探究现代长度计量技术的相关问题

发表时间:2017/3/16   来源:《科技中国》2017年1期   作者:姜丽兰
[导读] 本文主要结合作者近年工作经验,主要对目前几种常见的长度计量技术进行了详细探讨。

苏州市计量测试研究所 江苏 苏州 215000
摘要:随着国民经济的飞速发展及科学技术发展,在人们生产活动和日常生活中计量技术的作用与意义日趋明显。本文主要结合作者近年工作经验,主要对目前几种常见的长度计量技术进行了详细探讨。
关键词:长度;计量;测量
        1长度计量的内容
        在现代计量技术中,长度计量包括角度、圆度、距离等几何量的测量。主要分以下三个内容:1、确定计量所需要的长度单位并且通过具体的基准方式将单位复制;2、建立具体标准的传递系统与传递方法;3、合理地选择测量方法并正确使用计量器具。
        2长度计量的相关知识
        将需要检测量的值和另外一个标准单位量进行比对,并且要求其比值和被测对象量值关系的实验过程称为测量。Q=qu是测量的表达公式,Q表示被测量的物理量,q表示比值,u表示标准单位量。长度测量是以某点或面作为测量的基面,测量其与另外一个基面间的距离。测量操作开始之前需要统一选择基面,需要选择测量、设计、装配等一致的基面。当因为加工时的不当操作造成工艺基面与设计基面不一致的时候,应当确保测量基面在工序检验的阶段与工艺基面相一致,在终结检验的阶段与装配基面相一致。保证长度量值的绝对准确,仅靠建立长度基准是根本不够的,必须根据不同的需求建立相应的标准。
        3常见长度计量技术
        3.1接触性测量
        3.1.1外尺寸的测量
        测量具有顶针孔的轴径一般采用一点接触,测量仪器一般使用光栅式测径仪。测量时将测量装置上的滚轮和工件被测圆周对滚,并由同轴上的光栅角度传感器测量滚轮转数,测量数据由电缆传递给计数显示装置。在机床花盘或被测工件表面安装一个挡光片,当机床花盘或工件每转—周的时候,光电管的光照就会被切断一次,同时输出电脉冲,经过前置放大由电缆传递给计数器。当工件转过一定的转数之后,经主闸门控制的计数闸门关闭。这段时间计数器累加的数值可以由显示器直接显示出来,即被测工件的直径。
        3.1.2内尺寸的测量
        内尺寸的测量可以使用自准直式孔径测量仪、干涉式孔径测量仪、光学灵敏杠杆等进行测量。图1是光学灵敏杠杆的结构图。光学灵敏杠杆需要固定在主显微镜的三倍物镜下面,照明光源1负责照亮分划扳2,分划板3上面有三对双刻线,光线经过透镜3和反射镜4后反射向上,再经过主显微镜5放大,然后成像在测角目镜分划板6上面。通过转动位于灵敏杠杆右侧的滚花轮,可以调整分划板2的焦距,确保目镜视场内的双刻线像更清晰。通过转动位于灵敏杠杆左侧的滚花轮,能改变测杆测力的方向。为了将测量线和工件的孔径线相重合,可以采用找转折点的方法来保证测头横向位置的准确,在此横向位置上面轻轻移动纵向滑板,确保灵敏杠杆的测头和孔的两边均分别接触并且瞄准,同时在仪器标尺上面读数A1、A2,被测量的孔径D=(A1-A2)+d。

 


        3.2非接触性测量
        3.2.1影像测量法
        影像法是现在最常用的非接触性测量方法,内、外尺寸均可测量,其选用目镜分划板上面的刻线对待测工件的影像进行瞄准。首先需要根据测量人员的视力调整目镜的视度旋钮,使其可以看清分划板上面的刻线,然后上下轻轻移动显微镜的悬臂或焦炉微调环,将工件的影像清晰地出现在分划板上面。采用同样的方法再对被测工件轮廓的两边进行瞄准,然后在仪器刻度尺上面读取相应的数据,两次数据之差就是被测工件的尺寸。
        3.2.2电眼测量法
        电眼测量方法就是将待测工件固定于万能测长仪上面,选取适合被测孔径大小的球形测头,并且把它深入被测孔之中。把待测孔径和仪器的测量轴线相重合,电眼闪耀的时候读取数据。然后采用同样的方法读取靠近孔另一侧时测量的数据。两次的数据差值记为a,测量仪器的侧头尺寸记为b,用来表达孔径D的公式为D=a+b。
        3.2.3表面反射测量法
        表面反射法也同样能够测量出元件的外尺寸与内尺寸,适用于长度大于0.1毫米的孔径与大于0.06毫米的狭缝。具体的测量步骤如下:首先把待测的工件放置在仪器的工作台上面,然后把显微镜瞄准待测工件的两侧,读取两个数据,这两个数据的差值就是被测工件的尺寸。表面反射法适用于多种截面,精确度相对也高,不过如果工件的反射面比较粗糙的话,测量的数据就会受到很大的影响。
        3.2.4气动测量法
        将需要进行测量的工件尺寸的细微变动通过气体流量以及压力来进行测量的方法称为气动测量法。这类测量主要以液柱表面的高度作为显示依据,有的还以电表、浮标等作为显示依据。例如用浮标为指示的测量仪,主要是通过空气流量细微变动的浮标位置来进行测量的。该类测量仪多用在机械加工时的被动与手动测量工作中,这类测量的放大倍数相对较大,具有良好的稳定性,分辨率也相对较高。
        4计量工作的重要意义
        4.1计量工作在生产中的重要意义
        在工业生产的整个过程中,计量工作在各个环节都发挥着重要的作用。无论是对原材料质量的管控、整个生产流程中的技术监控还是对产品质量的检验检测等各个环节均离不开有效的计量检测工作。当今国外的一些发达国家均认为有效的计量检测方法、先进的生产设备、高质量的原材料这三个方面是保证现代化生产的主要条件。然而,对先进生产设备的研发和生产流程的准确控制以及高质量原材料的选取、检验工作也都需要用到相关的计量检测技术。我们看到国外先进生产线出来的产品一般质量都比较高,不合格产品很少或者基本没有,主要是因为其充分利用了实时监控和在线测量技术。
        在农业生产的过程中,尤其是现代大规模的农业生产活动,也需要用到计量检测技术。比如我们在科学种田之前,需要利用计量检测技术了解土壤中钾、磷、氮、有机质、水分、盐分含量以及土壤温度、酸碱度等信息。在育种、选种、培养、收获等各个农业生产的环节中均需先进计量技术来确保可以达到理想的工作效果,如果不能准确有效的利用计量技术,极易给农业生产造成严重的损失。在实践工作中我们可以发现,无论是技术创新还是科学生产,都需要计量技术的有效保障。
        4.2计量工作在国防保障中的重要意义
        先进的国防保障技术难度高、范围广,要求计量的频带宽、量程大、精度高、参数多。对于国防高端技术的研发工作而言,因其工作性质和工作环境特殊,大都需要现场进行高效率的计量检测工作,工作难度相对较大。比如,飞行装置在运输、发射、飞行、返回等过程当中,可能会受到强辐射、高湿、低温、冲击、振动等方面影响。在一些武器的研发过程中,需要对核辐射、脉冲流量、动态温度、动态压力等进行相应的计量测试工作。通过高效的计量测试工作可以检测出研发人员需要用到的各项数据,可以确保整个系统、子系统以及各个部件的安全可靠,能够节省研发时间、物力、人力。
        结束语:
        计量检测技术是社会、经济、科技发展的重要技术基础之一。计量检测技术和工农业生产、国防科技等各个方面联系紧密。计量检测技术水平的提高对于技术改革、产品创新具有非常有效的促进作用。长度计量技术作为计量检测技术的主要构成部分之一,长度计量技术水平的提高对社会、经济、科技的发展同样具有重要的意义。
参考文献:
[1]付小华.对于长度计量技术的几点看法[J].科技创业家.2012(19).
[2]殷元利.长度计量技术浅析[J].计量与测试技术.2011(07).

 
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