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1、用自准直仪检测角度块工作角喻 萍(长沙市计量测试检定所,长沙410002)摘 要 本文提出利用计量室现有常规设备自准直仪,用比较法检测角度块工作角,可满足1级、2级角度块的检定要求。关键词 角度块工作角 自准直仪 平面转台 检测角度块是一种精密角度量具,其工作角的角值, 除可用精密测角仪作绝对法检测外,尚可用比较法检测,后者是在自准式测角比较仪上进行的。本文 介绍另一种比较检测法,不需要上述专用设备,而是 利用常规设备来实现的。现介绍如下。一、 检测原理检测原理见图1。在光学的或机械的平面转台 上叠放着的相同的标准角度块和被检角度块,当自 准直仪瞄准两角度块工作面M时,在自准直仪内读 得由该工
2、作面反射回来的两个十字线像的垂直线距 离A1,然后连同角度块转动转台,使两角度块另一工作面N对准自准直仪,同样在自准直仪内读得垂 直线之间距离A2,则两角度块的角值之差 =A1-A2由此可得2=1+ 式中, 为两角度块工作角的差值;1为标准角度块工作角的实际角值;2为被检角度块工作角 的实际角值。二、 检测步骤该检测装置,一般计量室可在大型工具显微镜 或万能工具显微镜(简称万工显下同)上实现。前者需将其和自准直仪置于一块平板上,后者是将其平 面转台和自准直仪均置于纵向滑板上。现介绍用自 准直仪和万工显转台的检测步骤。11 角度块的安放位置对于三角形的角度块,两工作面的中垂线的交点应处于转台回转
3、中心上;对于四边形的角度块,其 对角线的交点应处于转台中心上。为此,可在角度 块与转台之间放一画有不同名义角值的角度块外形尺寸图,事先找出其中垂线的交点,用万工显的中央显微镜瞄准,调整此交点与转台十字线相重合后予 以固定,将角度块叠放于相应的外形尺寸图上即可。21 调整自准直仪位置 其高度是使其光轴处于两个角度块相接触的非工作面处;用90 角度块的一个工作面调整其光轴与转台轴线相垂直,并使十字线像大致位于目镜视 野上下方的中央部位;左右位置是使其光轴与两角度块工作面对角线交点O相重合。以上各项调整 的目的是尽量减少角度块工作面的平面度所引起的 角值检测误差。为达到正确调整,可用下述方法:将图2
4、所示的纸片立于平面转台并贴靠二个工作角度块工作面,调整自准直仪后使其光斑轮廓正好与纸上的圆弧线相重合。图中R为自准直仪通光口径 的半径;L为角度块的工作面长度;H为两角度块 的厚度。31 读数与计算将叠放在转台上的两块同名义角值的角度块两 工作面尽量重叠对齐,使由两同侧工作面反射回来73检定与规程计量技术2002 No 7的两个十字线像的垂线尽量靠近,即读数A的数值 要小,以减小测微目镜读数鼓轮示值误差对测量结果的影响。转动转台,当在自准直仪视野中央部分 见到分别由两工作面反射回来的两个十字线像时, 转动自准直仪测微鼓轮,使目镜双线分别对准十字 线的垂直线,并按测微器进行第1次读数得A1。然
5、后再缓慢转动转台,当在自准直仪视野中央部分再次见到分别由另一侧两工作面反射回来的两个十字 线像时,同样使目镜双线对准十字线的垂直线,按测 微器进行第2次读数得A2,两次读数值的差值即为 被检角度块与标准角度块工作角的差值 ,然后按 式(1)求得被检角度块的实际角度值2。为消除测微鼓轮的空程对测量结果的影响,读数A的前后两 次瞄准读数,鼓轮均往一个方向转动。读数正负号的确定:当自准直仪先对准被检角度块,后对准标准角度块时,测微鼓轮往正(增大)方向转动读数为正,反方向转动为负,在计算 时读数A1和A2必须带正、 负号。图3所示为自准直仪的视野,M1和N1为由标准角度块M和N两工作面反射回来的十字线
6、像;M2和N2为被检角度块M和N两工作面反射回来的十字线像。则图3 (a)的A1为正,A2为负;图3(b)的A1为负,A2为正。十字线像M和N的辨认:用一纸片挡住被检角度块工作面时,视野内出现的十字线像即为标准角度 块工作面反射回来的十字线像M1和N1,反之为被检 角度块工作面反射回来的十字线像M2和N2。三、 检定不确定度分析现以0级角度块作标准来检定1级角度块为 例。影响检定不确定度的主要因素有:11 标准角度块工作角值检定不确定度,0级角 度块工作角值检定不确定度e1= 1 。21 自准直仪刻线对准的重复性误差,1 分度值 的自准直仪e2= 015 。表名义角值本检测法绝对法差值()15
7、101509521315095117+ 01630203019581230195817- 01545304529551745295416+ 111504959551549595518- 01360406039551360395317+ 11675507550021575500312- 0179018959581089595710+ 11028959551689595613- 01738959581089595817- 0174900009149000091401031 由角度块工作面的平面度引起的测角误差, 考虑到对一块角度块的两个工作面分别进行瞄准, 其误差按下式计算e3=28h l l2
8、(2)式中,l为角度块工作面的长度,l= 70mm;l 为自准直仪光轴偏离角度块工作面长度方向中央的 距离,按上述方法调整后,可使l2mm; 为弧度 化为角值的换算系数, = 2105;h为角度块工作 面的平面度,0级角度块要求h0115m ,1级角度块要求h0130m。 将以上各值代入式(2)得83检定与规程计量技术2002 No 7e310(0级)= 012, e311(1级)= 014 。41 自准直仪测微目镜读数鼓轮示值误差,对1分度值的该仪器在l 的范围内不大于1,即e4= 1 。 综合上述各项误差,被检角度块工作角的总不 确定度:=e21+e2 2+e2 310+e2 311+e2
9、 4= 1155四、 验证将本检测法测得的角值与用C20型精密测角仪 绝对法测得的角值进行实测比对,其检测结果见表。 由检测不确定度分析和实测比对结果可知,采用0级角度块作为标准检测1级角度块,该检测法 足能保证1级角度块工作角值的检测要求。检定热电偶时参考端处理方法分析赵全六(重庆市庆铃汽车股份有限公司,重庆市400052)摘 要 在现行常用热电偶检定中,其参考端的处理都要求为恒定的0,这给我们的检定工作带来极大的不便。本文通过分析提出了当检定点的温度远远大于参考端温度时,可供采用的两种简单、 快速的参考端处理方法。关键词 热电偶 参考端 热电动势 分度号要使参考端为恒定的0,必须使用零度恒
10、温器或冰水混合物,而目前国内生产的零度恒温器插 孔太小、 太少,使用极不方便;而自制冰水混合物需 要时间太长、 太麻烦。下面通过理论分析,结合工作 实际,提出两种简易的参考端处理方法,可在保证检 定准确度的前提下大大提高工作效率。一、 检定S型热电偶的参考端处理 方法分析(标准为S型)我们知道,热电偶是利用其热电效应原理来测温,如图1 ,热电偶闭合回路中的总热电动势包括珀 尔帖电势和汤姆逊电势,其值为e( t , t0)=e( t)-et0(1)检定S型热电偶时,其热电动势误差e的计 算公式为e=e( t ,0)被-e( t ,0)分被(2)e( t ,0)被=?e( t ,0)被+( e(
11、t ,0)标-?e( t ,0)标)st被/ st标(3)式中:e( t ,0)被为被检热电偶在各检定点上的热 电动势值;e( t ,0)标为标准热电偶证书所给出的各检定点的热电动势值;?e( t ,0)标、 ?e( t ,0)被分别为标准热电偶和被检热电 偶在检定点附近测得热电动势的算术平均值;st标、st被分别为标准和被检热电偶在温度t时的微分热电动势(塞贝克系数) ;e( t ,0)分被为被检热电偶分度表上查得的某检定 点温度的热电动势值。 由各式整理可得: e=(?e( t)被-?e(0)被)+ ( e( t)标)-e(0)标-(?e( t)标-?e(0)标) st被/ st标-( e
12、( t)分被-e(0)分被)(4)在某一特定检定点上,用标准S型热电偶检定 工作用S型热电偶时,我们可以认为st被=st标,?e(0)被=?e(0)标, e(0)标=e(0)分被因为t0,于是式(4)可简化为 e=(?e( t)被-?e( t)标)+( e( t)标-e( t)分被)(5)从式(5)可以知道,当热电偶参考端为0 时, 被检热电偶热电动势误差是测量端温度的单值函数 e=f ( t) ,也就是说,被检热电偶热电动势误差只随测量端温度的变化而变化。 同样的道理,当热电偶参考端温度为t0时( t0 t) ,式(4)将变为 e=(?e( t)被-?e( t0)被)+ ( e( t)标-e(0)标-e( t0)标)-(?e( t)标-?e( t0)标) st被/ st标-( e( t)分被-e(0)分被-e( t0)分被)(6)93检定与规程计量技术2002 No 7
