光柵式指示表檢定儀及其檢定(轉載)

<<中國計量 >>1999年第6期總第43期技術篇檢定、校準與測試

光柵式指示表檢定儀及其檢定
王　倩

　一、指示表檢定之現狀

　　隨著科學技術的發展，電子式數字化并利用微機進行數據處理的計量儀器、裝置得到廣泛應用，并在逐步替代老式傳統的純機械式儀器。用于檢定各類指示表示值誤差的GZJ型光柵式指示表檢定儀就是一例。指示表國家計量檢定規程JJG34—1996明確規定，首先使用光柵式指示表檢定儀，而機械式百分表檢具和千分表檢定儀，由于其工作效率很低，分辨能力不高而位居次席。

　　目前，我國生產光柵式指示表檢定儀的單位有三家。鄭州市計量器具研制所生產的GZJ型光柵式指示表檢定儀、沈陽第一機床廠計量處生產的S1—313A百分、千分表類檢定儀。其原理、性能、價格基本相同。由于這種儀器準確度高，分辨能力強，回程誤差小(近于零)，操作簡便，檢定效率高，以及可用于檢定所有已有國家規程的各種類型的百分表、千分表、杠桿表、內徑表的通用性等優點，而得到我國廣大工礦企事業單位計量室的青睞。目前，國內使用的國產光柵式指示表檢定儀，據不完全統計，約有六七百臺之多。1996年，鄭州市計量器具研制所又有大量程指示表檢定儀問世(量程0～50mm)，填補了我國大量程指示表檢定專用裝置的空白。

　　成都量具刃具廠生產的全自動光柵式百分表檢定儀，由于采用了光電對準裝置，免除了人工讀數，檢定效率進一步提高。但是它只能用于檢定規定外形尺寸的百分表，而且價格較高，因而限制了其適用范圍(只適用于百分表生產廠)。

　　國外公司(德國、日本)也有同類產品在我國展銷，但由于價格昂貴(性能與國內產品相同)，維修困難，很少有人問津。

　　二、光柵式指示表檢定儀的工作原理

　　光柵式指示表檢定儀是利用光柵測長原理，把直線位移變成電信號，經前置放大、分相、整形、電子細分，將脈沖信號進行記數和顯示，并利用單片機進行數據處理，最后由PP40打印機打印出檢定數據和結果。其框圖如下。


光柵測長的原理是將光源發出的光，通過望遠系統變為平行光，照射到柵線面相對的透射式標尺光柵和指示光柵上，當標尺光柵相對固定的指示光柵沿柵線垂直方向移動時，則所產生的明暗相間的莫爾條紋沿柵線方向移動。兩塊光柵尺相對移動一個柵距，莫爾條紋的光強周期地變化一次，并掃過安放在指示光柵前的四只光電元件，從而產生兩路正弦電信號，經電路系統處理后，變成脈沖信號。由于儀器測桿與標尺光柵剛性連接，故測桿位移L與脈沖信號的關系可用下式表達
　　L=A?N=　　
式中，A—脈沖當量；n—電路細分能力；k—光柵線紋密度；N—脈沖數。
　　脈沖當量是每一個脈沖相當的位移尺寸。設n=100，k=100，N=1，則
　　L=　　　　×1=01μm
上式說明，當采用100線光柵時，電信號經過100細分后，測桿每移動01μm，電路將給出一個電脈沖。由微機記取脈沖數即可準確地得到被測尺寸大小。

三、檢定儀的檢定

現在我國尚未制定出量程大于10mm，并適用于檢定光柵式千分表檢定儀的檢定規程，因而筆者認為，對于全功能的光柵式指示表檢定儀的檢定，可按JJG271—1996《數顯式百分表檢定儀》檢定規程進行。但在儀器準確度一項尚應根據檢定大量程百分表和千分表的要求，作如下變動：
在50mm范圍內示值誤差應不大于7μm，在10mm范圍內不大于3μm，在任意1mm和任意01mm范圍不大于08μm。
　　粗分段受檢點(大量程檢定儀)：0，10，20，30，40，50mm；
　　粗分段受檢點(小量程檢定儀)：0，2，4，6，8，10mm；
　　細分段受檢點：0，01，02，03，04，05，06，08，1mm。
　　在檢定方法中，鑒于光柵式檢定儀準確度要求較高，本身無回程誤差的特點，建議：①使用三等量塊和分辨力為01μm的數量式電感比較儀；②不檢反行程；③檢定中取放量塊或對準受檢點時，可以任意移動測桿。
　　為了檢定工作準確可靠，應注意下列事項：
　　(1)對于臥式檢定儀，如不能按JJG271—1996附錄圖4設置，可將檢定儀立著放在穩定的工作臺上，使測量面向上(見右圖)；
　　(2)測桿上可固定一只小三珠工作臺，以保證量塊接觸良好；
　　(3)讀數前應前后左右輕輕移動量塊，反復對準零位。如對某受檢點的誤差有懷疑，可重新對零后再檢該點，并檢查零位是否跑掉。




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