三种常用的长度计量仪器直接或间接对针规的测量方法

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1、计量：www.cqstyq.com针规检测方法的探讨陈欢，潘璐，卢歆(浙江省计量科学研究院，浙江杭州310018)摘要:针规是孔的标准化检测的必备检具，精确地测量针规具有很重要的现实意义。文章介绍了三种常用的长度计量仪器直接或间接的测量方法，对光学计、测长机和激光测径仪进行了比较，分析了产生误差的原因，并且对现有的实验设备提出了改进设想，研制了一种新型的基于LVDT的数显针规测量装置。关键词:针规;光学计;测长机;激光测径仪;LVDT文献标志码:B文章编号:1002－1183(2015)04－0029－0

2、3针规是用于检查物体位置、测量孔径尺寸、检查两孔间距离以及测量孔的深度的常用检具，具有使用简单、可靠、准确的优点，主要材质为［1］合金钢和硬质合金。作为精测参数量值传递和溯源的重要计量标准，针规测量装置的主要作用是用来校准或检测针规，也可用于材料或零部件的测量试验。在广泛的技术领域中，光学计、测长机和激光测径仪是最常用的检测针规的测量装置。文章采用这三种测量装置，在相同的环境温度下，进行对比试验，并对试验结果进行讨论。1—底座;2—立柱;3—横臂升降螺母;4、11、12—紧固螺钉;1试验原理和测量装置5—

3、横臂;6—直角光管;7—上下偏差调整螺钉;8—目镜;1.1光学计和量块组合比较测量9—反光镜;10—零调螺钉面;13—偏心手轮;14—测头;15—拨叉;16—工作台;17—整螺钉。光学计是一种精度较高、结构简单的常用光图1光学计量针测量装置学量仪，用量块作为长度基准，按比较测量法来测量，其测量原理是利用光学杠杆放大原理进行［2］面直径。测量。试验测量装置如图1所示。1.2测长机直接测量用光学计测量针规直径时，首先在光学计光测长机是以线纹尺的刻度或光波波长作为已管与尾管的测杆上安装窄平面测头，调整测头的知长

4、度，利用机械测头进行接触测量的光学长度平行度，使其长边处于水平位置，然后借助尾管测量工具，主要由精密机械、光学系统和电气部的调整螺钉使测帽的工作面相互平行。再选取适分组成，可用于对零件外形尺寸进行直接测量和当尺寸的量块，将量块放在光学计测头之间，组［3］比较测量。试验测量装置如图2所示。合用的量块其长边应处于水平位置。调整零位，当采用测量机直接校准针规的直径时，测长先使测头与量块的测量面接触，在视场中能看见机的头座和尾座测量杆上水平安装窄平面测头，刻线尺的像时，转动手轮使在目镜中看到的像与并使两测头相互接

5、触，与此同时在读数装置上读指示线接近(如图1(b)所示)，然后微调转取示值，调节尾管十字方向螺钉，使示值尺寸向动，使刻线尺的零刻线的影像与指示线重合(如大或向小方向移动，并在某一位置改变其运动图1(c)所示)，多次按下拨叉，使零位稳定。方向，并将螺钉停留在这个通常称为“拐点”然后将被测针规放在两测头之间，测量其中的截作者简介:陈欢(1982—)，男，工程师;收稿日期:2015－02－09计量：www.cqstyq.com计量：www.cqstyq.com表1三种测量方法的优缺点对比光学计和量块测长机激光测

6、径仪组合比较测量直接测量直接测量①测量精度测量结果直接高，最大示值误差测量方便、快显示在仪器的屏优点不超过0.5μm;捷，能直接读出幕上，非常快捷，②测量结果数测量结果相对其他仪器测据稳定量效率提高很多①测量时会①对被测件要图2测长机示意图①每次测量，产生侧向力，引求较高，有一定量块都需要研合入精度误差，造的局限性;组成与被测件相成读数不可靠;②V形架调整的位置，通过调整测头的平行度，使两球心连缺点等的尺寸，过程繁②光学读数不方便，存在形线平行于测量轴线。然后拉动测轴使两测头轻琐，测量时间长;时易导致操作

7、位误差及安装轻撞击，使示值稳定并调整到零位。移动测轴，②影响量块的者眼睛疲劳，人误差;使用寿命员主观误差③仪器特别将被测针规放在两测头之间，测量其中的截面较大昂贵直径。1.3激光测径仪直接测量由表1可以看出:(1)“光学计和量块组合比较测量”能比较好激光测径仪是利用激光扫描测量原理测量工件的直径。激光器发出的光束通过多面体扫描转地满足测量精度要求，但是测量效率比较低，不镜和扫描光学系统形成与光轴平行的连续高速扫适合大工作量的检测任务。(2)“测长机直接测量”和“激光测径仪直描光束，对被置于测量区域的工件进

8、行高速扫描，并由放在工件对面的光电接收器接收，投射到光接测量”测量效率较高，但是由于测量装置本电接收器上的光线在光束扫描工件时被遮断，此身设计的特点，存在一定的局限性，一部分不时通过分析光电接收器输出的信号，可获得与工符合仪器特点的被测件无法得到理想的测量件直径有关系的数据。实验测量装置如图3结果。所示。3基于LVDT的数显针规测量装置的提出和设计上述传统的针规测量方法存在测量过程繁琐、耗时、测量结果稳定性不好、成本高等缺点。