监督局基于《测量不确定度表示指南》发布了《测量不确定度评定宇表示》,对测量不确定性的表示和评定进行规范。但是在实际应用过程中,由于受到各种因素的影响,计算得到的不确定度与具体测量所得到的结果还是存在较大的差距。
1 测量原理
在本文的游标卡尺误差校准实验中,采用5等钢质量块来进行游标卡尺的校准。游标卡尺的测量范围为200mm,其中主尺的测量间隔为1mm,游标间隔为0.05mm。
在测量的过程中,采用游标卡尺对150mm的刚块进行测量,即校准点选择150mm。在测量之前,还需要对游标卡尺的侧面和测量面垂直度、平行度、平面度以及机械锁紧机构等进行检测。
2 数学模型
在t0=20℃的参考温度下,游标卡尺的示值误差数学模型表示为:
其中,Lix表示游标卡尺的示值,ls表示t0=20℃下测量块的长度;L表示测量块的标准长度; 表示游标卡尺的平均线性膨胀系数;Δt表示游标卡尺和被测量块的温度差;δlIX表示游标卡尺的分辨率影响;δlM表示游标卡尺的机械效应。
3 不确定性评定
3.1 测量lIX
范文二:游标卡尺的测量误差
游标卡尺的测量误差
Me a s uring e rror of ve rnie r ca lipe rs
林屹
( 福州台钻厂)
摘 要: 文章阐述了游标卡尺的测量误差, 以及分析产生测量误差的原因。 关键词游标卡尺测量误差受力分析: , , 。
中图分类号: TG813
误差没有产生稳定测量力的装置操作者用游标卡尺结构简单、用途广泛、使用方便, 能 2) , 。( 满足一般精度的测量要求是机械行业用量最大 力不同会使测量结果因测量力的不同而不同, , 。(3)
的计量器具之一可以用来测量外尺寸和内尺寸, 、 尺身尺框间隙配合量大小直接影响测量结果的 、
盲孔阶梯形孔及凹槽等相关尺寸、。 精度。
游标卡尺的结构及缺陷游标卡尺的测量误差1 2
首先游标卡尺的测量误差除了刻线误差外游标卡尺主要由尺身尺框和内外量卡构成, , , 、
还 存 在 游 标 卡 尺 的 结 构 与 原 理 不 能 满 足 阿 贝 原 固定在尺框的上的刻尺身上的主尺刻度为整数, 则要使计量器具得出正确的测量结果则必须将 , , 度为分数部分, 游标卡尺的精度不同, 游框上的刻 刻度尺安装在被测件测量中心 ()计算器具的标尺线距离也不同利用固定在尺框上的游标刻度读 ; , 这一原则就叫阿贝原则违反阿贝 ,。线的延长线上 主 尺 两 个 相 邻 刻 度 之 间 的 分 数 部 分 的 计 量 器 出原则所产生的误差叫做阿贝误差游标卡尺的标 。 具。被测物与标准尺之 ,准尺与被测物不在一条直线上为了操作方便游标卡尺尺身与尺框之间配合 ,间的偏离距离为 测量力的故不符合阿贝原则L, , 为间隙配合它们在结构上存有共同的缺点, : ( 1) 作用产生的测量误差 为?, 如图 ΔL : ΔL=Ltgφ?Lφ因游标刻线面与主尺刻线面有一定的距离易产, 所示1 。
而且大部分游标类计量器具都存有阿贝生视差;
由于游标卡尺的尺身与尺框之间为间属一阶误差越大产生误差也越大而通其次, ΔL ,L , 。
常我们在测量时会使用游标卡尺卡口位置来测量 隙配合, 在测量时尺框受力不平衡, 极易产生尺框 工件也就是 总在最大值位置来使用因此该分 , L , 旋转移动造成测量误差现从尺框受力分析来看 , ,
量的测量误差值也总是最大。 游标卡尺测量误差。
WOODWORKING MACHINERY 32
S ta nda rd a nd Te s t 标准与检测
当测量工件时人为施加水平移动力 于尺在测量时对尺框在静止受力平衡状态下, 由 , N
于移动力 与测量力 的反作用力 方向相反框右下方 作用点如图 所示对被测工件产生N F F, D , 2 , 1
且不在同一直线上根据右手规则存在顺时针方 , 同时工件也对尺框外测量爪口产生反测量力 F, 向力偶矢量 的存在将使尺框产 由于力偶 M, M, 11 此时尺框还受到尺框与尺身配合面上 作用力 F, 1点出现等效支 使尺框在 , A 生顺时针旋转的趋势
点侧弹簧变形力 作用来保证尺身与尺框两基准。Fc ,
面紧密接触 。
这个误差远大于阿以 游标卡尺为例根据中量点水平偏差值等于 0,150mm , 《GB1214 ,L×tgα 1
华人民共和国国家标准 游标卡尺可知外测量爪》 贝误差。
操作点与尺身之间距最小伸出长度 为 通过调节弹簧预紧螺钉可以改变力偶矩 ,,L30mm M 1 2
由 于 弹 簧 的 作 用 将 在 尺 身 与 尺 框 之 间 产 生 摩 擦离 为 为 移动力将在被测量移动力 , , L8mmN 6N 2
力但弹簧力不能过小或过大当弹簧力很小时, , , 工件上产生与之大小相等但方向相反的测量力 , F摩擦力较小尺框容易移动但同时力偶矩 也 , , M2 二者由于移动力 与测量力 不在同一直线上N F , 很小在测量时量爪基准面接触不牢影响读数的 , , 将产生力偶矢量 为M 1 准确性反之弹簧力很大时摩擦力加大移动力 。, , ,
( ) 很大不利于操作者使用也影响读数值稳定性( N?m) M=N×(L- L)=N×0.030- 0.008=0.022N , , 。 112
要求调节簧 应按 , GB1214 所以在检定游标卡尺时力偶 与移动力 为一阶线性函数关系移, MN 1 片的压力调整合适的摩擦力大小, 。动力 变化则力偶 也发生变化N M。 1 另外由于游标卡尺是接触测量游标卡尺尺 , , 从游标卡尺的结构可知在尺身基准面的上 , 无论何种规格的, 框是游标卡尺的主要薄弱环节方存在调节弹簧通过弹簧的变形力 来克服力, Fc
偶矩 产生的逆时针方向旋转的趋势弹簧将产 M, 1
生以 点为支点最大的力臂为 的力矩 A , LM=Fc× 3 2 必然造成圆弧内游标卡尺在使用一段时间之后, 尺框不产生旋转尺框基在正常测量时 L, M?M, 321 量爪和刀口内量爪的磨损, 而且在不同情况下测 准面与尺身基准面紧密贴合和 力 尺框在 , MM1 2 在使用频率较高情量爪的磨损量大小也不一样, 这时的测量误差主, 偶矩的作用下处于平衡状态况下, 其磨损是十分快的, 甚至无法使用一个检定 要是阿贝误差和材料弹性变形误差。周期在通用卡尺 检定标准中对圆弧内量爪的 。《》“随着移动力 增加增大当 此时尺N , MM
本尺寸新制造的应为 或 整数其偏, 10mm 20mm , 尺框加大了顺时针框原有的平衡关系将被破坏,
使用中及修理后的基本旋转角度, 尺框与尺身存在 点与 点两点接触差应符合下表 的规定A K 1 ;
保证使用的情况下如图 所示尺框基准面将在 点出现间隙力尺寸允许为 的整倍数( 3 ) , B , 0.1mm ,
可为卡尺分度值的整数倍, 并在证书内页上注明。 偶矩 将变为 尺框处于新的平 MM=Fc×L+F×L, 2 23K4
平行度不超过下表 的规定2 。” 衡状态尺框逆时针旋转 角度外径测量爪在测, α, 木工机床 2007 NO.3 33
S ta nda rd a nd Te s t 标准与检测
操作者应明确了同时因此在使用游标卡尺之前, 精度及减小配合面配合间隙等方法来改善,
解该卡尺在前一次卡尺检定后圆弧内量爪和刀口, 还要定期对使用中的游标卡尺进行检定以保证内量爪分别研磨量即卡尺的修正值然后可以根 它的测量精度但由于它的构造简单使用方便。 。、、据公式实际尺寸测得值修正值计算从而保证 : =+, 能满足一般精度的测量要测量范围大、用途广, 使用的准确度由于使用中测量爪的磨损量与测 。求, 它依然是生产上最重要的测量仪器之一。 因此在测 , 量爪之间的平行度值是在不断变化的
量爪的平行度不超差的情况下要经常采用量块或 参 与 文 献 环规进行自行检定该卡尺测量值减去量块的标。
中华人民共和国国家标准 游标卡尺国[1] 《GB1214 》 若不掌握称值即为该测量爪现时真实的修正值, 家标准局 1997.1 将对测量结果带来严重的使用卡尺真实修正值, 中华人民共和国国家计量检定规程通[2] 《JJG30- 2002 粗大误差。 用卡尺国家标准局 》2002.7
谢振江游标卡尺的检定与修理问答中国计量出[3] :《》 结束语3 版社 1991.7 从以上分析可知, 游标卡尺主尺的刻线间距浙江省标准计量管理局 长度计量中国计量出[4] 《》
版社 等于分度值, 其读数精度的提高仅仅是利用游标 1988.9
原理而且游标卡尺没有测力控制装置测力的大, ,
作者: 林屹 主要研究方向 福州台钻厂, 助理工程师, 都带有主小由手的推力或是使尺框微动来控制,
邮编是机电检测技术 : 350014 观性, 很难达到统一的要求, 因此造成游标卡尺固 收稿日期( : 2007.6.11) 有的测量误差我们可以通过提高游标尺的制造。
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范文三:试论游标卡尺测量误差
试论游标卡尺测量误差
摘要游标卡尺作为机械制工业中,使用最普遍的通用量具之一,如何合理的利用,减少误差因素也是我们计量工作者下要努力的目标,以上是根据多年的工作经验提出的一些看法。
关键词游标卡尺;测量;误差
游标卡尺作为机械制工业中,使用最普遍的通用量具之一,它用于测量工件的外尺寸和内尺寸等,为了对其正确地使用,保证检测质量,因此对游标卡尺测量误差来源的了解就非常必要。
由于测量器具的误差来源分析,是从结构原理和制造质量,以及测量器具本身所产生的随机误差出发,根据误差原理来分析和计算机构的各项误差,并研究这些误差对测量器具准确度的影响。因此影响游标卡尺准确度的主要因素有:由游标卡尺本身引起的误差(包括主尺刻度的误差、游标刻度的误差、零值误差、由基准端面引起的误差、由测量面引起的误差);由使用引起的人为误差(包括由测量力引起的误差、视差引起的误差、由不准确的测量方法引起的误差)等。下面对引起游标卡尺测量误差的主要因素进行分析。
1引起游标卡尺测量误差的主要因素
1)主尺刻度误差的影响。主尺刻度误差直接反映到游标卡尺的示值误差上,若主尺刻度误差为Δ主刻主刻,则对游标卡尺示值误差的影响ΔL1为:ΔL1=Δ主刻
2)游标刻度误差的影响。游标刻度误差直接反映到游标卡尺的示值误差上,若游标刻度误差为Δ游标,则对游标卡尺示值误差的影响ΔL2为:ΔL2=Δ游标
3)刻线宽度误差的影响。①刻线宽度。根据分度准确度的要求,线条愈细愈好,然而刻线最小宽度受眼睛生理的限制。此外,刻线最小宽度还受观察背景的影响,刻度表面质量低劣,实际能见的最小刻线宽度就要增大。因此,根据JJG30-2002通用卡尺检定规程,对游标卡尺刻线宽度的要求见表1。②刻线宽度误差的影响。如果主尺与游标的刻线宽度差为Δ线宽,则对卡尺示值误差的影响ΔL3为:
a—主尺刻线宽度;b—游标刻线宽度
4)视差的影响。游标卡尺是由主尺刻度和游标刻度作比较而进行读数的,但一般结构的游标卡尺由于主尺刻度面和游标刻度面不在同一平面上,由此产生了视差Δ视。①视差的计算方法。对于游标量具,明视距离为d,两眼距离之半为m,主尺与游标两刻度面的距离为h,则视差Δf为:
一般取明视距d=250,两眼距离2m=60,则Δf=30/250×h=0.12h
范文四:游标卡尺测量误差原因分析
游 标 卡 尺 测 量 误 差 原 因 分
析
陈伟
(福建省产品质量检验研究院,福建 福州 350002)
摘要:卡尺作为通用量具之一, 其测量误差常被忽视,因此正确使用游标卡尺并尽量减少测量误差,使其测量 为“真值”,是检测者努力的目标。本文着重对测量误差所产生的原因进行分析,以便在测量过程中予以克服。 关键词:卡尺;测量;分析
在框架上组成的游标尺组件构成,使用时手感推 1 引言
动游标尺组件,使主尺上的测量爪和游标尺组件
上的测量爪同时与被测物件接触,调节正确测量 游标卡尺是一种常用量具,通常用于测量物
位置,从主尺指示器读取数据与游标尺组件指示 件的长度、内径、外径、深度等。在各个行业的
器读取数据的和,即为被测物件尺寸。但该结构 生产实践或测量得到广泛地应用,因此使用者对
不满足阿贝基本思路,而阿贝基本思路指的是在 卡尺测量误差来源的了解就显得非常必要。本文
进行测量过程中,被测物件长度量(即:被测尺 较全面归纳了游标卡尺测量误差来源,总结了测
寸)与主尺标准量(即主尺读数量)应在同一线 量误差来源有3种主要因素:结构引起的误差、
上,如钢板尺安放在被测物件长度上直接测量, 操 作引起的误差、温度引起的误差。
而游标卡尺无法实现,只能间接应用。
2.1.2 游标卡尺的主尺与游标框架尺组件配合
由于主尺与游标尺组件在使用过程中为间隙 2 测量误差原因
配合,因此主尺与游标尺组件上的两测量爪在对
物件进行测量时,物件轴线与两测量爪不在同一
2.1 结构引起的误差直线上,从而形成测量误差,该误差即为阿贝误 2.1.1 游标卡尺的结构
由L型状的钢制尺(简称:主尺)与游标安
装
收稿日期:2011-11-12
作者简介:陈 伟,男,福建省产品质量检验研究院副总工,工程师
?42?
差(Abbe)。在测量过程中误差大小取决于主尺与数据也不尽相同,这都是施加的测量力大小不等游标尺组件间隙配合大小;配合间隙越大,则主 造成的。 在测量过程中,测量力的大小是由人尺上的测量爪与游标尺组件上测量爪在测量过程 为的手
中存在的两爪不平行量就越大。如图1所示。 感施加来控制的,因此给测试结果带来误差是必
然的。当使用外测量爪测量工件时,若手感施加 的测量力增大,游标卡尺上的游标框架尺组件在
测力的作用下向左方向推进,当活动测量爪接触 工件时,测量爪受反作用力作用,则向右方向弹
出,游标框架尺组件形成微量弯曲的弹性变形, 使游标框架尺组件上测量爪与游标卡尺上固定测
量爪产生微量不平行,由于游标框架尺组件上的 测量爪臂有一定长度,因此测量爪微量弯曲弹性
变形增大,形成了不可见的微小倾斜角 ,从而使 测量力在测量过程造成一定误差。当使用内测量
爪测量工件时,其过程为活动测量爪反方向,结 果一致。
所造成误差如图2所示。 图1 游标卡尺的主尺与游标框架尺组件配合
2.1.3 游标卡尺制造缺陷引起的误差 归纳起来有7类误差,分别为游标卡尺主尺 上 刻度的误差、游标尺上刻度的误差、主尺与
游标 尺上刻度线宽度的误差、主尺与游标尺两 测量面 平面度的误差、主尺与游标尺两测量面
平行度的 误差、主尺基准面平面度的误差,主 尺基准面与 游标尺测量爪平面垂直度的误差,
上述这些独立 的各项误差都会造成使用过程的 测量误差。但游 标卡尺独立的各项误差只要符合
JJG 30-2002《通 用卡尺检定规程》要求,其所 造成的测量误差为 符合性测量误差。 图2 测量力引起误差
2.2 操作引起的误差
由于操作不当引起的误差有多种方式,主要 2.2.2 测量力对使用外测量爪刀口部位测量突出在四个方面:测量力方面、测量力对使用外 引起误差
测量爪刀口部位测量方面、零位误差方面、视觉 在结构产生引起的误差中已提出游标卡尺的 误差方面。 测量原理是违反阿贝原则的。因为游标卡尺的主
2.2.1 测量力引起误差尺(刻线面)与被测物件不在一条直线上,而处
游标卡尺制造时自身没有设计自带标准测量 于偏离位置的间接测量,当测量爪产生微量弯曲 力装置,而测量力途径来源于使用人员手感施加 弹性变形时,故产生的测量误差为?L=L×tan , 得取,由于手感施加测量力控制能力较难,这就 如图3所示。由于阿贝误差的存在,当L越长,产会造成很大的测量误差。试验证明,在相同的环 生 的?L误差也就越大。而在整个外量爪测量面境条件下,不同的使用人员测量相同物件尺寸的 上, 其刀口部位离游标卡尺测量轴线最远,即L
最长。 因此在同一条件下使用游标卡尺测量爪上
的刀口
?43?
[2] 部位进行测量时,其测量误差最大。Δ = MH/ D
式中: Δ ——视觉误差;
M——使用者的两眼球中心距离之半; H—— 游标卡尺标记表面棱边至主标尺标记表
面的距离; D——两眼球对游标卡尺标尺的明视距 离。 例:两眼球对游标卡尺标尺的明视距离
一般 为D=250?,一般使用者的两眼球中心距离 为 2M=60?,一般游标卡尺的游标标记表面棱边至主
标尺标记表面的距离为 H=0.20?,则Δ = MH/D=30× 0.20,250 =0.024?,说明了使用者一般在正常光
线条件下读取刻度数值时视觉误差Δ =0.024?。 2.3 温度引起的误差 游标卡尺检定示值误差条件,是在标准温度
(20?5)?下应用专用块规或常用块规进行比较 检定的。当使用游标卡尺时,被测物件或游标卡 尺的使用温度偏离(20?5)?时,就会产生测量
误差。因此测量温度也是引起误差的原因之一。 图3 测量力对使用外测量爪刀口部位测量引起误差 (1)由温度变化引起的游标卡尺自身误差
Δ ,可由以下公式表示: 2.2.3 “零位”不正确影响测量误差
游标卡尺检定依据为JJG 30-2002《通用卡尺
[3]检定规程》,游标卡尺“零”值误差为游标卡尺 Δ = LA( T -20 )
两测量爪测量面相接触时,游标上的“零”标记 式中:
和“尾”标记与主标尺相应标记应相互重合。其 Δ ——温度变化引起的游标卡尺自身误差;重合度应符合表1规定。 L——游标卡尺自身尺寸; A——游标卡尺材
料线膨胀系数; T——游标卡尺使用环境温
[1]表1“零”标记和“尾”标记与主标尺相应标记重合度 度。 故,在L游标卡尺自身尺寸与A游标卡尺 (单位:mm)材料线
膨胀系数为固定值条件下,当T游标卡尺使用温
度 与检定所用的标准温度(20?5)?偏差值越
大, Δ 游标卡尺自身误差越大。
(2)当被测物件和使用游标卡尺的温度对检
定标准温度(20?5)?均有偏差时,温度所引起
2.2.4 刻度视觉的影响的测量误差为二者尺寸变化差。其公式表示:
[3]游标卡尺的读取数据是由主尺刻度和游标刻 Δ =L,A(T-20)- A(T-20), 1122度比较而得的,但目前所见的游标卡尺(非带表 式中:
或非数字显示)主尺刻度面和游标刻度面结构是 Δ ——测量误差;
不在同一平面上,由此产生了视觉误差Δ 。可由 L——被测物件尺寸;
以下公式表示:
?44?
爪变形、主尺变形,因此所使用游标卡尺应常进行A和A——被测物件和游标卡尺的材料线膨胀 12
计量检定。 系数;
3.2 克服操作引起误差T和 T——被测物件测量环境温度和游标卡尺 12(1)施加测量力要均衡,推荐在测量过程 使用环境温度。 中,施加在游标卡尺上测量力为3N,6N。 由此可见(1),在被测物件材料与游标卡尺
(2)由于测量力对游标卡尺两测量爪刀口部 材料的线膨胀系数(A和A)为固定值的条件下, 12
位可能产生微变形误差,因此在进行测量时应尽量 当测量温度(T和T)与检定标准温度(20?5)? 12减少使用。 有一定偏差,则在测量过程中主要为温度产生测量误
(3)使用游标卡尺时,应对其进行“零”位 差。
确认。 由此可见(2),当测量温度(T和T)与检 12 3.3 克服温度引起误差定标准温度(20?5)?偏差越大,当被测物件材料 由于大部分测量物件结构与游标卡尺结构不 与游标卡尺材料的线膨胀系数(A和A)相差越 12同,在同等环境条件下,短时间所吸收的温度不 大,则在测量过程中将会产生较大测量误差。 一,因此在测量过程中,先使被测物件与游标卡尺
在同一温度下平衡一段时间后再进行测量,尽可能
在接近检定标准温度(20?5)?的环境下进行测 3 结语[4]量,经验数据可使测量误差减小50%。
针对测量误差原因,如何克服并尽可能减少测
量误差,使其测量为“真值”。
3.1 克服结构引起误差 参考文献(1)调整间隙使之减小,间隙的调整——只 [1]JJG 30-2002 通用卡尺检定规程[S].北京:中国计量要稍稍拧紧游标尺框上的螺丝钉,拧紧螺丝后回半 出版社,2004. 但渝霞.游标卡尺测量误差来源分析圈即可,这时游标尺框内的弹簧片就形成两头翘中 [J].计量与测试 技术,2009,(8):22-24 王永 [2]间凹的形状,这样使用时游标尺框内的弹簧片与主 立,贾三泰,阎景文.万能量具的修理[M].北京: 机尺上各接触点压力均衡,间隙减小。 械工业出版社,1986. 童森林,陈俊华,陈俊龙. [3](2)在测量过程中保持测量爪运动轨迹连续 卡尺使用中容易疏忽的平稳。 两项测量误差[J].工具技术,2002,(8):58-59.
[4](3)由于游标卡尺在用过程可能会引起测量
Analysis of Measurement Errors of Slide Caliper
CHEN Wei (Fujian Inspection and Research Institute for Product Quality, Fuzhou, 350002, Fujian, China) Abstract: Slide caliper, as one of general measuring tools, whose measurement errors are often neglected. So the correct use of slide caliper, in order to reduce measurement errors and make the measurement get the "true value" , is the goal of every inspector.This paper analyses the causes of measurement errors particularly in order to minimise measurement errors in the procedures of measurement.
Key Words: Slide Caliper; Measurement errors; Analyse
?45?
范文五:评定游标卡尺示值误差注意事项
学
流
评定游标卡尺示值误差注意事项
? 满玉彬
通过卡尺示值误差测量结果不确定度评定可知游标卡尺示 所以,要使尺框不产生倾斜,就必须满足如下条件:
a 值误差主要来源于:卡尺尺身标记误差、游标标记误差、卡尺 R × P? L μ 2 标记宽度差误差、卡尺测量面的平面度误差、零位误差、视差 一般P ,R 或Q ,2R
等共6项,其扩展不确定度为0.02mm。而在实际检定过程中由上式可知,摩擦力R值不能过小或过大。当R很小时, 发 现游标卡尺受力使尺框发生倾斜所引起的示值误差不可忽测量力P及手推力Q均很小,在测量时量爪工作面接触不牢,
影响读数的准确性。反之,摩擦力视, 它直接影响卡尺示值误差的稳定性和不确定度的准确性,R值也不能过大,当R很其主 要有2个原因:一个是游标卡尺制造本身的弱点是没有大 时,测量力P及手推力Q均很大,测量时亦产生受力变形,控制测 量力的装置,因此在测量过程中,因人使用力的大小影 响读数值稳定性。所以在检定卡尺示值时,要注意调节紧固不同,测 量的示值就会发生变化;另一原因是测量时没有遵螺 钉下簧片压力F,调整摩擦力R值的大小。检定时,量块
应能 在量爪测量面间滑动而不脱落。 守阿贝原 则。
在检定游标卡尺时,将标准量块夹在尺身和尺框的外量爪 以上为满足公式Q,2R条件应注意的问题,而在使用卡尺 测量之间被用力夹紧,卡尺的测量力随着使用者用力不同而有 时公式Q,2R条件不满足时,尺框将会产生倾斜,因为卡尺在 所差异。手推动尺框的力Q是测量力P与尺框沿尺身移动的结构上没有遵守“被测长度应在标准尺的轴线或延长线上”的 阻 阿贝原理,所以尺框倾斜对卡尺示值误差的影响Δ力(即擦擦力)R之和,即Q,P,R。因尺身和尺框之间是L 是较大 倾有间 的
隙的,在空隙里放入了磷青铜之类的簧片,在两外量爪间夹上 (如图2所示)。
被测量块,并在尺框上加上压力Q,当压力Q超过了一定值, ΔL = L-1= δ + δ 倾 1 2 δ =(h-h )tgθ?(h-h )θ h =L×θ 使测量力P大于摩擦力R时,这个簧片受到压力后会使尺框倾 1 1 1 12 θδ ,L(1-cosθ)?L× 斜,从而产生测量误差。下面具体分析造成尺框倾斜的原因 2 2 1 1 2(如图1所示)。 L ×所以ΔL L(h-L×θ)×θ+ ×L×θ=hθ- =倾 2 2 2×θ?hθ Δ当θ角不大时,θ?tgθ? L 1 式中:Δ——尺框与尺身宽度方向配合间隙
L ——尺框与尺身配合长度 1
图2 尺框倾斜对卡尺示值误差的影响
如对测量范围为300mm为卡尺,h=57.8mm, Δ=0.2mm, Δ L =59mm, 则:ΔL ,h× ?0.196mm。这个误差是较大 倾L 1 1 图1 游标卡尺在检定时的受力状态 的。 a P×L =F×a P,F× 2 L2 因此,在使用游标卡尺时,应使被测工件尽量靠近尺身, R a F=R/μ P, × 使尺框减少倾斜,以免引起较大的测量误差;而在检定卡尺过 μ L 2 式中:μ——摩擦系数 程中一定要注意测量爪外端的测量结果,以免影响对示值误差 a——尺身与尺框之间的空隙量 测量结果不确定度分析的可靠性。 L ——尺身外量爪受力点到主标尺的距离 2 作( 者单位:沈阳市计量测试所)
2 8 2003年第7 《》ENTERPRIS STANDARDIZAETIO N 期
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