一种基于单球测量的光面环规测量方法

　　0引言

　　目前计量单位及企业的计量部门，在光面环规的检测方面主要使用的仪器是万能工具显微镜、测长仪。随着精密机械工业的发展，对光面环规的要求越来越高，传统测量方法无法满足工业上对测量精度的需求。为此本院采购了瑞士产测长机，型号为LABC1000p，完全满足了企业对环规高精度检定的要求。本文介绍的单球测量法，可以检测任意尺寸的光面环规，其重复性和准确度等各方面指标与我院在用的万能工具显微镜(上海第二光学仪器厂制造型号为19JA)相比都有明显的提高。

　　1单球测量的基本原理

　　单球测量的基本思想是用一个已知半径的标准球去接触光面环规的内边缘，通过测量标准球的球心移动距离来算出被测环规的直径。但是为了更精确的测量结果，需要使用标准环规对标准球的误差进行校准。

　　具体测量方法如下:

　　首先，将标准环规固定在操作台上，移动单球去接触环规的目测最左内边缘(如图1所示)，并使测试球向环规内侧有一个偏移量，使得在标准环规微量移动时，测试球会一直接触环规的边缘。在测长机的测量臂上安装了高精度光栅尺，并在测量臂和测试球衔接的部分安装了微量位移传感器(如图2所示)。当测试球和测量臂之问存在相对位移时可以由位移传感器测出，这样就保证了测量的精度。上下移动标准环规，查看软件显示的位移示值浮动偏差，并调整操工作台的水平旋钮。当浮动偏差足够小时，说明环规已经被调水平了。在水平横向移动标准环规，根据显示的位移示值，找到示值最小值，此时的点为在测长机导轨方向上内径边缘的最左端，记下此时的位移量为}1。移动测量臂至测试球接触标准环规内径的最右端，记下此时位移量为}2。则可测得测试球的半径r。设标准环规的半径为 R:

　　其中D= 2R, L=|a1-a2|

　　然后，取下标准环规，将被测环规固定在操作台上，移动单球去接触被测环规的目测最左内边缘，根据仪器示值，移动被测环规，使环规水平。并使测试球在环规的最左端(如图3所示)。记下此时的位移量A1。移动测量臂使测试球接触环规内侧最右端，记下此时位移量为A2.

　　则此被测量规的内径Di= li+ 2*r:，其中li= | A2-Al|，r为测试球半径

　　2与传统测量方法的比较

　　笔者在计量部门检测环规多年，对各种检测方法都比较熟悉。与其他测量方法相比，单球测量法检测环规有其明显的优点。以下就目前常用的万能工具显微镜进行比较。

　　第一，精度较高，稳定性好。以下是本人在单位使用测长机和万工显对同一块标准环规(内径为"9. 999mm)进行测量的记录。