浅析如何提升万能量具检测精度

2015-07-26孙加法三门峡市质量技术监督检验测试中心河南三门峡472000

山东工业技术 2015年1期

关键词：精度

孙加法（三门峡市质量技术监督检验测试中心,河南　三门峡　472000）

浅析如何提升万能量具检测精度

孙加法
（三门峡市质量技术监督检验测试中心,河南三门峡472000）

摘要：随着国民经济发展速度的不断提升，人们生活水平也得到了极大的提升，产品质量也越来越受到政府与老百姓的关注。万能量具作为产品检测的主要检测技术之一，因其具有较为精度，已经在产品质量检测领域得到了广泛地应用。本文主要对万能量具中的游标卡尺、螺旋测微器及百分表与千分表进行了分析与探究。

关键词：万能量具；精度；标卡尺；螺旋测微器；百分表；千分表

万能量具也称通用量具，主要指三大类量具，即游标类量具、测微类量具和指示类量具。是制造业尤其是机械制造业生产过程、零部件与产品检验中使用最为普遍的计量器具。一般情况下，因卡尺类量具具有较为简单的结构，其使用起来十分便捷，是最常用的一种量具。其主要测量内容包括零件的内外尺寸、深度、高度等。游标类量具作为其主要类型，在材料长度检测中具有关键性的作用。

1　游标卡尺

游标卡尺是作为最长用的长度测量仪器，其主要组成部分包括尺身及能在尺身上滑动的游标。当从背面看时，游标则属于一个整体。游标卡尺是应用尺身和游标上的刻线间距差与其累积值进行细分读数的计量器具，在材料长度测量中往往选用三用卡尺，也就是通过刀口内量爪与外量爪对材料内、外尺寸进行测量，其深度、高度、阶梯、凹槽等数据的测量主要通过深度测量杆进行。因为这些类型的量具测量轴线与基准轴线不在一同线内，这种情况下其结构与阿贝原则不符合，导致游标卡尺测量准确度较低。

按照精度划分，0.1mm、0.05mm和0.02mm是游标尺卡最常用的精度。在使用方式与工作原理等方面三个精度的游标卡尺具有一致性。0.05mm精度的游标卡尺具有的等分刻度为20，其长度为19mm。测量时如游标上第11根刻度线对齐主尺时，小数部分的读数则是0.55mm，当第12根刻度线对齐主尺时，小数部分读数则是0.60mm。

通常情况下，游标上的等分刻度为n时，其长度等同于尺身等分刻度长度的n－1，当选用x代表游标上最小刻度长时，则选用y表示主尺上最小刻度长。

则nx=（n－1）y，

x=y－（y/n）

主尺和游标的最小刻度之差为

Δx=y－x=y/n

游标卡尺的精度由y/n表示，其对读数结果的位数起决定性作用。从上述公式可以得出，游标上的刻度数的增加与主尺上最小刻度值的降低都可以提升游标卡尺的测量精度。通常情况下，当y为1mm，n 取10、20、50时，0.1mm，0.05mm、0.02mm即为其所对应的精度。因机械式游标卡自身结构特点及人为因素的影响，当其精度为0.02mm时，无法提升其精度。

2　螺旋测微器

螺旋测微器也被叫做千分尺，其主要组成部分为主尺与螺旋尺，其主要功能包括：主尺主要用于固定刻度所显示的最大毫米刻度数的读取，如0.5mm；螺旋尺主要应用于主尺上固定刻度的水平线对应的螺旋尺上可动刻度的读取；旋钮主要起到被测物紧固的作用；微调旋钮主要适用于微调可动尺等。

在材料精度测量中如选用螺旋测微器，可以有效提升万能量具检测的精度。其原理为螺旋测微器制成主要通过直线距离向角位移转换的方式进行。主尺上固定刻度中0.5mm为最小分度值，螺旋尺内有50个分度，经过一周旋转后，可动刻度尺在主尺上应进行0.5mm刻度的前进或后退，可动刻度每转过一个分格后，应前进或后退0.01mm可动小砧，这样就可以有效提升其测量的精确度。

使用及读数方法：在两小砧之间放置将待测物，随后利用旋钮加固被测物，并使用微旋钮进行适当调整，确保出现“嗒嗒”声后在进行读数.读数顺序为固定尺读数（整毫米刻度也应读出）、固定刻度上的水平线对应的可动刻度尺上的读数(要有估读数据)，最后读数等于此数与0.01相乘后再加上固定刻度上的读数。

由公式x=(a+0.01k)mm表示螺旋测微器的读数，最后读数由x表示，固定刻度尺读数为a，可动刻度尺上的读数则由k表示。

3　百分表与千分表

百分表与千分表作为指示表类量具，将被测尺寸变化测杆微小直线位移进行有效反映是其主要特点，通过机械进行放大，随后进行指针旋转与角位移的转化，其指示测量结果由刻度表盘进行显示。指示表类量具主要通过微差比较法进行材料各种尺寸的测量，同时还可以通过直接测量法对微小尺寸与机械零件的形位误差进行测量。

其工作原理主要为将测杆的直线位移，利用齿条与齿轮传动，进行指针角位移的转变，进而将测量结果显示在刻度表盘上。百分表齿条与齿轮传动原理如图1所示，位于测杆7内的齿条11必须啮合轴齿轮1，片齿轮2因和轴齿轮1同轴，因此应啮合中心齿轮3，中心齿轮3必须与指针5相连接。由此可见，如被测尺寸产生改变，将出现测杆上下移动等现象，进而带动测杆上部齿条中轴齿轮1与片齿轮2的转动，这种情况下，也将带动中心齿轮3和其轴线上指针5的转动，同时示值在表盘上显示。在传动过程中，往往会产生一定误差，如啮齿间隙等，为实现传动的较高平稳性及可靠性，片齿轮8也应和中心齿轮啮合，在片齿轮8上游丝9将出现扭力矩作用，在正反转动时促使整个齿条与齿轮传动系统都能啮合在同一齿侧单面。转数小指针4应和片齿轮8同轴安装，并指示指针的回转圈数，由弹簧10产生百分表的侧力。