平尺直線度測量系統評估方法跟檢定方法

其一、平尺直線度測量系統評估方法
鎂鋁平尺是一種(zhǒng)具有平面(miàn)的尺形量規，一般用于以著(zhe)色法、指示表法檢驗平闆、長(cháng)導軌等的平面(miàn)度，也常用于以光隙法檢驗工件棱邊的直線度。平尺一般用花崗石制造，也有用鑄鐵或軸承鋼制造的。
按照平尺校準規範技術要求，對(duì)平尺直線度的測量采用橋闆測量法，該方法僅測量橋闆兩(liǎng)個支撐點的相對(duì)傾斜角度，然後(hòu)用各支撐點的測量數據評價其直線度。由于該方法隻使用了各支撐點的數據對(duì)整個測量面(miàn)進(jìn)行估算，無法對(duì)整個測量面(miàn)的所有數據進(jìn)行綜合評定，從而導緻測量誤差的産生。對(duì)平尺直線度測量的通用方法爲根據JJF1097—2003《平尺校準規範》中對(duì)平尺工作面(miàn)直線度測量的技術要求，采用橋闆測量法進(jìn)行直線度的測量。將(jiāng)電子水平儀或自準直儀反射鏡固定在橋闆上，橋闆按照設定的跨距在平尺工作面(miàn)上尾相接地移動，從電子水平儀或自準直儀上讀取儀器數據，然後(hòu)按照直線度評定方法進(jìn)行數據處理直線度測量結果。
根據實際需要，本文提出平尺直線度測量系統的技術方案，該系統可以實現對(duì)平尺工作面(miàn)被(bèi)測直線上所有點位的測量，測量結果，平尺校準數據的準确性，減小量值傳遞過(guò)程中的測量誤差。
1平尺直線度評估方法的基本思路按平尺直線度的檢測要求，提出該方法的實現步驟:
1)光電自準直儀光束校準。根據光電自準直儀和平尺平面(miàn)，對(duì)光束進(jìn)行校準，保持反射鏡和光電自準直儀處于水平。
2)設定橋闆跨距。根據不同尺寸的平尺，所需要采集點的數量也不同，并且需要跨距進(jìn)行調整。
3)采樣(yàng)。移動跨距，采集不同位置上各點的直線度相對(duì)值。
4)拟合。對(duì)采樣(yàng)點基于較小二乘法進(jìn)行實時(shí)直線拟合，根據多組數值進(jìn)行直線度拟合。
5)求解。對(duì)拟合數據進(jìn)行分析，并且評估其誤差值。
2基于較小二乘法的直線度評估方法在現有的實際測量中，常用3種(zhǒng)方法評估直線度，分别爲兩(liǎng)端點連線法、較小包容區域法和較小二乘法;由于兩(liǎng)端點連線法較爲簡便而廣泛應用于實際測量中，但是該方法測量的評估值誤差較大。因此，考慮到測量中所需要的精度，本文中采用較小二乘法對(duì)直線度進(jìn)行評估。
較小二乘法即爲求出一個較接近的理想直線，要求與這(zhè)條直線平行的兩(liǎng)條直線接近真實值，并且能(néng)滿足每個測量值到這(zhè)個直線的距離較小，這(zhè)時(shí)這(zhè)條直線即爲所求的較小二乘直線。在測量過(guò)程中，測量值的平方都(dōu)大于零，所求的較小二乘直線要使各點的偏差均爲較小，即爲各點測量值到較小二乘直線的平方和較小，所以較小二乘直線要盡可能(néng)的靠近這(zhè)些點的曲線。
該系統的要求:
1)與被(bèi)測量平尺接觸的位置需要平行度等精讀要求。
2)實現評定要求和準确度要求。
3)采集數據的間隔點需要在規範[m中規定值的範圍内。
4)實現上述方法的數據處理系統。
一般的，把整個系統分爲機械系統、硬件系統和軟件系統。
其二、刀口尺的檢定方法
JJG63-2007檢定規程取消。0級鎂鋁合金平尺是值得商榷的，在很多的地方需要用0級刀口尺進(jìn)行檢定和測量，又沒(méi)有其他測量方法可以取代它，不像千分尺取消0級可以有數顯千分尺、杠杆千分尺等來代替它。根據的介紹“在調研中我們發(fā)現，不少生産單位爲産品質量，在生産中僅簡單以有無光縫作爲判别刀口尺是否合格的依據，因此生産的産品全部是0級品，沒(méi)有1級品”。生産0級刀口尺在質量上并不存在問題。主要是對(duì)。級刀口尺的不确定度評定達不到要求，故而取消0級刀口尺。因此有對(duì)0級刀口尺的檢定方法及其不确定度進(jìn)行探讨。
刀口尺的檢定方法老版本的檢定規程和标準都(dōu)有這(zhè)樣(yàng)一句話是很重要的，“檢定時(shí)，刀口尺的光隙長(cháng)度應小于刀口尺全長(cháng)的三分之一”。0.5μm的光隙能(néng)不能(néng)看清楚，作者在1961年用瑞典量塊組成(chéng)了0.5μm的标準光隙，與1μm的光隙比較差一倍的感覺非常清楚，爲了推廣0.5μm标準光隙，在20世紀90年代才請成(chéng)量廠生産标準光隙量塊。
刀口尺的檢定是將(jiāng)刀口尺刃邊置于研磨平尺工作面(miàn)上，在日光燈或燈箱的照明下觀測刃邊與研磨平尺工作面(miàn)間的光隙(刀口尺在±15°擺動下)與标準光隙比較。标準光隙由。級量塊(除了0.5μm和1.0μm的光隙是。級，其餘是1級)、φ60mm平晶和0級刀口尺組成(chéng)。現將(jiāng)各項要求分述如下。
1研磨平尺的要求
作者在20世紀80年代研磨平尺學(xué)習班資料中推薦的研磨平尺參數及JJG740-1991和JJG740-2005對(duì)研磨平尺的要求見表1。例如一個400mm的研磨平尺，它要求在360mm内直線度應不大于0.4μm，在任意240mm上直線度不大于0.25μm,在任意180mm上不大于0.15μm。這(zhè)樣(yàng)這(zhè)根尺子就(jiù)可以檢定300mm以下的各種(zhǒng)長(cháng)度的刀口尺。如果不能(néng)滿足上述要求，但在指定的範圍滿足0.25μm/240mm及0.15μm/180mm，應該在檢定證書注明符合要求的工作段的位置。規程對(duì)于270和300mm的研磨平尺要求高了一點，可以放寬到0.25μm，在任意180mm長(cháng)度上不大于0.15μm即可。
對(duì)于使用中的研磨平尺其表面(miàn)的劃痕不應影響它的反光能(néng)力，如果反光能(néng)力下降了會(huì)影響光隙寬度變小。雖然其直線度合乎要求，仍需研磨抛光其表面(miàn)，提高表面(miàn)粗度。
2标準光隙的要求
由于标準間隙隻有0.5μm，所用的0級刀口尺使用其無光隙的2/3部分中的約30mm長(cháng)的一段。組成(chéng)0.5μm标準間隙的量塊用。級量塊，而不像規定用三等量塊。因爲在使用過(guò)程中無法對(duì)三等量塊的偏差進(jìn)行修正，JJG64-1994規定用直徑60mm或80mm的1級平晶。
3關于燈箱的要求
規程應該給出燈箱在觀察處的照度應達到多少流明的數值。在這(zhè)個條件下可以清晰看到0.5μm的标準光隙。
4刀口尺光隙大小的确定檢驗刀口尺光隙時(shí)先确定光隙長(cháng)度是否超過(guò)全長(cháng)的1/3，然後(hòu)确定其光隙的大小。有三種(zhǒng)情況可以是判斷無誤的，先是沒(méi)有光隙存在，其次是明顯看出光隙比0.5μm的标準光隙小，第三種(zhǒng)情況是明顯看出比0.5μm标準光隙大。不能(néng)明确判斷的就(jiù)是光隙與标準光隙相當，究竟是大于或是小于标準光隙。這(zhè)時(shí)可以把量塊放在研磨平尺上，刀口尺壓在三塊量塊上，若刀口尺是中間有光隙(中間量塊大于兩(liǎng)邊量塊0.5μm，看中間量塊能(néng)不能(néng)動，能(néng)動則直線度大于0.5μm，不能(néng)動則直線度小于0.5μm。若是端部有光隙，當兩(liǎng)端都(dōu)有光隙，則中間量塊小于兩(liǎng)端量塊0.5μm，若是一端有光隙，中間及無光隙一端的量塊比有光隙一端的量塊小0.5μm。中間量塊能(néng)動說明光隙小于0.5μm,中間不能(néng)動說明光隙大于0.5μm。至于其他規格的刀口尺光隙的确定，與上述相類似。