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        力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定過程中需要注意的問題及改善措施分析

        2023-03-09 17:16:16張曉東徐俊豪
        大眾標(biāo)準(zhǔn)化 2023年2期
        關(guān)鍵詞:計(jì)量法壓力表力學(xué)

        張曉東,徐俊豪

        (張家港市檢驗(yàn)檢測(cè)中心,江蘇 張家港 215600)

        力學(xué)是計(jì)量技術(shù)發(fā)展最早的學(xué)科之一,其主要檢測(cè)內(nèi)容是測(cè)量力值、質(zhì)量、振動(dòng)、壓力和流量,對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用。其原理是以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的。在世界范圍內(nèi),質(zhì)量是一個(gè)最基本的物理量,同時(shí)也是一個(gè)基本單位,其他力學(xué)單位為導(dǎo)出單位。在過去的數(shù)十年里,力學(xué)計(jì)量已逐步發(fā)展成為一種較為完整的計(jì)量系統(tǒng)。特別是近年來,由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,力學(xué)計(jì)量發(fā)生了根本變化。在力學(xué)計(jì)量工作中應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù),可以有效提高計(jì)量精度,減少人工操作,降低計(jì)量誤差。但應(yīng)注意的是,力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定時(shí)必須遵循一致性的原則。

        1 力學(xué)計(jì)量

        計(jì)量是一種單位的整合和量值準(zhǔn)確可靠的工作。計(jì)量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵作用,是對(duì)產(chǎn)品制造工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控,以保證加工質(zhì)量的有效措施;計(jì)量也是一種有效節(jié)約能源的方法;同時(shí),計(jì)量也能防止雙方之間出現(xiàn)交易爭(zhēng)端。

        2 力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定應(yīng)注意問題

        2.1 檢驗(yàn)儀器未規(guī)范化應(yīng)用

        力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定工作必須保證力學(xué)計(jì)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化。力學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定,應(yīng)采用相應(yīng)的檢定儀器,并針對(duì)計(jì)量單位進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)物檢驗(yàn),并與有關(guān)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行比較,直到檢驗(yàn)的結(jié)論達(dá)到了規(guī)定的要求,力學(xué)計(jì)量?jī)x器方可正式投入使用。在實(shí)際使用中,由于個(gè)體和設(shè)備的原因造成的偏差會(huì)對(duì)檢定的精度產(chǎn)生很大影響,因此要特別注意不同偏差引起的檢定精度問題。

        2.2 力學(xué)計(jì)量?jī)x器計(jì)量方法

        缺少一致性在所有的運(yùn)算過程中,為了保證精確地運(yùn)算,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì),應(yīng)重復(fù)、多次計(jì)算,求平均值。這一反復(fù)核算的方式,可以避免出現(xiàn)任意誤差的情況。力學(xué)計(jì)量?jī)x器校準(zhǔn)中的分項(xiàng)檢定是一種需要進(jìn)行嚴(yán)密檢測(cè)的方法,不斷地進(jìn)行檢定,以達(dá)到最終的結(jié)果。然而,在力學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定實(shí)踐中,還沒有使用多次核算的方式,僅根據(jù)單一的檢定結(jié)果進(jìn)行最后的判斷,因而不能保證其精確度和可靠性。

        2.3 注意檢定工作的細(xì)節(jié)化處理

        力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定工作人員需要具有高度的責(zé)任心,其工作規(guī)范和工作要求十分嚴(yán)格。所以,在實(shí)施檢定時(shí),要按照檢定程序,加強(qiáng)對(duì)檢定過程中的細(xì)節(jié)工作,保證校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)分析和解決,以保證檢定程序和檢定結(jié)果的正確性。例如,想要檢定天平計(jì)量的準(zhǔn)確度,不僅要檢驗(yàn)天平的計(jì)價(jià)信號(hào)、外觀,還要檢驗(yàn)天平的預(yù)熱、校準(zhǔn)、清零等各項(xiàng)操作,以免因操作不當(dāng)或不恰當(dāng)造成計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)誤差,影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果在檢定過程中發(fā)現(xiàn)存在舞弊現(xiàn)象,應(yīng)立即上報(bào)給上級(jí)管理人員,并對(duì)錯(cuò)誤的操作進(jìn)行修正,確保檢定結(jié)果的正確、有效。

        3 解決力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定問題的措施

        3.1 保證檢定儀器的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用

        為了保證計(jì)量?jī)x器檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性,必須加強(qiáng)對(duì)檢定設(shè)備的選擇,統(tǒng)一計(jì)量方法是非常關(guān)鍵的一種手段。到目前為止,現(xiàn)有的力學(xué)計(jì)量體系屬于中國(guó)獨(dú)有的計(jì)量體系,而物理與機(jī)械的計(jì)量則采用了世界范圍內(nèi)的統(tǒng)一的計(jì)量體系。因此,要與世界標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng),應(yīng)大力推進(jìn)我國(guó)對(duì)于力學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定標(biāo)準(zhǔn)改革,以達(dá)到與國(guó)際接軌的目的,為進(jìn)一步完善我國(guó)力學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定工作提供科學(xué)依據(jù)。檢驗(yàn)人員在檢定工作中要加強(qiáng)各類儀器的運(yùn)用能力,認(rèn)真對(duì)檢定工作中使用的各種儀表進(jìn)行仔細(xì)檢查及處理,以保證檢定結(jié)果的正確性。

        3.2 實(shí)施統(tǒng)一的計(jì)量方法

        力學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定工作比較復(fù)雜,并且具有重要性,承擔(dān)計(jì)量?jī)x器檢驗(yàn)工作的主管單位應(yīng)具備相應(yīng)的國(guó)家認(rèn)可資格。要確保檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性和規(guī)范性,對(duì)檢定的結(jié)果進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)立即糾正,并及時(shí)進(jìn)行處置,以保證校準(zhǔn)的精度和校準(zhǔn)工作的規(guī)范化。

        綜合國(guó)內(nèi)各類力學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定方法和技術(shù),建立統(tǒng)一的計(jì)量方法體系,減少人為誤差和方式誤差,從而實(shí)現(xiàn)力學(xué)計(jì)量?jī)x檢定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化和整體化。在這種情況下,該方法在實(shí)踐中的應(yīng)用效果和反復(fù)應(yīng)用效果均有很大改善。

        質(zhì)量計(jì)量法:質(zhì)量計(jì)量的目標(biāo)是為計(jì)量材料的質(zhì)量提供衡量的標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量計(jì)量法是從度量衡的“衡”發(fā)展而來,它所采用的計(jì)量?jī)x器有:砝碼、天平、秤、各類衡器等。只有能夠測(cè)定計(jì)量目標(biāo)的質(zhì)量或者能夠?qū)Ξa(chǎn)品的制造過程進(jìn)行監(jiān)控的儀器,才會(huì)被稱為衡器。在質(zhì)量計(jì)量方法中,通常將計(jì)量準(zhǔn)確率大于1/10 000的標(biāo)準(zhǔn)的秤稱為“天平”。

        密度計(jì)量法:在一個(gè)空間體系中,密度是物體質(zhì)量與體積的比率,用P來表示。在明確密度計(jì)量方法之后,可用 kgL表示,即物質(zhì)的質(zhì)量或數(shù)量的濃度。而質(zhì)量密度則用每立方摩爾來表示,也就是,物質(zhì)和混合物的體積比率。

        力值計(jì)量法:力是物體間交互作用的結(jié)果,力包括大小、方向和作用的位置三個(gè)基本要素。建立力值計(jì)量法可以保證砝碼等重力數(shù)值的可靠性和精確性?,F(xiàn)行的工程單元法計(jì)算的內(nèi)力值單位是 kg/N,1 kg/N=9.806 65。

        容量計(jì)量法:本質(zhì)上是測(cè)量不同的流體(液體或氣體)體積的一種測(cè)量方法。在國(guó)際上,容量的計(jì)量單位是m3,L等也是比較常見的。在確定了容積計(jì)量法之后,將容積計(jì)量?jī)x劃分為一、二級(jí)不同的測(cè)量裝置和工作測(cè)量裝置,其中容量計(jì)量法的一個(gè)目標(biāo)是增加量筒、量杯等測(cè)量裝置的容量的準(zhǔn)確度。

        流量計(jì)量法:根據(jù)流體范圍的大小,可將流量計(jì)量的范圍加以適當(dāng)分類,一般可分成三大類型:氣體流量計(jì)量、油流量計(jì)量、水流量計(jì)量。在計(jì)量過程中,不能交換流動(dòng)介質(zhì),但不同的流動(dòng)介質(zhì)的計(jì)量方法卻是一致的。目前流量計(jì)量技術(shù)的發(fā)展主要有兩種:動(dòng)態(tài)流量計(jì)量與介質(zhì)流量計(jì)量,極端流量值基準(zhǔn)的開發(fā)。

        振動(dòng)計(jì)量法:包含速度、位移、頻率、加速度等方面的概述,計(jì)量結(jié)果的精度與振動(dòng)試驗(yàn)的好壞有很大的關(guān)系。在目前的階段中,由于研發(fā)和采用了先進(jìn)的、高精度的校準(zhǔn)技術(shù),所以在實(shí)際工作中,標(biāo)定精度越來越高。機(jī)械測(cè)量?jī)x表的校準(zhǔn)工作比較復(fù)雜,使得振動(dòng)校驗(yàn)的結(jié)果朝著精確化的方向發(fā)展。因?yàn)榱W(xué)檢定儀器檢定工作的復(fù)雜性和重要性,相關(guān)主管單位必須具有相應(yīng)的資質(zhì)證書。在檢定過程中,必須對(duì)檢定過程進(jìn)行嚴(yán)密檢驗(yàn),以確保檢定結(jié)果的正確性和規(guī)范性。一旦在檢定中查出問題,要求檢定單位立即進(jìn)行糾正,同時(shí),對(duì)出現(xiàn)的嚴(yán)重問題進(jìn)行相應(yīng)處置,確保檢定工作的規(guī)范化和檢定結(jié)果的正確性。

        3.3 采用適當(dāng)?shù)臋z定方法,注重對(duì)細(xì)節(jié)部分的檢驗(yàn)

        3.3.1 精細(xì)化檢定方法

        為了使計(jì)量?jī)x器的準(zhǔn)確性得到切實(shí)提高,就需要根據(jù)實(shí)際的需要,采取恰當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法,并強(qiáng)化對(duì)計(jì)量?jī)x器的細(xì)節(jié)檢測(cè)。相關(guān)檢定工作人員需要對(duì)檢定工作有一定的工作經(jīng)歷,能夠根據(jù)具體檢定需要和需要檢定的儀器來制訂具體的檢定方案,并對(duì)實(shí)際操作進(jìn)行相應(yīng)的修改,使出現(xiàn)誤差的情況呈現(xiàn)最小化。因此,在進(jìn)行檢定前,操作人員要對(duì)每一臺(tái)測(cè)試儀器進(jìn)行檢驗(yàn),觀察是否有損壞,是否能夠正常工作,再選擇適當(dāng)?shù)臋z定方式。

        我國(guó)力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定工作,一般采取兩種方法:整體檢定和單元檢定。

        整體檢定是檢定中最基本的檢定方式,其內(nèi)容主要有檢定基準(zhǔn)計(jì)量、檢定器具計(jì)量等。檢定時(shí)應(yīng)明確檢定數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)的偏差,并做好偏差值的紀(jì)錄。經(jīng)過多次試驗(yàn)后,計(jì)量?jī)x表必須校正。該方法具有簡(jiǎn)便、易于實(shí)現(xiàn),通過反復(fù)測(cè)量,可以獲得較為準(zhǔn)確的計(jì)量結(jié)果,這是目前我國(guó)確定計(jì)量精度的常用方法。然而,這種方式也有一些缺點(diǎn),那就是當(dāng)檢定儀器不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí),其誤差值就會(huì)難以確定。例如,如果檢定的儀器沒有達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),檢定人員仍采用整體檢定方法進(jìn)行檢定,將對(duì)檢定的結(jié)果產(chǎn)生直接影響。而且,這些誤差都不是因?yàn)椴僮鲉栴}造成的,所以很難發(fā)現(xiàn)問題的根本原因。在實(shí)際工作中,的確有個(gè)別檢定人員不懂得靈活使用檢定方法,從而造成最后的檢定結(jié)果誤差較大。

        單元檢定,主要是將整體校定單位分成若干個(gè)小單元,接著對(duì)各個(gè)小單元進(jìn)行校驗(yàn),對(duì)比和分析校驗(yàn)的效果,發(fā)現(xiàn)影響校驗(yàn)的主要原因,最后按照校驗(yàn)小單元的誤差進(jìn)行計(jì)算,確定儀器的質(zhì)量是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。盡管該方法比較煩瑣,但其檢定的結(jié)果比整體檢定的結(jié)果更加規(guī)范。在實(shí)踐中,通過將兩種方法結(jié)合起來,可以有效提高計(jì)量?jī)x器和測(cè)量結(jié)果的精確度,從而保證了力學(xué)計(jì)量?jī)x器的提升,確保力學(xué)計(jì)量工作的有效性。比如,在對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí),采用靜、動(dòng)兩種檢定方式。動(dòng)態(tài)檢定就是通過對(duì)儀器自身各個(gè)部件的功能進(jìn)行調(diào)試和復(fù)原,以實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)。靜態(tài)檢定是指將儀器作為一個(gè)完整的系統(tǒng),對(duì)其工作性能進(jìn)行比較和分析,以確保檢驗(yàn)結(jié)果的精度。

        3.3.2 加大細(xì)節(jié)檢定

        必須重視對(duì)儀器中的零部件的檢定,在使用檢定儀器時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到一些問題,使檢測(cè)的結(jié)果發(fā)生偏離,給檢測(cè)工作帶來負(fù)面影響。所以,在進(jìn)行檢定工作時(shí),相關(guān)工作人員必須定期對(duì)儀器進(jìn)行檢查、更換。

        比如,在檢定內(nèi)燃機(jī)抽氣泵的密封性時(shí),要將大量的水注入到標(biāo)定裝置中,需要注意注入的水需要高于標(biāo)定裝置的三分之二,并將抽氣橡膠管夾緊,保持封閉狀態(tài),然后將橡膠管和醫(yī)療注射器連接到防水閥的入口,并且將蓄水器的進(jìn)口進(jìn)行封閉。將儀器顛倒,隨后使用注射器吸出空氣,如果氣體泄漏,標(biāo)定裝置的上部(因?yàn)轭嵉?,上部有水分)?huì)有氣泡進(jìn)入。然后將裝置豎直放置,把水考克關(guān)緊,用注射器從抽氣孔吸出空氣。若有氣體泄露,則校準(zhǔn)裝置下側(cè)及防水考克均會(huì)出現(xiàn)氣泡,若無氣體泄露,則表示設(shè)備密封性能優(yōu)良。在檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的感測(cè)器時(shí),采用2 856 K色溫?zé)襞莸陌l(fā)光源與硒化或硅光電元件構(gòu)成。另外,2 856 K色溫?zé)襞莺凸怆娖骷奈恢玫南嚓P(guān)性對(duì)其檢測(cè)精度有較大的影響,但是在檢定過程中經(jīng)常被忽略。

        例如,壓力表在工作一段時(shí)間以后,一旦更換新的工作環(huán)境,機(jī)芯就會(huì)變形磨損,從而導(dǎo)致壓力表的精度下降。所以,在這個(gè)時(shí)候,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)壓力計(jì)進(jìn)行綜合檢定,以保證儀表的準(zhǔn)確性,防止測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)失真的情況。第一,將壓力表的各個(gè)部件進(jìn)行及時(shí)清洗,清理里面的雜質(zhì)和污垢,并將壓力表中的各個(gè)磨損部件進(jìn)行替換,保證壓力表的正常工作狀態(tài);第二,按安裝位置的差異來決定壓力表的實(shí)際檢定期限,比如壓力表安裝在壓力檢測(cè)點(diǎn)處,壓力表的檢定期限應(yīng)設(shè)定為六個(gè)月以內(nèi)。若對(duì)監(jiān)測(cè)儀器的需求較大,比如環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全生產(chǎn)等,那么,就必須減少對(duì)儀器的檢定周期;第三,當(dāng)測(cè)量點(diǎn)的介質(zhì)變化較大,儀器頻繁應(yīng)用,需要改善有關(guān)精度的要求,并應(yīng)視實(shí)際情況,減少檢定時(shí)間,并定期更換內(nèi)部零件。

        通過對(duì)螺釘進(jìn)行控制的方式,可以使實(shí)際檢定工作減少出現(xiàn)偏差。力學(xué)計(jì)量?jī)x器的壓力儀表,一般情況下都是表面上看起來處于正常狀態(tài),但因?yàn)轱@示數(shù)值的原因,往往會(huì)出現(xiàn)“超差”的情況。因此,在儀器檢定過程中,有關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)壓力表的檢定工作,一旦發(fā)現(xiàn)問題,就可以通過調(diào)整螺釘?shù)姆绞竭M(jìn)行解決。比如,在壓力表的指示針為0的情況下,要進(jìn)行快速地處理。若壓力表的偏差超出標(biāo)準(zhǔn)值,則工作人員應(yīng)采用反時(shí)針方式加大拉桿與齒輪之間的角度,使誤差可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。不過,若上述各項(xiàng)措施都已經(jīng)使用,仍出現(xiàn)偏差超過標(biāo)準(zhǔn)值,則需重新安裝指針,避免出現(xiàn)誤差。

        4 結(jié)語

        力學(xué)計(jì)量?jī)x器的精確度是力學(xué)計(jì)量領(lǐng)域的一個(gè)重要課題,其復(fù)雜多變的特點(diǎn),使力學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定工作更加復(fù)雜、嚴(yán)謹(jǐn)。在實(shí)際操作中,對(duì)操作人員的業(yè)務(wù)能力、操作水平、操作規(guī)范等提出了一些具體的標(biāo)準(zhǔn),要能嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)定的檢驗(yàn)程序。力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定的技術(shù)規(guī)程,必須由國(guó)家有關(guān)單位審批,對(duì)各種操作程序的規(guī)定也十分苛刻,所以在實(shí)踐中,要保證檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)依據(jù)有關(guān)的檢定儀器選用適當(dāng)?shù)臋z定手段。

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