大量程百分表的检定方法研究

赵浩进

（江阴市计量测试检定所， 江苏 江阴 214400）

1 概述

百分表是一种指示表，是一种通用长度测量工具，通过机械传动系统读取测量杆的线性位移，并改变表盘上指针的角位移。百分表的传动机构可以放大测量的微小位移，便于读数。然而，同时也可以放大错误，所以一个小错误会带来的后果将无法弥补。俗话说“差之毫厘，谬以千里”，因此在机械设备的生产加工中，测量工具起着十分重要的作用。百分表在机械设备的加工、生产领域中是应用最多的测量工具。当前对那些新出厂的或者正在进行使用的百分表进行校对、维修和检定，目的是使其符合现代化社会对高精度仪器、设备的需要。

2 大量程百分表的检定问题

具有相应基础的检定员通过手动方式对装置进行检定，并通过一定的培训，对标准机械进行缓慢调节，来检测百分表，并对表指针变化进行观察，同时读取检测数据，这样最终完成了对大量程百分表的检定工作。但是，这种检定方式效率不高，并且还要系统地培训检定人员，一旦操作出现失误就会严重影响到数据的准确性，若对大批量的百分表进行检定，工作人员会进行多次的重复劳动，不久就会疲劳，不但影响效果，也会增加成本，同时还浪费很多时间[1]。

还有一种光栅式仪表校准仪，可在确保精度的基础上测量基准长度。这种检测仪最大优点是可以高精度测量，结果值可以近似于零点几微米，但光栅测量元件价格高昂，这样会使检定仪的成本增加，并且他的记录也不便于存储。尽管是全自动化测量，却有一定的局限性存在，客观条件、环境有较大的影响，并且价格高昂，对于大量程百分表的检定而言，不适合使用。

3 大量程百分表的检定方法与过程

在检定大量程百分表时，参照国家标准的检定项目很多，包括回程误差、示值误差、示值变动性等项目的检定。下文根据《百分表检定规程》简单对上述项目的检定过程和方法进行分析[2]。

3.1 示值变动性

在刚性表架上安装受检表，保证测量轴线和带筋工作台是垂直的，将测杆分别在测量范围的始、中、末三个位置轴向波动5次（且测杆位移量要低于10 mm），这个位置的示值变动性为5次测量中，最大、最小对数差。

3.2 测杆受径向力对示值的影响

在刚性支架上安装受检的大量程百分表，保证表的测量轴线和带筋工作台是垂直状态，并将半径为10 mm的半圆柱侧块放置在工作台和测头中间，调整百分表，使其在测量范围的起始位置和侧块圆柱面的最高位置周围接触，并沿着侧块母线垂直方向，在指示表左、右、前、后4处将侧块移动2次，并记下每次侧块的最高点和表的测头接触产生的最大值的读数，而这8个读数的最大和最小值的差，就是侧杆径向受力对示值的影响。并且还要在工作行程的中、末两个位置进行这样的测量。

3.3 示值误差

使用卧式测长仪、指示类量具检定仪来测量百分表示值误差。在测量中，需要确保标准器进给位移方向和受检表测杆轴线在一条直线上。此外，还能满足测量不确定度要求的其他方法测量[3]。

3.3.1 指针式百分表

将受检表测杆压缩到指针归零后进行测量。在0～1 mm测量段内，间隔0.2 mm测量一点；在20～100 mm测量段内，间隔测量5 mm一点；一直到测量终点，并将受检表进行压缩到20个分度，并对各受检点进行反方向测量，直到归零为止。测头的一定方向不得在测量过程中进行改变，同时也禁止调整仪器和受检表。在正行程0～10 mm范围内，任意的1 mm示值误差，均是由任意整1 mm测量段中误差的最大值和最小值之差的最大值确定的。正行程所有受检点中误差的最大值和最小值差确定了全量程的示值误差。

3.3.2 数显式百分表

将受检表测杆压缩大约0.2 mm，归零后进行测量，在0～10 mm测量段内，间隔0.2 mm测量一点，在0～10 mm测量段内，间隔2 mm测量一点，最后一直到测量终点，并对受检表持续压缩0.2 mm，并对各受检点进行反方向测量，直到归零。测头移动方向不可在测量中途改变，并且也不能够调整受检表和仪器。正行程所有0.2 mm间隔的受检点中的相邻误差的最大值确定了任意0.2 mm示值误差。正行程所有整1 mm测量段中误差的最大值与最小值差的最大值确定了0～30 mm表任意1 mm示值误差。正行程所有2 mm间隔受检点中的相邻误差的最大值确定了0～50 mm表和0～100 mm表任意2 mm示值误差。正行程中全部受检点中的误差最大值与最小值差确定了全量程示值误差。

3.4 回程误差

测完示值误差以后，受检表的回程误差，取正、反行程同一个受检点误差值差的最大值。所以，在检定大量程百分表时，首先，在推定被检百分表测杆时，通常使用的是相应的检定设备，并依据检定规定规程将其移动到预定的受检点；其次，需要对被检百分表指针指示的数值、相关检定设备的测量数据进行读取，并将这些数据记录好，并最终分析、处理这些测量数据[4]。

4 结语

在对大量程百分表检定的过程和方法进行介绍时，分别从回程误差、测杆受径向力对示值的影响、示值变动性等几方面进行，并通过长时间检定实操得出：可以使用分段法检定大量程百分表。具体的检定方法为：一旦被检百分表的量程大于标准检定器，需要使用分段法检定，完成第一段检定后，第二段要从第一段的最后一圈施以循环检定，各段检定如上类推，在检定完所有百分表后，基数以第一段为准，对于各段的重复数据而言，使用数据旋转法，转换最大、最小数据，从而使得各段衔接中的数据误差降低，最终保证大量程百分表的检定更方便，为企业提供更好的服务。