2015年9月9日星期三

檢定讀數、測量、工具顯微鏡示值誤差時的注意事項


  讀數顯微鏡屬於光學機械式計量儀器顯微鏡,主要作為幾何量計量儀器中的瞄准定位讀數裝置,也可單獨用於刻線寬度、間距等長度量的測量;測量顯微鏡、小型、大型和萬能顯微鏡都屬於工具顯微鏡類光學計量儀器,主要用於測量精密機械零件的長度、角度、錐度、形狀和螺紋參數等。

  因為計量儀器的示值誤差是儀器最基本的計量性能,是反映儀器優劣和准確度高低的主要參數,所以依據JJG 57l—2004《讀數、測量顯微鏡檢定規程》和JJG 56—2000《工具顯微鏡檢定規程》對讀數、測量、工具顯微鏡進行計量檢定時,其示值誤差是一個非常重要的檢定項目,需要檢定人員作出科學准確的評價。下面就檢定這些儀器的示值誤差時,檢定人員需要注意的事項作一些歸納和探討。

  1檢定中需要注意的事項

  1。1 檢定用標准器玻璃刻度尺的選用

  (1)對於分度值為0。0025mm、0。001mm、0。0005mm的讀數顯微鏡,選用分度值為0。0lmm,測量範圍為(0~1)mm,U=0。21um(k=3)的專用玻璃刻度尺;對於分度值為0。0lmm,0。005mm的讀數顯微鏡,選用分度值為0。1mm,測量範圍為(0—10)mm,U=0。5um(k=3)的專用玻璃刻度尺。

  (2)對於測量顯微鏡,大、小型和萬能工具顯微鏡,選用分度值為1mm,測量範圍為l00mm和(或)200mm,(k=2。8)的二等標准玻璃刻度尺。

  1。2目鏡類型的選擇

  針對具有多種目鏡類型的儀器,如大、小型工具顯微鏡有測角目鏡、螺紋輪廓目鏡、圓弧輪廓目鏡三種目鏡類型,萬能工具顯微鏡有測角目鏡、螺紋輪廓目鏡、圓弧輪廓目鏡和雙像目鏡四種目鏡類型,這些目鏡因測量對像的不同而需要具體選擇並調換使用。所以,在檢定儀器的示值誤差時需要注意選擇適合的目鏡。對於大、小型和萬能工具顯微鏡來說,規程要求選用輪廓目鏡,這裡要注意該目鏡實際是指螺紋輪廓目鏡。

  另外,對規程中沒有明確作出規定的,則可以根據對線瞄准定位簡單方便、對線准確度高的原則來選擇目鏡類型,如測量顯微鏡要選用帶米字分劃板的目鏡。

  1。3物鏡放大倍數的選擇

  由於大、小型和萬能工具顯微鏡有1×、1。5×、3 X、5 X四種放大倍數的物鏡組可以更換使用;測量顯微鏡有4 X、10 X、40×三種放大倍數的物鏡組可以調換使用。所以在檢定儀器示值誤差時,要注意選擇安裝放大倍數與玻璃刻度尺相適應的物鏡,使被放大了的玻璃刻度尺的刻線像與儀器成像面上相應的標准刻線相當。因此,大、小型和萬能工具顯微鏡要選用放大倍數為3 X的物鏡;測量顯微鏡要選用放大倍數為4 X的物鏡。

  1。4使用玻璃刻度尺時的安放方式

  玻璃刻度尺被檢定時,其刻線表面朝著顯微鏡物鏡安放或背著物鏡安放得到的檢定結果是不相同的。前者是刻線不經過玻璃刻度尺的厚度而直接進入顯微鏡得到的:後者則是刻線先經過玻璃刻度尺的厚度然後再進入顯微鏡所得。由於後者玻璃刻度尺非刻線表面的平面度會影響光束的折射而造成誤差,故二者的安放方式不同,得到的檢定結果也是不相同的。

  因此,在使用玻璃刻度尺檢定儀器示值誤差時,一定要注意它的使用安放方式應該與其檢定證書中注明的檢定安放方式一致。

  1。5注意調整玻璃刻度尺至檢定狀態

  (1)檢定大、小型和萬能工具顯微鏡以及測量顯微鏡時,調整玻璃刻度尺達到的檢定狀態。

  ①將玻璃刻度尺安放在儀器玻璃工作台的中間位置,使其零位刻線與儀器毫米刻度尺的零位方向一致並位於儀器毫米刻度尺的零刻線附近;

  ②調整儀器視度和焦距,使玻璃刻度尺的零端刻線和末端刻線在儀器顯微鏡視場內同樣清晰;

  ③調整儀器工作台,使玻璃刻度尺的軸線平行於儀器受檢方向的行程。

  (2)檢定讀數顯微鏡時,調整玻璃刻度尺達到的檢定狀態。

  ①先將讀數顯微鏡安裝在專用檢定裝置上,再把專用玻璃刻度尺安放在專用檢定裝置的工作台上。然後調整視度和焦距,使專用玻璃刻度尺的刻線清晰地成像在讀數顯微鏡的視場內;

  ②對於分度值為0。001mm和0。0005mm的讀數顯微鏡,調整專用檢定放大鏡裝置的工作台,使專用玻璃刻度尺的軸線與讀數顯微鏡中0。1mm刻度尺的軸線平行;對於分度值為0。01ram、0。005mm、0。0025mm的讀數顯微鏡,調整專用檢定裝置的工作台,使專用玻璃刻度尺的軸線方向與讀數顯微鏡視場中的十字線移動方向一致。

  (3)檢定狀態的保持。

  調整好的檢定狀態在整個檢定過程中必須被持續可靠地保持。為了防止其在工作台的運動過程中發生變化,可在完成所有調整工作後用橡皮泥(或其它方法)固定玻璃刻度尺在工作台上的位置。固定時注意不得影響調整好的檢定狀態,否則需要重新調整。

  1。6瞄准對線的標准

  用儀器目鏡分劃板上的刻線對玻璃刻度尺上的刻線影像瞄准對線,是為了准確地確定儀器各受檢點的被測尺寸相對於玻璃刻度尺標准尺寸的相對位置,以便進行比較和讀數。對線質量的優劣,是決定儀器示值誤差檢定准確度的主要因素之一。因此,瞄准對線必須做到規範准確和一致,以便減小對線誤差,提高測量准確度。

  (1)對於大、小型和萬能顯微鏡以及分度值為0。001mill、0。0005ram的讀數顯微鏡,它們的瞄准方式是雙線對稱跨單線,瞄准對線時的標准要達到刻線對稱居中,即左右間隙相等。

  (2)對於測量顯微鏡和分度值為0。01ram、0。005mm、0。0025ram的讀數顯微鏡,它們的瞄准方式是單線符合,瞄准對線時的標准要做到刻線的中線對准輪廓線,使其一半在外、一半在內,即為半寬壓線。

  1。7對玻璃刻度尺刻線尺寸的使用

  在兩個檢定規程中都明確規定對儀器各受檢點的示值誤差進行計算時,要使用玻璃刻度尺在每一受檢點相對零點的實際尺寸。也就是說,使用玻璃刻度尺的刻線尺寸時,不能直接用其名義值,而是必須按玻璃刻度尺的實際偏差值對名義值進行修正,然後使用修正後得到的實際尺寸。另外這些實際尺寸的使用是有前提條件的,即只有當使用玻璃刻度尺檢定儀器示值誤差時的使用安放方式與檢定證書中注明的玻璃刻度尺的檢定安放方式一致時使用才正確,否則就是錯誤使用。

  2對檢定規程的疑問

  在JJG 56--2000《工具顯微鏡》第5。3。14條中規定,檢定儀器的示值誤差時,放置玻璃刻度尺時它的刻線面要背著物鏡。由於所用玻璃刻度尺的檢定證書中注明的是測量時其刻線面向上放置,所以規程的規定正好與玻璃刻度尺被檢定時的放置方式相反。這就造成了玻璃刻度尺的正著檢定反著使用的不良現像,對正確使用玻璃刻度尺檢定儀器示值誤差和正確使用玻璃刻度尺的實際尺寸計算儀器示值誤差都帶來了不利影響,導致儀望遠鏡器示值誤差的檢定失去了可靠性和准確性。

  為此我們查找了文獻[1]、[2]、[3]中的相關內容,確認它們對使用玻璃刻度尺檢定工具顯微鏡示值誤差的介紹說明中,都沒有提及玻璃刻度尺刻線面的放置情況。如果此項規定很重要和很必要,為什麼這些文獻當中都沒有給出明確的說明和強調呢?基於此,我們對JJG 56--2000《工具顯微鏡》和JJG 571_2004《讀數、測量顯微鏡》提出以下疑問:

  (1)檢定工天文望遠鏡具顯微鏡的示值誤差時,為什麼所用玻璃金相顯微鏡刻度尺的刻線面要背著物鏡放置?如果朝著物鏡(即刻線面向上)放置對檢定會產生怎樣的影響?如果必須遵照規程要求背著物鏡放置而又與玻璃刻度尺的檢定放置情況相反,這對儀器示值誤差檢定又會產生什麼樣的影響?

  (2)對於同為顯微光學系統的讀數、測量顯微鏡,為什麼其檢定規程第6。3。12條顯微鏡的示值誤差規定中對玻璃刻度尺如何放置沒有任何說明和要求?那麼到底該如何放置玻璃刻度尺才是正確的呢?

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