浅谈高度游标卡尺的精度分析
孙开滨:浅谈高度游标卡尺的精度分析
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浅谈高度游标卡尺的精度分析
TheAccuracyAnalyseofAltitudeCaliper
孙开滨
(哈尔滨市计量检定测试所,黑龙江哈尔滨150036)
摘 要:本文介绍了高度游标卡尺的读数原理、精度分析并解决零位检定的正确方法。关键词:高度游标卡尺;读数原理;精度分析
高度游标卡尺是生产系统,特别是机械制造工业中普遍使用的测量工具,它是保证量值准确一致和产品质量的重要手段之一,现在有的工厂企业工人不合理使用
此量具,因此这对提高产品质量和降低生产成本有着重要作用,高度游标卡尺在通用量具中属于游标类量具,可用于直接测量和比较测量。高度游标卡尺的游标读数值
(0～有0102mm、0105mm两种,测量范围有(0～200)、300)、(0～500)、(0～1000)和(0～2000)mm等,根据使用工件进行选用不同规格的高度游标卡尺。
1 高度游标卡尺读数原理
高度游标卡尺读数部分由尺身与游标组成。原理是利用尺身刻线间距与游标刻线间距之差来进行小数读数,如:通常在主尺上刻有间距为1mm的刻线,游标刻线间距为0198mm,游标上刻线数是50个,它们均匀分布于主尺49mm范围内,则尺身与游标的间距为0198mm,根据这个原理,使之成为读数值为0102mm。游标沿着尺身移动,即可使尺身有游标上某一刻线对准,能得出被测长度尺寸的毫米整数和小数部分。2 高度游标卡尺的精度分析
高度游标卡尺示值误差一般包括高度尺本身的误差,客观因素引起的误差和随机误差等。
下面介绍刻度误差和尺身导向面不正确误差供参考(1)一般尺身刻度和游标刻度误差,如表1所示。
表1
游标读数值(mm)
01020105
μm)尺身刻度和游标刻度误差(
5+0105L10+0105L
式中:c—尺框长度;a—尺身导向基面到划线爪顶,工作面的距离;K—尺身导向基面直线度;ΔS′—由于尺身导向基面直线度引起的示值误差。
设c=50mm,a=100mm,ΔS′=0102mm(即示值误差保持在0102mm内)。
根据上式
50
0102=0101mm100×
即对50mm长的尺框来说,尺身导向基面直线度必
K=
须在0101mm以内。
从上式可知,要保持一定的示值误差(如0102mm),尺框越长,使用的划线爪越短,则对尺身导向基面直线度K要求可降低一些。
②关于尺身的垂直度偏差与示值误差的关系见图2
。
高度尺的尺身偏离底座测量面,即相对于直角倾斜θ弧度,其计算如下:
2
θ
θ=a(1-)b=acos
2
22θθa
因而ΔS′=a-b=a-a(1-)=
22
2ΔS′
所以θ≈
注:L———实测长度(mm)
(2)尺身导向基面不正确误差,包括高度尺尺身导向基面直线度与尺身导向基面对底座工作面的垂直度两种误差。
①在一定的示值误差下,如图1所示关于尺身导向基面直线度误差,可按下式计算:
K=
c
ΔS′a
a
设:在不考虑其它误差的情况下ΔS′=0102mm,a
(下转第5页)=300mm
宋伟:电子测量仪器故障排除的基本方法
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常用于排除自激、噪声、纹波等故障。局部短路法包括直
接短路和支流短路(亦称支流旁路)2种形式。后者适用于同时存在直流分量的情况。例如:在排除示波器输入通道存在自激故障时,可用1只电容器(注意耐压与容量应合适)依次去旁路各级的输入端,若自激消失,则自激是由本级或次级电路不良引起的。7 阻值判读法
元器件的失效是造成电子仪器出现故障的经常性原因。当故障范围缩小到若干个元器件时,采用阻值判读法能起到“一槌定音”的作用。在阻值判读法中,通常只需使用万用表的欧姆档,通过测量元器件的阻值,在大多的情况下便能判断该元器件是否失效。例如:可以检查电阻器是否存在开路、断路、阻值变化;电容器是否已被击穿、漏电严重;电感线圈、变压器、继电器或电机绕组是否存在短路断线:晶体管的正反向结电阻是否正常等等。当然,在某些情况下还需借助元器件参数测试仪器来进一步考察这些元器件的指标是否合格。在线测量时,应注意元件阻值间互相关联影响。
一般来讲,掌握了上述7种基本方法,对于一个仪器检修人员来说,就好像掌握了打开阿里巴巴之门的钥匙。但还须注明的是掌握了上述基本方法看似容易实则难,仪器作为一个系统,它要求检修人员具有较高的综合素质,灵活的判断能力,细心的工作方式,丰富的工作经验。尤其对于现在的复杂仪器、进口仪器,检修人员更要不断学习,提高自己的外语水平,熟悉计算机控制等知识。
作者简介:宋伟,男,工程师,主任。工作单位:新疆维吾尔自治区计量测试研究院。通讯地址:830011新疆乌鲁木齐北京南路40号附9号。收稿时间:2008-09-01
级检查各级的输出数据,跟踪信号经电路处理后的变化情况,以判断故障所在。此法对于排除放大电路、脉冲成形电路、数字逻辑电路及计数电路等故障,常常行之有效。在应急情况下也可注入人体感应信号或50Hz的电源信号,后者要预先分压到安全电压或选择适当接地点。寻迹顺序应由电路后级往前级依次进行。
在使用信号寻迹法时,对测量结果的分析判断要仔细小心,以免出错误判断。例如:要考虑到测量结果中是否已含有直流分量、输入信号的频率幅度是否合适、阻抗是否匹配、逻辑条件是否都满足等等。5 等效替代法
等效替代法分为信号替代法和部件替代法。
在信号替代法中,用1个或1组等效的外加信号替换某电路的输入信号,进行模拟状态运行,以判断故障处在该级还是前级电路中。此法常用于排除带有反馈的闭环电路的故障。在闭环电路中,任何1级的故障都会引起全电路的工作不正常。此时无论用电位分析法或信号寻迹法等方法,往往都会束手无策。此时,若将反馈之路断开,使电路开环,同时在断开处另加1个或1组模拟信号,此后再逐级检查,便容易发现违章所在。在部件替代法中,用正常的部件来替换有疑问的部件,达到缩小故障范围的目的。用于替换的部件可以是另1台同型号正常仪器上的,也可以是同1台仪器上另一个相同的部件。例如:相位分析仪内奇数插件板往往有两块是完全相同的,采用替代法能迅速查到有故障的那块通道板。6 局部短路法
局部短路法就是将某电路的输入端信号短路,比较短路前后输出端信号的变化情况,确定故障范围。此法(上接第3页)
则:θ≈
2×01021
=rad3008616
游标卡尺的精度,这在计量检定修理过程中有很大的帮
助,合理正确地检定计量工具是计量检定工作的重要组成部分,也是现代检测系统中的一个不可缺少的步骤
。
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若把8616rad换算成角度,得θ≈0°39′43″3 高度尺零位正确性检定法
(1)在平板上涂以一层薄红丹粉,将高度尺放在平板上,使底座工作面与平板面贴合,然后轻轻往复回转高度尺底座工作面,调节微动螺母,使划线爪擦去红丹粉。这时,观察高度尺的尺身零刻线与游标零刻线是否对准。检定用的平板应选用一级或一级以上精度,否则将影响检定精度。
(2)把一级样板直尺安放在平板上使千分表对准零位,如图3所示,然后将高度尺的划线爪工作面代替样板直尺的安装位置。如图4所示,用微动螺母调整划线爪工作面直至对准千分表零位。这时观察高度尺的尺身零刻线与游标零刻线是否对准。4 结束语
本文概述了高度游标卡尺的读数原理,并分析高度
参考文献
[1]《高度检定规程》JJG31-1999.[2]通用量具手册.计量出版社.[3]肖明耀.误差理论.计量出版社.
作者简介:孙开滨,男,工程师。工作单位:哈尔滨市计量检定测试所。通讯地址:150036哈尔滨市香坊区珠江路五号。收稿时间:2008-09-01