量块的组合使用及其不确定度评定

钟嵘

【摘要】量块作为单值量具一个量块只有一个尺寸，但是量块测量面具有研合特性，即量块的一个测量面与另一个量块的测量面或与另一经精加工的类似量块测量面的表面，通过分子力的作用而相互粘合的性能。有了这种性能便可以将量块组合使用，很好的克服了量块单值性的缺点，可以更广泛的适用于一定尺寸范围内不同尺寸的测量需求，因此，量块的组合使用比较普遍。但是这种组合不是简单的将几块量块叠加在一起，需要满足一定条件才可以组合。

【关键词】量块组合；研合性；研合膜；不确定度

下面以组合符合4等量块要求尺寸为32.367mm的量块研合组为例，介绍其操作步骤和不确定度评定。

一、组合量块研合组的具体步骤

1.量块的组合原则是，在满足所需尺寸的前提下，所用块数越少越好，参加研合的块数尽量不超过3块，因为量块存在制造误差，块数越多，组合后误差就越大，参加组合量块数量尽可能少，既可保证组合量块的尺寸符合要求，减小量块的组合误差，又可以减少组合时间，降低量块磨损，提高量块组合精度。本例具体选择量块的方法是，由所需量块尺寸的末位开始，在3等量块中选择参加组合的量块。选择参加组合量块的顺序是先小数对齐后大数凑整，则所选组合量块的依次为：1.007mm，1.36mm，30mm。

2.组合量块之前还需对参加组合的量块的工作面逐个进行研合性检定，以确定其研合性全部合格。首先将所选被检量块用航空汽油清洗干净并用油石打磨其工作面毛刺后，放置在规定环境中至少4小时以后，才可进行研合性检定。检定时，选用平面度不超过0.1μm的玻璃（或石英）平晶作为标准，在照明均匀的白光下进行检定。将平晶轻轻放在量块测量面上，使平晶与量块测量面互相接触，并

沿测量面切线方向慢慢移动，透过平晶看到研合面上干涉条纹若是逐渐变宽直到消失时，再稍向研合面的法向和切向加力移动使其完全研合。此时透过平晶仔细观察量块表面，若出现任何形状的光斑，但无色彩可判断其研合性合格。若干涉条纹变细密而无法消失，调整平晶位置之后也不能使干涉条纹的间距加宽，则说明被测表面或平晶上有微尘或其他细小杂物，毛刺等，应按上述清洗方法再次清洗打磨以免划伤平晶和量块测量面。

3.对于标称长度尺寸较小的薄量块研合时往往有下列两种情况：，一种情况是量块两测量面均呈双凸或双凹时，由于研合力的作用，使量块产生弹性变形，单面研合时，可能两面都合格，但两面同时研合，就可能因研合力的作用使量块弹性变形，由于其中一个测量面与平晶测量面的贴合而使另一测量面更加凸或更加凹，从而形成双面检定不合格。另外一种情况是，由于弯曲，量块测量面呈弓形，即一面凸一面凹，单面检定时，可能不合格，而双面检定时，在两面研合力的作用下，使量块产生弹性变形而拉平，这样，两面同时研合有可能是合格的。以上两种情况都会影响到使用，因此量块的研合性检定应对两个测量面进行，并且单面或双面研合时都应符合要求。由于量块在组合使用时，量块处于组合体的中间或两侧的机会都有可能，因此对于参加组合的5mm以下尺寸的量块，需将量块其中一工作面研合在一平晶工作面上，再用另一平晶对量块另一工作面的研合性进行检定。

4.检定员不仅要对量块的研合性进行检定，还要将量块组合在一起作为标准进行检定，这就需要有丰富的经验。在研合量块时，将5mm以下尺寸的量块分别研合在5mm以上的量块上，先研合小尺寸，再按顺序依次与较大尺寸量块相研合。应避免小尺寸量块相互的研合。研合量块时不能使用强力，特别是薄量块，以免造成弯曲变形。在研合时，如发现量块滑动有阻滞或刮磨现象，应立即停止研合，待检测量块测量面无毛刺或异物再进行研合。研合后，要检查组合体是否牢固，以防使用中量块脱落受损。使用量块时，应尽可能减少磨损，使研合力减小。研合量块时，可以沿量块测量面的长边方向先将边缘部分的测量面轻轻接触，使其初步产生研合力，，然后推动一个量块沿着另一个量块的测量面平行方向滑进，最后使两个测量面全部研合在一起。

5.量块之所以具备研合性，不但与其测量面平面度、表面粗糙度有关，还与量块测量表面附著的油膜的单分子层的定向作用有关，量块这种研合膜厚度散发值的大小是直接影响量块组合精度的主要因素之一。组合量块时，应反复分解量块研合组，检查各研合面是否存在明显的油膜，直至确保研合面不存在明显油膜，且存在明显的研合力状态。

6.研合好量块组后，应将量块组轻轻放置在规定环境下，充分等温一定时间后才可以使用。量块组使用完毕以后，应及时分解各量块，并用汽油清洗量块工作面，涂防锈油装盒保存。

二、量块研合组的不确定度评定

量块研合组的主要不确定度来源于参加研合的各量块测量不确定度以及量块相互研合的研合膜厚度散发。

依据JJG146-2011《量块》检定规程，该量块研合组L的不确定度超出3等量块不确定度允许值0.15μm，但满足4等量块不确定度0.30μm的要求。

所以，选择参加组合量块的不确定度等别应比预定要求至少高一个等别。