探究現代長度計量技術的相關問題

馮海珍

山西汾西重工有限責任公司 山西太原 030027

1 長度計量的內容

在現代計量技術中，長度計量包括角度、圓度、距離等幾何量的測量。主要分以下三個內容：（1）確定計量所需要的長度單位并且通過具體的基準方式將單位復制；（2）建立具體標準的傳遞系統與傳遞方法；（3）合理地選擇測量方法并正確使用計量器具。

2 長度計量的相關知識

將需要檢測量的值和另外一個標準單位量進行比對，并且要求其比值和被測對象量值關系的實驗過程稱為測量。Q=qu是測量的表達公式，Q表示被測量的物理量，q表示比值，u表示標準單位量。長度測量是以某點或面作為測量的基面，測量其與另外一個基面間的距離。測量操作開始之前需要統一選擇基面，需要選擇測量、設計、裝配等一致的基面。當因為加工時的不當操作造成工藝基面與設計基面不一致的時候，應當確保測量基面在工序檢驗的階段與工藝基面相一致，在終結檢驗的階段與裝配基面相一致。保證長度量值的絕對準確，僅靠建立長度基準是根本不夠的，必須根據不同的需求建立相應的標準。

3 常見長度計量技術

3.1 接觸性測量

3.1.1 外尺寸的測量

測量具有頂針孔的軸徑一般采用一點接觸，測量儀器一般使用光柵式測徑儀。測量時將測量裝置上的滾輪和工件被測圓周對滾，并由同軸上的光柵角度傳感器測量滾輪轉數，測量數據由電纜傳遞給計數顯示裝置。在機床花盤或被測工件表面安裝一個擋光片，當機床花盤或工件每轉一周的時候，光電管的光照就會被切斷一次，同時輸出電脈沖，經過前置放大由電纜傳遞給計數器。當工件轉過一定的轉數之后，經主閘門控制的計數閘門關閉。這段時間計數器累加的數值可以由顯示器直接顯示出來，即被測工件的直徑。

3.1.2 內尺寸的測量

內尺寸的測量可以使用自準直式孔徑測量儀、干涉式孔徑測量儀、光學靈敏杠桿等進行測量。圖1是光學靈敏杠桿的結構圖。光學靈敏杠桿需要固定在主顯微鏡的三倍物鏡下面，照明光源1負責照亮分劃2，分劃板3上面有三對雙刻線，光線經過透鏡3和反射鏡4后反射向上，再經過主顯微鏡5放大，然后成像在測角目鏡分劃板6上面。通過轉動位于靈敏杠桿右側的滾花輪，可以調整分劃板2的焦距，確保目鏡視場內的雙刻線像更清晰。通過轉動位于靈敏杠桿左側的滾花輪，能改變測桿測力的方向。為了將測量線和工件的孔徑線相重合，可以采用找轉折點的方法來保證測頭橫向位置的準確，在此橫向位置上面輕輕移動縱向滑板，確保靈敏杠桿的測頭和孔的兩邊均分別接觸并且瞄準，同時在儀器標尺上面讀數A1、A2，被測量的孔徑D=(A1－A2)+d。

3.2 非接觸性測量

3.2.1 影像測量法

影像法是現在最常用的非接觸性測量方法，內、外尺寸均可測量，其選用目鏡分劃板上面的刻線對待測工件的影像進行瞄準。首先需要根據測量人員的視力調整目鏡的視度旋鈕，使其可以看清分劃板上面的刻線，然后上下輕輕移動顯微鏡的懸臂或焦爐微調環，將工件的影像清晰地出現在分劃板上面。采用同樣的方法再對被測工件輪廓的兩邊進行瞄準，然后在儀器刻度尺上面讀取相應的數據，兩次數據之差就是被測工件的尺寸。

3.2.2 電眼測量法

電眼測量方法就是將待測工件固定于萬能測長儀上面，選取適合被測孔徑大小的球形測頭，并且把它深入被測孔之中。把待測孔徑和儀器的測量軸線相重合，電眼閃耀的時候讀取數據。然后采用同樣的方法讀取靠近孔另一側時測量的數據。兩次的數據差值記為a，測量儀器的側頭尺寸記為b，用來表達孔徑D的公式為D=a+b。

4 計量工作的重要意義

4.1 計量工作在生產中的重要意義

在工業生產的整個過程中，計量工作在各個環節都發揮著重要的作用。無論是對原材料質量的管控、整個生產流程中的技術監控還是對產品質量的檢驗檢測等各個環節均離不開有效的計量檢測工作。當今國外的一些發達國家均認為有效的計量檢測方法、先進的生產設備、高質量的原材料這三個方面是保證現代化生產的主要條件。然而，對先進生產設備的研發和生產流程的準確控制以及高質量原材料的選取、檢驗工作也都需要用到相關的計量檢測技術。我們看到國外先進生產線出來的產品一般質量都比較高，不合格產品很少或者基本沒有，主要是因為其充分利用了實時監控和在線測量技術。

4.2 計量工作在國防保障中的重要意義

先進的國防保障技術難度高、范圍廣，要求計量的頻帶寬、量程大、精度高、參數多。對于國防高端技術的研發工作而言，因其工作性質和工作環境特殊，大都需要現場進行高效率的計量檢測工作，工作難度相對較大。比如，飛行裝置在運輸、發射、飛行、返回等過程當中，可能會受到強輻射、高濕、低溫、沖擊、振動等方面影響。在一些武器的研發過程中，需要對核輻射、脈沖流量、動態溫度、動態壓力等進行相應的計量測試工作。通過高效的計量測試工作可以檢測出研發人員需要用到的各項數據，可以確保整個系統、子系統以及各個部件的安全可靠，能夠節省研發時間、物力、人力。

5 結語

計量檢測技術是社會、經濟、科技發展的重要技術基礎之一。計量檢測技術和工農業生產、國防科技等各個方面聯系緊密。計量檢測技術水平的提高對于技術改革、產品創新具有非常有效的促進作用。長度計量技術作為計量檢測技術的主要構成部分之一，長度計量技術水平的提高對社會、經濟、科技的發展同樣具有重要的意義。