量块误差对游标卡尺示值精度的影响

　　1 引 言

　　要提高测量精度，或分析与估算测量误差的大小，研究测量过程中如何才能减小测量误差，就必须了解产生测量误差的原因及其对测量结果的影响。在测量过程中，很多因素都会引起测量误差，而且不同的计量器具，不同的测量方法都将会有不同的误差因素产生。因此测量误差的来源显然是多方面的。器具误差就是由测量器具内在因素所造成的测量误差。量块作为检测游标卡尺示值误差尺寸传递、保证度量统一的十分重要的量检器具，常常只注重它系统误差，而忽略了其他误差的影响。下面就量块在检查游标卡尺示值误差时的几个问题进行探讨。

　　2 量块垂直度对游标卡尺示值的影响

　　任何量检器具均有供比较用的基准已知量，而作为基准的已知量也不可避免地存在误差。一般地说，基准件误差是计量器具误差的主要来源之一。

　　根据游标卡尺国家标准GB/T21389-2008 中规定，检定游标卡尺的示值误差时，需用3 级或5 等精度的专用量块。作为基准，量块的误差将直接反映到检定结果中。例如，量块公称尺寸的极限偏差;量块垂直度偏差;平面平行度偏差等等。要减少量块误差对测量结果的影响，提高测量精度，最重要的措施是提高量块的精度。由于量块公称尺寸的极限偏差在测量条件一定时，尺寸极限偏差是确定的，是可以进行修正的，所以，我们就量块垂直度误差对游标卡尺示值误差的影响进行讨论。

　　根据量块国家标准GB/T6093-2001 中规定，标称长度为60～150mm 量块，侧面相对于测量面的垂直度误差应不大于100μm;标称长度为150～400mm 量块，其测量面的垂直度误差不大于140μm。

　　以检定0～300mm，分度值为0.02mm 的游标卡尺为例。

　　游标卡尺国家标准GB/T21389-2008 中 规定，卡尺尺寸实际偏差的检验，测量范围上限小于或等于300mm，应不少于3点。假设游标卡尺两测量面是平行的，游标卡尺厚度h=4mm，量块标称长度为L1=101.2mm，L2=201.5mm，L3=291.8mm，在三个点上进行检定，见图1。

　　则用比例计算对示值的影响为：

　　Δ垂1=4×0.1/101.2=3.9μm

　　Δ垂2=4×0.14/201.5=2.7μm

　　Δ垂3=4×0.14/291.8=1.9μm

　　从上面计算可知，量块尺寸长度越小，其量块垂直度偏差对卡尺示值误差影响会越大。

　　由于在生产加工过程中，操作者在使用卡尺进行测量时，通常情况下，很可能相对工件采用放正测量，也可能采用贴合测量(即找最小值)。所以，在检定卡尺示值时，需要放正测量和贴合测量均合格。如果量块侧面相对于测量面的垂直度过大，就会影响卡尺放正测量的准确度。