黃文君 李冰

摘 要 JJF 1109—2003《跳動檢查儀校準(zhǔn)規(guī)范》中，校準(zhǔn)跳動檢查儀示值誤差所用的標(biāo)準(zhǔn)器是偏心軸，本文對以偏心軸作為標(biāo)準(zhǔn)器在儀器示值誤差校準(zhǔn)中的實際作用予以簡要分析，提出了個人的見解。

關(guān)鍵詞 跳動檢查儀;校準(zhǔn);示值誤差;偏心軸

引言

規(guī)范中示值誤差的校準(zhǔn)，對所用指示表計量特性的要求為：儀器所使用的千分表和機(jī)械式比較儀應(yīng)分別符合指示表檢定規(guī)程和機(jī)械式比較儀檢定規(guī)程的要求。校準(zhǔn)方法是將偏心軸頂在兩頂尖間，調(diào)整指示表使之與偏心軸的側(cè)表面（水平）母線垂直接觸，轉(zhuǎn)動偏心軸1周，記下指示表的最大變化量，進(jìn)行3次測量，3次測量的平均值與該偏心軸實際偏心量進(jìn)行比較，其差值應(yīng)不超出±5μm。通過分析發(fā)現(xiàn)，以偏心軸作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)跳動檢查儀的示值誤差有不妥之處。

1偏心軸的使用條件

根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范，校準(zhǔn)所使用的千分表和機(jī)械式比較儀等指示表分別符合指示表檢定規(guī)程和機(jī)械式比較儀檢定規(guī)程的要求，那么校準(zhǔn)儀器示值誤差時，指示表的顯示值與標(biāo)準(zhǔn)器偏心軸的偏心量一樣，都視為理論值。這樣，理論上轉(zhuǎn)動偏心軸一周，指示表的最大變化量與偏心軸的偏心量之差就應(yīng)該等于0μm，可是實際操作中由于指示表和偏心軸偏心量測量結(jié)果不確定度的影響，這個差值雖很少能正好等于0μm，但是作為計量標(biāo)準(zhǔn)使用的指示表和偏心軸，其測量誤差和測量結(jié)果不確定度對測量結(jié)果的影響也幾乎不可能超出校準(zhǔn)規(guī)范中對示值誤差±5μm的要求，這樣儀器的示值誤差一般都會符合校準(zhǔn)規(guī)范的要求，那么這一項是否就無須校準(zhǔn)了？當(dāng)然不是，事實上，既然使用了偏心軸的偏心量，就必須假設(shè)偏心軸在儀器兩頂尖間旋轉(zhuǎn)時其旋轉(zhuǎn)軸線相對于儀器頂尖連線沒有位置變化，即偏心軸只發(fā)生轉(zhuǎn)動，沒有發(fā)生平動，否則使用其偏心量就沒有意義，實際上偏心軸在儀器兩頂尖間旋轉(zhuǎn)時絕大多數(shù)情況下，既發(fā)生轉(zhuǎn)動，也發(fā)生平動，所以跳動檢查儀并不完全滿足偏心軸的使用條件。

2偏心軸在示值誤差校準(zhǔn)中的分析

經(jīng)過分析跳動檢查儀示值誤差的影響因素主要包括指示表示值誤差和工件旋轉(zhuǎn)軸線相對于儀器兩頂尖的連線的位置變化量。指示表示值誤差已經(jīng)滿足規(guī)程要求，所以研究跳動檢查儀示值誤差的校準(zhǔn)，關(guān)鍵就是解決如何檢測工件旋轉(zhuǎn)軸線相對于儀器兩頂尖連線的位置變化量。下面具體分析偏心軸能否檢測出工件旋轉(zhuǎn)軸線相對于儀器兩頂尖連線的位置變化量。

圖1 偏心軸校準(zhǔn)示值誤差示意圖

圖1中，點畫線為偏心軸的旋轉(zhuǎn)軸線，旋轉(zhuǎn)軸線在垂直方向上的位置變化量為l，偏心軸橫截面的最長半徑為rmax，最短半徑為rmin，rmax-rmin=偏心量（按校準(zhǔn)規(guī)范要求，偏心軸偏心量一般情況下，l<偏心軸偏心量，為了簡化問題，不考慮偏心軸水平方向的位置變化對校準(zhǔn)結(jié)果影響比較小）。而且選擇兩個最極端的情況進(jìn)行分析，如圖1當(dāng)偏心軸處于最高和最低位置時，測量軸線恰好分別通過偏心軸橫截面的最短半徑和最長半徑，此時指示表的最大變化量得到的最小值是rmax-rmin-l ，當(dāng)偏心軸處于最高和最低位置時，測量軸線恰好分別通過偏心軸橫截面的最長半徑和最短半徑，指示表的最大變化量得到的最大值是rmax-rmin+l ，所以用指示表的最大變化量減去偏心量得出示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的取值范圍是[-l ，+l]，示值誤差的校準(zhǔn)結(jié)果并不唯一，可能為[-l ，+l]中的任一值。說明此校準(zhǔn)方法不能準(zhǔn)確反映出旋轉(zhuǎn)軸線相對于儀器兩頂尖的連線的位置變化量，從而使得示值誤差校準(zhǔn)受到計量標(biāo)準(zhǔn)本身的不確定度影響比較大，依據(jù)此分析得出用偏心軸作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)跳動檢查儀的示值誤差有些不合理。

3結(jié)束語

通過上面對偏心軸作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)跳動檢查儀示值誤差的探討，得出跳動檢查儀示值誤差校準(zhǔn)時，既然用到了偏心軸的偏心量，從邏輯上講就已經(jīng)認(rèn)定其旋轉(zhuǎn)軸線相對于儀器兩頂尖的連線是沒有位置變動的，否則使用偏心量就沒有實際意義。若其旋轉(zhuǎn)軸線相對于儀器兩頂尖的連線沒有位置變動，則該項校準(zhǔn)更多的是指示表和偏心軸之間的互相檢測，不能完全實現(xiàn)對儀器示值誤差的校準(zhǔn)，用非圓軸校準(zhǔn)的分析與偏心軸一樣，所以個人認(rèn)為校準(zhǔn)跳動檢查儀示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)器選擇偏心軸和非圓軸可能都不是很妥當(dāng)，建議校準(zhǔn)選擇4級以上標(biāo)準(zhǔn)齒輪。

以上是我對JJF 1109—2003《跳動檢查儀校準(zhǔn)規(guī)范》的一些分析，希望與大家共同探討與切磋。

參考文獻(xiàn)

[1]北京市計量科學(xué)研究院.跳動檢查儀校準(zhǔn)規(guī)范：JJF 1109—2003[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

作者簡介

黃文君（1975-），女，陜西人;職稱：高級工程師，現(xiàn)就職單位：中國航發(fā)西安航空發(fā)動機(jī)有限公司，研究方向：幾何量計量。