关于JJF 1109—2003《跳动检查仪校准规范》的探讨

黄文君 李冰

摘 要 JJF 1109—2003《跳动检查仪校准规范》中，校准跳动检查仪示值误差所用的标准器是偏心轴，本文对以偏心轴作为标准器在仪器示值误差校准中的实际作用予以简要分析，提出了个人的见解。

关键词 跳动检查仪;校准;示值误差;偏心轴

引言

规范中示值误差的校准，对所用指示表计量特性的要求为：仪器所使用的千分表和机械式比较仪应分别符合指示表检定规程和机械式比较仪检定规程的要求。校准方法是将偏心轴顶在两顶尖间，调整指示表使之与偏心轴的侧表面（水平）母线垂直接触，转动偏心轴1周，记下指示表的最大变化量，进行3次测量，3次测量的平均值与该偏心轴实际偏心量进行比较，其差值应不超出±5μm。通过分析发现，以偏心轴作为标准器校准跳动检查仪的示值误差有不妥之处。

1偏心轴的使用条件

根据校准规范，校准所使用的千分表和机械式比较仪等指示表分别符合指示表检定规程和机械式比较仪检定规程的要求，那么校准仪器示值误差时，指示表的显示值与标准器偏心轴的偏心量一样，都视为理论值。这样，理论上转动偏心轴一周，指示表的最大变化量与偏心轴的偏心量之差就应该等于0μm，可是实际操作中由于指示表和偏心轴偏心量测量结果不确定度的影响，这个差值虽很少能正好等于0μm，但是作为计量标准使用的指示表和偏心轴，其测量误差和测量结果不确定度对测量结果的影响也几乎不可能超出校准规范中对示值误差±5μm的要求，这样仪器的示值误差一般都会符合校准规范的要求，那么这一项是否就无须校准了？当然不是，事实上，既然使用了偏心轴的偏心量，就必须假设偏心轴在仪器两顶尖间旋转时其旋转轴线相对于仪器顶尖连线没有位置变化，即偏心轴只发生转动，没有发生平动，否则使用其偏心量就没有意义，实际上偏心轴在仪器两顶尖间旋转时绝大多数情况下，既发生转动，也发生平动，所以跳动检查仪并不完全满足偏心轴的使用条件。

2偏心轴在示值误差校准中的分析

经过分析跳动检查仪示值误差的影响因素主要包括指示表示值误差和工件旋转轴线相对于仪器两顶尖的连线的位置变化量。指示表示值误差已经满足规程要求，所以研究跳动检查仪示值误差的校准，关键就是解决如何检测工件旋转轴线相对于仪器两顶尖连线的位置变化量。下面具体分析偏心轴能否检测出工件旋转轴线相对于仪器两顶尖连线的位置变化量。

图1 偏心轴校准示值误差示意图

图1中，点画线为偏心轴的旋转轴线，旋转轴线在垂直方向上的位置变化量为l，偏心轴横截面的最长半径为rmax，最短半径为rmin，rmax-rmin=偏心量（按校准规范要求，偏心轴偏心量一般情况下，l<偏心轴偏心量，为了简化问题，不考虑偏心轴水平方向的位置变化对校准结果影响比较小）。而且选择两个最极端的情况进行分析，如图1当偏心轴处于最高和最低位置时，测量轴线恰好分别通过偏心軸横截面的最短半径和最长半径，此时指示表的最大变化量得到的最小值是rmax-rmin-l ，当偏心轴处于最高和最低位置时，测量轴线恰好分别通过偏心轴横截面的最长半径和最短半径，指示表的最大变化量得到的最大值是rmax-rmin+l ，所以用指示表的最大变化量减去偏心量得出示值误差校准结果的取值范围是[-l ，+l]，示值误差的校准结果并不唯一，可能为[-l ，+l]中的任一值。说明此校准方法不能准确反映出旋转轴线相对于仪器两顶尖的连线的位置变化量，从而使得示值误差校准受到计量标准本身的不确定度影响比较大，依据此分析得出用偏心轴作为标准器校准跳动检查仪的示值误差有些不合理。

3结束语

通过上面对偏心轴作为标准器校准跳动检查仪示值误差的探讨，得出跳动检查仪示值误差校准时，既然用到了偏心轴的偏心量，从逻辑上讲就已经认定其旋转轴线相对于仪器两顶尖的连线是没有位置变动的，否则使用偏心量就没有实际意义。若其旋转轴线相对于仪器两顶尖的连线没有位置变动，则该项校准更多的是指示表和偏心轴之间的互相检测，不能完全实现对仪器示值误差的校准，用非圆轴校准的分析与偏心轴一样，所以个人认为校准跳动检查仪示值误差的标准器选择偏心轴和非圆轴可能都不是很妥当，建议校准选择4级以上标准齿轮。

以上是我对JJF 1109—2003《跳动检查仪校准规范》的一些分析，希望与大家共同探讨与切磋。

参考文献

[1]北京市计量科学研究院.跳动检查仪校准规范：JJF 1109—2003[S].北京：中国标准出版社，2003.

作者简介

黄文君（1975-），女，陕西人;职称：高级工程师，现就职单位：中国航发西安航空发动机有限公司，研究方向：几何量计量。