以“四个理念”指导量具正确使用

  在测量过程中,对同一个被测物多次测量和多人测量,往往发现测量结果不一致,有的甚至差别较大。分析其产生原因,主要与是否正确使用量具有关,而量具的正确使用是以获得准确可靠的测量结果和满足工件测量要求为标志的。据此,除了按照量具的使用说明进行正确合理操作之外,还要综合应用几何量测量和六项互换性基础标准等方面的相关知识。其中,最基本的就是本文所归纳的“一个原则、两个条件、三个意识、四个要素”的理念,用这“四个理念”指导量具正确使用,对广大计量人员、检验人员和使用计量九游会的生产工人都具有重要意义。


  一、一个原则

  这是指测量时应遵循的最基本的测长原则——阿贝原则:“测量时,测量线只有在基准线的延长线上,才能获得精确的测量结果。”因此,在使用量具时,要尽量避免违反阿贝原则,具体就是不使被测量尺寸线与量具基准尺寸线产生倾斜,并处于最短距离(最好是同在一条直线上),同时保持测量力的恒定,防止因测力过大导致量爪偏歪,从而产生阿贝误差。


  在使用卡尺类量具时,由于卡尺在结构上不符合阿贝原则,存在原理误差,所以应注意以下几点:


  1.使用前检查两量爪合拢时两测量面之间是否有漏缝,如有目力可见的白光,此尺不可用,否则误差大。


  2.检查游框是否有晃动,尤其是垂直面内晃动大,此尺不可用,否则误差大。


  3.用下测量面靠近基准尺寸线的部位来测量,可得到较准确的测量结果。


  4.推动游框所用的力应适当、均衡,应以能夹住工件又能在两测量面间滑动为宜。


  5.有微动游框的卡尺,应使用微动游框来接触工件和对线读数。对于千分尺,其结构虽然符合阿贝原则,但使用不当也会产生阿贝误差,这主要发生在弓架套管内孔磨损,使微动螺杆的光轴部分与套管内孔配合间隙增大,以及两测量面磨损较大而导致两平面平行性超差时。因此,不能使用千分尺的边沿来测量,容易导致测杆倾斜,从而产生阿贝误差,这是一种不正确的使用方法。


  二、两个条件

  这是指国家有关互换性基础标准中规定测量工件尺寸的两个条件:标准温度和标准测量力。在使用量具时,应当注意温度和测量力对测量结果的影响。工业上长度测量的标准温度为20℃,标准测量力为零。


  在实际工作中,量具的检定和工件的精密测量最好在具有标准温度的计量室中进行。研究表明,温度对测量的影响主要在于温差的大小。在生产现场难以达到标准温度,且不能满足标准测量条件的情况下,应使被测工件和所用量具都处于冷态,并与环境同温后再进行测量,而且拿量具时应手持隔热装置部分来进行测量操作,这样可以减少甚至忽略温度误差的影响。绝不允许工件刚加工下来就进行测量。


  标准中规定测力为零,只有在非接触测量中才能实现。在接触测量中,为保证量具与被测表面可靠接触,需要有适当的测力,但测力不能过大,以免引起变形,使测得值不准,甚至损坏被测件和量具。为此,在精密量具上,一般都设有控制测力大小的机构,如千分尺的棘轮装置、指示表的测力弹簧等。对有测力装置的量具,一定要用测力装置来控制测力,不能按习惯用法随意而为,如使用千分尺时,应以匀速、自由地拨动棘轮来对线读数;使用指示表时,测量杆应有一定的压缩量。对没有测力装置的卡尺类量具,测量推力应适当、均衡,无论尺框紧固与否,卡尺的测量面与被测物表面接触应能正常滑动;对带有微动游框的卡尺,应使用微动螺母的功能来进行对线读数。


  简要说明微动游框的用法:先检查调整微动游框与游框之间的间隙,应有约1mm,然后推动游框,使两量爪可与工件被测面正确接触。此时,松开游框上的紧定螺钉,拧紧微动游框上的紧定螺钉,反时针转动微动螺母,直到转过空程感觉受到阻力时停止转动。多次测量时,每次都照此操作和对线读数即可。


  三、三个意识

  必须牢固树立保持量具准确度、延长量具使用寿命和提高测量准确度这三个意识,即计量意识、对零意识、保养意识。


  1.计量意识:即要有量值传递或量值溯源的观念,按周期检定制度自觉定期对所用量具进行检定,使量具的量值纳入国家量值传递系统,并处于受控状态,以保证量值统一、准确传递,而不能本末倒置,只认维修不认检定。从正确使用量具来讲,一般的顺序是检定——修理——检定。坚持做到不使用准确度不明、无检定合格标识的量具。


  2.对零意识:这是指使用量具时,应注意首先检查和校准零位或测量下限的正确性,否则零值误差将全部带进测量结果,使测量数据失真。切勿量具零位偏移失察仍然照用。


  3.保养意识:这是指量具使用后应进行维护保养,以保持量具长期处于合格状态,延长其使用寿命。量具使用完毕,应对所用量具进行保养,擦净放回原盒;存放时避免与工具、刃具、杂物堆放在一起,并防止受潮生锈、受热变形、受压损伤、灰尘侵蚀、碰撞跌坏、磁化磨损等现象的发生。


  四、四个要素

  一个完整的测量过程包含四个方面:测量对象、测量单位、测量方法、测量准确度。


  1.测量对象:这是指被测件及其几何参数。了解被测件的特点和被测参数的定义具有重要意义,因为参数的正确测量必须按其定义去实现,否则便是错误的。


  2.测量单位:即计量单位。在测量过程中,有时会遇到参数计算和计量单位之间的换算,计量单位不统一、计量单位之间的换算关系不明确,也会影响量具的正确使用。例如,把英制尺寸当成公制尺寸来计算和测量,或把英制螺纹和美制螺纹当成普通螺纹来计算和测量,都将导致量值混乱和测量错误,从而使测量结果失去意义。因此,学习和掌握“单位制”和“法定计量单位”的知识,也是量具使用者的一项基本功。


  3.测量方法:泛指测量原理、测量九游会和测量条件的综合,总的要求是:经济、合理、有效。其中,影响较大的是量具的选择。量具选择是确定测量方法时面临的问题,也是正确使用量具必须解决的首要问题。按照GB/T377-2009《光滑工件尺寸的检验》的规定来选择量具,即按量具不确定度允许值来选择量具,能有效地保证测量结果的准确性,应优先采用。不按通则选择或不经选择而随意使用量具是不正确的。


  4.测量准确度:这是指测量结果与被测量真值之间的一致程度。任何测量都是和一定的测量要求联系在一起的,要么规定有公差值,要么规定有参数的准确度指标,测量结果必须满足这些要求,测得数据才有价值,否则测量结果便失去意义。因此,使用量具时,应该事先知道测量准确度,不能测得多少就认多少。忽视测量结果的准确度,也是不正确使用量具的一种表现。


  测量准确度的高低可用测量误差来表征,并可通过测量误差分析或测量结果的不确定度评定来反映。测量误差小,测量准确度高;测量误差大,测量准确度低。


  综上所述,量具的使用看似容易,但要做到正确使用,需要深入学习和掌握几何量测量以及六项互换性基础标准等方面更广泛的知识。而最基本的是在测量过程中,坚持以“四个理念”为指导,不断提升辨别量具使用正确性的能力,坚持从保证测量结果准确可靠和满足工件测量要求的高度,着力实现从量具使用能手到量具使用高手的跨越。

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