量块等级精度的正确选择

量块等级精度的正确选择
佘娜萍
【摘要】量块作为长度计量量值传递的标准器，在实验室检定，机械制造，生产
加工等方面都有很广泛的应用。

合理的选择量块的方法，应是使之即符合生产需要又符合经济指标。

【期刊名称】《科技风》
【年(卷),期】2012(000)023
【总页数】1页(P97-97)
【关键词】量块;等级;合理的选择
【作者】佘娜萍
【作者单位】常州市计量测试技术研究所,江苏常州 213001
【正文语种】中文
量块，作为长度计量的标准器，不仅保证了长度量值能正确无误地由基准波长逐级传递到生产第一线，还满足了现代工业生产对互换性的要求，这是因为量块本身所具有的特殊性能和有严格的技术要求来保证所致的。

按我国现行的量块检定规程JJG146-2011，将量块分成五个等（1、2、3、4、5等）和5个级（1、2、3、4、5级）。

对出厂精度为某级别的量块经检定后定为
相对应等别的精度，即是说某级的量块与其相对应的等的量块（某“级”别的量块最高可定的“等”别，如1级量块最高可定为3等，这一关系即所谓“相对应”）
在下列技术指标上必须使一致的：线膨胀系数，稳定性，测量面的硬度，测量面的平面度，长度变动量等。

而量块等与级的根本区别在于用中心长度的测量不确定度来定等，用量块长度的偏差来定级。

因此，在满足上述几项技术指标的前提下，量块“等”的确定就仅仅与检定该量块时的标准器（如高等别的量块）、标准仪器、温度变化、测量方法、读数误差等“带给”该被测量块的测量误差的大小来确定了。

显而易见，量块的等与量块实际尺寸偏差的大小无直接关系，通常情况下，量块尺寸偏差的大小可对量块的定等无影响。

即是说量块中心长度的测量不确定度是评定量块实际尺寸精度的主要依据。

同样，量块定级的主要依据是量块中心长度的极限偏差，这是指量块中心长度偏差的允许界限，由于实际尺寸减去名义尺寸等于偏差，实际尺寸本身有一定的测量误差，显然这一测量误差必然直接影响到偏差，故量块定级除了按照其中心长度的极限偏差来确定外，尚考虑测量误差的大小，即是说要考虑到量块中心长度测量误差的大小。

在实验室检定，机械制造，生产加工中，测量器具的选择，涉及众多的因素，如零件的大小，结构形状，材料，精度要求，被测表面的位置，批量大小，生产方式等。

生产中直接需要使用量块的场合，都是被测件精度较高，公差小的地方。

合理的选择方法，应是既符合生产需要又符合经济指标。

所谓经济指标，主要指所用设备的价值，调整使用仪器所耗费的时间以及要求操作技术的高低，对周围环境的要求等。

测量器具的测量误差，理论上固然是越小越好，测量误差越小，显然测量器具的精度越高，测出的实际尺寸越接近真实尺寸。

但是过分地使用高精度的仪器，不仅增加测量费用，提高成本，在经济上造成浪费；另一方面高精度测量仪器的放大比很大，对外界环境要求较高，因此用它来测量低精度的量块常常会出现指示值不稳定，有时甚至无法正常读数而不得不改用低精度的仪器。

例如，检定5等10mm～25mm的量块，一般是在立式光学计上用4等量块作标
准进行的，此时检定室的温度要求是20℃±4℃，如若改用接触式干涉仪以二等量块作标准进行检定，则要保持二等量块的传递精度，检定室的温度控制需要提高到20℃±1℃。

这样一来产生的后果有：1）增加了仪器和标准量块的费用，增加了
维护费用，增加了由于检定室对温度控制精度提高而带来的基建费用。

2）由于5
等量块的平面平行性偏差大，中心长度偏差一般也大等因素，在读数格值为
0.1μm，测量范围为±5μm接触式干涉仪上进行读数时，指针经常变动，即使是
熟练的检定员也难以正确估读。

如果选用立式光学计，不仅仪器精度已足够保证检定5等量块的要求，而且由于光学计刻度尺的最小格值为1μm，测量范围达
±100μm，所用工作台又是带筋的平工作台，故使示值十分稳定，估读精度也高。

由此可见，我们不能滥用高精度的测量器具，必须使所选择的测量器具与被测量块的精度要求相当。

用测量精度系数K表示测量极限误差与被测件公差的关系可以
很好的使上述要求得到满足，因为式中K——测量精度系数；△lim——允许的测
量极限误差；δ——被测件的公差或允许带给被测件的测量极限误差。

众所周知，测量极限误差即指最大的测量误差，它包括测量器具本身的误差和所用测量方法的误差。

测量器具本身的误差是由于测量器具本身结构不完善，装配上有缺陷，运动时的磨损，材料的不稳定等所造成的。

引起测量方法的误差因素也很多，例在相对测量时，用量块来调整仪器的零位或某一示值时，显而易见，量块本身的误差会无例外的直接带到测量中去，从而增加被测量的测量误差；由测量力变化引起的误差；温度的影响（一般精密测量均要求室温为20℃，如室温不是这一标准
温度或基准件与被测件温度不同）产生的误差等均属于测量方法的误差。

为了保证使被测件在测量后能得到可靠的测量结果，测量的极限误差不能过大，它与被测件所要求的测量误差之间应有一定的关系。

否则测量极限误差过大，无法得到正确的，用于判断量块精度的结果了。

通常情况，我们选用测量精度系数K的值在的范围内，测量高精度的量块取较大的系数，测量低精度的量块取较小的精度系数。

这样
可以同时兼顾到测量精度和经济性的要求。

根据量块精度的不同，可参考表1-1选择相应的测量精度系数选择精度恰当的量块。

如果使用量块检定仪器和量具时，量块精度等级的选择可查表1-2。

表1-1?
表1-2?
需要指出的是，当被测件要求极小的测量误差，如果仍按的范围选取时，不仅测量费用增加很高，在技术上难度极大甚至不可能达到这一精度时，人们常常使K增至（甚至更大——如高等别的量块检定可达来解决矛盾，以满足高精度测量的要求。