于佃清

（遼寧省計(jì)量科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110004）

0 引言

倒角卡尺是一種使用尺身測(cè)量桿測(cè)量倒角尺寸的測(cè)量?jī)x器，其廣泛應(yīng)用于裝備制造、機(jī)械加工、航空航天等領(lǐng)域。倒角卡尺主要用于測(cè)量機(jī)械加工中工件外角的倒角尺寸。按讀數(shù)形式可分為游標(biāo)式倒角卡尺和數(shù)顯式倒角卡尺。目前，倒角卡尺沒有國(guó)家檢定規(guī)程或者校準(zhǔn)規(guī)范，為了規(guī)范倒角卡尺的量值溯源方法，保證其量值準(zhǔn)確可靠，開展倒角卡尺校準(zhǔn)方法的研究具有重要意義[1]?；贕B/T 6403.4-2008《零件倒圓與倒角》的要求，并結(jié)合JJG30-2012《通用卡尺》的技術(shù)要求和檢定方法，本文開展倒角卡尺的校準(zhǔn)方法研究。

1 校準(zhǔn)項(xiàng)目和計(jì)量特性

1.1 兩測(cè)量基準(zhǔn)面的夾角

倒角卡尺兩測(cè)量基準(zhǔn)面的夾角一般為90°±5′。

1.2 漂移

數(shù)顯式倒角卡尺的示值漂移在30min內(nèi)一般不超過(guò)1個(gè)分辨力。

1.3 示值誤差

倒角卡尺的示值最大允許誤差見表1。

1.4 示值變動(dòng)性

數(shù)顯式倒角卡尺的示值變動(dòng)性見表1。

表1 倒角卡尺示值最大允許誤差和示值變動(dòng)性

2 校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器的選擇

校準(zhǔn)用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器需經(jīng)過(guò)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定或者校準(zhǔn)，且在有效期內(nèi)。校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器如表2所示，允許使用其他滿足不確定度要求的標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。

表2 校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器

按照GB/T6403.4-2008中倒角尺寸系列要求，倒角標(biāo)準(zhǔn)塊的倒角尺寸標(biāo)稱值的取值如表3。

表3 倒角標(biāo)準(zhǔn)塊的技術(shù)要求

圖1 倒角標(biāo)準(zhǔn)塊

3 校準(zhǔn)方法

校準(zhǔn)前首先檢查外觀和各部分相互作用。確定沒有影響計(jì)量特性因素后再進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.1 兩測(cè)量基準(zhǔn)面的夾角

采用工具顯微鏡測(cè)角目鏡直接測(cè)量倒角卡尺兩測(cè)量基準(zhǔn)面的夾角，用米字線瞄準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)面，讀取米字線分劃板的轉(zhuǎn)角，即為兩測(cè)量面基準(zhǔn)面的夾角。

3.2 漂移

將數(shù)顯式倒角卡尺置于測(cè)量范圍內(nèi)的任一示值，緊固尺框，每隔10min觀察一次示值，記錄顯示值，觀察3次，示值間最大值與最小值之差即為數(shù)顯式倒角卡尺的漂移。

3.3 示值誤差

倒角卡尺的示值誤差用倒角標(biāo)準(zhǔn)塊測(cè)量，測(cè)量值可選取在測(cè)量范圍大致均勻分布的（3-5）點(diǎn)。

將倒角卡尺的基準(zhǔn)面置于倒角標(biāo)準(zhǔn)塊的兩側(cè)工作面上，選取接近倒角卡尺測(cè)量下限的測(cè)量點(diǎn)及相應(yīng)的倒角標(biāo)準(zhǔn)塊，移動(dòng)測(cè)量桿，使測(cè)量桿的測(cè)量面與倒角標(biāo)準(zhǔn)塊的工作面接觸[2]。對(duì)游標(biāo)式倒角卡尺，讀取其示值，其零位誤差按公式（1）計(jì)算；對(duì)數(shù)顯卡式倒角卡尺，將其進(jìn)行置零[3]。

在相同條件下，對(duì)選定的校準(zhǔn)點(diǎn)，讀取倒角卡尺的示值，重復(fù)測(cè)量3次，取3次讀數(shù)的平均值為該校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量值。游標(biāo)式倒角卡尺的示值誤差按公式（1）計(jì)算；

數(shù)顯式倒角卡尺的示值誤差按公式（2）計(jì)算；

3.4 示值變動(dòng)性

測(cè)量方法同示值誤差的測(cè)量方法，取示值間的最大值與最小值之差為示值變動(dòng)性。示值變動(dòng)性按公式（3）計(jì)算：

式中：Si——倒角卡尺第i校準(zhǔn)點(diǎn)的示值變動(dòng)性，mm；Limax——倒角卡尺第i校準(zhǔn)點(diǎn)的最大示值，mm；Limin——倒角卡尺第i校準(zhǔn)點(diǎn)的最小示值，mm。

4 倒角卡尺校準(zhǔn)方法適用性論證

使用倒角標(biāo)準(zhǔn)塊作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)倒角卡尺的示值誤差進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，其主要不確定度來(lái)源及分量值如表4所示。

表4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總一覽表

對(duì)以上五個(gè)不確定度分量合成，得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=0.009mm，測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：U=0.018mm，k=2。分析結(jié)果表明，該方法的不確定度不大于被測(cè)量最大允許誤差的1/3，符合要求。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合倒角卡尺的使用要求，針對(duì)其主要計(jì)量特性，給出了倒角卡尺的一種校準(zhǔn)方法，并給出了校準(zhǔn)方法的具體操作過(guò)程、計(jì)算公式的使用等，并通過(guò)校準(zhǔn)結(jié)果不確定度的分析論證了該種方法的可行性。為廣大計(jì)量同行在倒角卡尺的校準(zhǔn)工作中提供了一種思路和可行性方法。