量具管理
用量块核查卡尺和千分尺
把量块放在测量面之间,读出量具示值,减去量块的校准尺寸,差值就是这一点的示值误差。卡尺在量程内至少取五个大致等距的点;千分尺用一套专门挑选尺寸、能查出螺杆误差的量块。把每点误差与最大允许误差比较并写出合格与否,属于检定或核查;校准给出的是误差及其不确定度。
卡尺:外测量爪
- 卡尺和量块放在同一台面上等温;拿量块戴手套或用夹钳,不要徒手。
- 合拢量爪,检查零位(日常保养和零位检查见卡尺保养与校准)。
- 把量块放在外测量面之间读数。示值误差 = 读数 − 量块校准尺寸。
- 在量程内至少取五个大致等距、覆盖主尺和游标量程的点重复(NPL GPG 40)。
0~150 mm 数显卡尺可取 30、60、90、120、150 mm 五点,与校准证书怎么看中的示例卡尺相同。游标卡尺还要选小数部分落在不同游标刻线上的尺寸,使游标刻度也查到。
平行度与内测量爪
把量块放在量爪的不同位置,靠近根部和靠近端部各一次。用两块长度不同的量块,在量程内两个位置做,一个接近零位、一个接近满量程;再看锁紧尺框后结果有没有变化。
内测量爪:用量块加夹持器和附件量爪组成已知内尺寸,用内测量面测量,同样减去量块尺寸。
NPL 还用刀口角尺查固定量爪测量面对导向边(尺身)的垂直度,用平晶查测量面平面度,用杠杆指示表查测量面直线度。
千分尺
千分尺用一套专门的量块核查,量块尺寸选得能同时查出螺杆一圈之内的周期误差和沿行程的累积误差;测量面的平面度和平行度用平行平晶检查。逐块放入两测量面(测砧与测微螺杆)之间,像测量时一样用棘轮,记下读数。用千分尺座,手不碰尺架。
英国国家物理实验室(NPL)的良好实践指南给出一个千分尺校准示例(位置 2.5~25 mm):
| 位置(mm) | 示值误差(mm) |
|---|---|
| 2.5 | 0.000 |
| 10.3 | +0.001 |
| 12.9 | −0.001 |
| 15 | −0.002 |
| 20.2 | −0.002 |
| 25 | −0.003 |
扩展不确定度为 ±0.002 mm(k = 2,约 95 %)。该指南还指出,多数单位把千分尺送到认可实验室校准,不自己做。
记录与判定
记下所用量块套及其证书编号、环境温度、各点读数和示值误差、所用的最大允许误差、结论、核查人和日期(见量具管理)。把每点误差与最大允许误差比较并写出合格与否,属于检定或核查;国内卡尺按 JJG 30、千分尺按 JJG 21 检定。实验室出具的校准证书给出的是误差及其不确定度。
实训室规划
KELIBRON 已有 10、20、25、30、40 mm 量块,用作百分表对零的标准件。千分尺可以测这些量块,但实训室里的卡尺和千分尺还没有随位置变化的示值误差(只有零误差演示,是一个固定偏移),用量块核查查不出可记录的误差。在此之前,可以用下面的场景练习相同的习惯:先查零位,按量具的分辨力读数。
参考资料
- D. Flack, Callipers and Micrometers, NPL Measurement Good Practice Guide No. 40, Issue 2, 2014 (first issued 2001) · National Physical Laboratory
- JCGM 200:2012 — International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM, 3rd edition) · JCGM / BIPM
- JJG 30-2012《通用卡尺》检定规程 (按编号引用,无公开页面) · 国家质量监督检验检疫总局
- JJG 21-2008《千分尺检定规程》 (按编号引用,无公开页面) · 国家质量监督检验检疫总局
- ISO 13385-1:2019 — Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment — Part 1: Design and metrological characteristics of callipers · ISO
- ISO 3611:2023 — Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment — Design and metrological characteristics of micrometers for external measurements (按编号引用,无公开页面) · ISO
这些来源怎样用、怎样核对,见关于 KELIBRON。
先用卡尺练习通用要点
常见问题
卡尺要查几个点?
至少五个,大致等距、覆盖量程(NPL GPG 40),另外在接近零位和接近满量程处查平行度。
用量块核查算不算校准?
用可溯源的量块测出误差,是校准中的测量部分;校准还要给出这些误差的不确定度。按最大允许误差判合格与否,属于检定或核查。
千分尺可以自己校准吗?
可以用合适的量块套自行核查;NPL 指出多数单位把千分尺送到认可实验室校准。
先练通用要点
清洁、校零、放正、轻而均匀用力、按分度值读数,这些要点各类量具都相通,可以在卡尺场景中练习。
