马尔百分表检查仪用激光干涉仪的校准方法分析

孙亮

摘 要：为进一步提高指示表类量具产品的质量，我公司2011年购入一台德国生产的OPTIMAR100型马尔百分表检查仪。该仪器的示值误差在德国是用增量探头进行计量校准的，在我国目前还没有厂家生产这样的计量标准器，且我国现行国家计量检定规程有效版本JJG201-2008《指示类量具检查仪》中也没有规定该类型仪器示值误差的校准方法，导致这台仪器进厂验收校准无法进行。为保证该仪器始终能在良好的计量性能状态下工作，其示值误差的校准方法成了摆在我们面前的一个迫切需要解决的难题。

关键词：计量标准器；示值误差；计量校准；激光干涉仪

中图分类号：TH744 文献标识码：A

1 校准用计量标准器的选择

为尽快解决马尔百分表检查仪示值误差的校准方法难题，我们通过查阅相关技术资料，对其结构及工作原理有了进一步的认识。它是以光栅尺为读数基准，通过工作台下丝杠的位移带动工作台上百分表或扭簧表的指针发生位移，用这个位移量与其标准光栅尺的位移量产生的差值来对表类产品的示值进行检定的。

该仪器标准光栅尺的精度为（0.2+L/ 100）μm，其中L为检测点至零位的距离，单位mm。首先要解决的是校准用计量标准器问题，我们按其精度决定用精度为±（1.5×10-6L）μm的激光干涉仪作为计量标准器，对其示值误差进行计量校准。

我们的校准方法是以激光干涉仪的读数为基准，使马尔百分表检查仪的工作台处于零位。将马尔百分表检查仪光栅读数与激光干涉仪的读数同时清零。当马尔百分表检查仪的工作台由于其自身丝杆的运动而发生指示值的变化时，固定在工作台上的激光干涉仪的反射镜也发生同样的位移量。在马尔百分表检查仪的显示屏及激光干涉仪的显示屏上可分别读到两者的位移量，这两者的差值即为我们测得的马尔百分表检查仪的示值误差。

2 校准用计量标准器的装夹方法

马尔百分表检查仪出厂计量校准证书及相关技术文件规定，该仪器的校准温度为（20±2）℃，湿度不大于70%。我们决定在恒温效果好，温度、湿度均符合要求的公司计量室进行检定。

根据校准方法及激光干涉仪的工作要求，考虑到节约成本等因素，我们用计量室的三坐标测量机的立柱与龙门架、理石平台及自行设计制作的卡具，如图1所示进行安装。将马尔百分表检查仪置于理石平台上，将激光干涉仪的激光头置于基座上，将激光干涉仪的干涉镜装夹在三坐标测量机的立柱上，用自制反射镜座将激光干涉仪的反射镜固定在马尔百分表检查仪的工作台上，然后进行其校准的具体操作。

3 示值误差的校准方法

进行示值误差的校准时，我们首先用手动方式将马尔百分表检查仪的工作台置于机械零位以下，然后用该仪器的软件功能自动将其升至机械零位，此时固定于马尔百分表检查仪工作台上的激光干涉仪的反射镜也处在零位。将马尔百分表检查仪及激光干涉仪的读数同时清零，然后在马尔百分表检查仪的测量软件上设置检测点，用自动方式进行示值误差的逐点校准。每一检测点的测量值分别为马尔百分表检查仪光栅的行程量及标准激光干涉仪的行程量，我们分别从各自的显示屏中读出，两者的差值即为示值误差，从而完成对马尔百分表检查仪示值误差的校准。

4 校准中应注意的问题

在试验具体操作过程中我们总结出：① 激光干涉仪的安装一定要正确稳固，否则将影响校准的准确性。② 检测点的选择一定按马尔百分表检查仪的测量软件所规定的校准位置与间隔进行，否则将影响校准的准确性。③ 校准前必须用手动方式将被校准仪器工作台处于机械零位以下，因为只有这样才能保证马尔百分表检查仪按其软件功能自动从机械零位开始校准。④马尔百分表检查仪能自动监测光栅测头位置，当测头位置超出量程范围，会有报警音出现，应立即停止运转，退回测头，以免损坏仪器。⑤不得撞击传感器，不得拧动传感器上的螺丝钉，以防传感器失灵，影响精度。

结语

经过反复多次的实验证明，只要我们有严谨、科学的工作态度，加以精细的工作方法，用激光干涉仪替代增量探头完全可以对马尔百分表检查仪的示值误差进行计量校准。

在探索马尔百分表检查仪示值误差的校准方法实验过程中，虽然我们面对许多难题，但这些问题的解决更新了我们的创新理念，提高了我们分析问题、解决问题的能力。新校准方法节约了购买进口标准检具增量探头的大量资金，提高了检测质量，降低了检测误差。做到质量一流，效益一流，让企业永葆生机，确保良好的效益和可持续发展

参考文献

[1] JJF1001—1998，通用计量术语及定义[S].

[2] JJF201-2008，指示类量具检定仪国家计量检定规程[S].