影响长度测量准确度的主要因素

    长度测量中,根据不同的测量参数和准确度要求,选择不同的测量方法。在很大程度上测量方法决定了量具或计量仪器的选择。因此,测量过程中量具和计量仪器的正确选择和使用、被测对象的结构特性、测量定位方式、测量环境条件等都与测量准确度有关。除测量方法、测量仪器设备的选择外,还有如下主要因素影响长度测量的准确度。

    1　温度对测量结果的影响

    温度变化是产生变形的主要因素,因此特别重要。量具、仪器和工件在测量前必须有一段时间在规定的温度范围内等温。测量过程中环境温度波动要小,必须恒定在规定的范围内;尽可能不直接用于接触量具、仪器和工件。在高精度测量时,还需将人与仪器隔离。如接触式干涉仪使用时,需要用隔离屏将人的呼吸与仪器隔离,操作时带手套,测量时用导热系数低的木夹子夹带工件。对于高等级的量块、线纹尺除有很高的环境要求外还要对其温度进行测量并加以修正。在比较测量时,由于标准器的温度和膨胀系数与被测件的温度和膨胀系数不一致引起的测量误差为:

    ΔL=L ap(Tp-20℃)-ap)Tq-20℃)

    式中:ΔL—温度引起的测量误差;

    L—测量长度;

    ap、Tp—标准器的膨胀系数和温度;

    aq、Tq—被测件的膨胀系数和温度。

    尺寸测量可随温度变化,形状、位置测量也是如此。例如,夏季平晶从室外进入实验室立即测量,平晶因受环境温度影响,平晶的外表面收缩快,而中央部位收缩较慢,使平晶的工作面变凸,如果这时去测量,就会带来很大的误差,导致测量结果的错误。

    2　接触测量时接触定位方式的选择

    接触法测量时,不同的被测对象应选用不同的测头或测帽。为减少接触方式不正确带来的测量不确定度,在选择测量头时,尽可能使测量头与被测件成点或线接触。因此,平面形工件采用球面测头,圆柱形工件采用刀口或圆柱测头,球面形工件采用平面测头。因为测量力和接触的形式不同,对接触变形的影响也不同,所以在高精度测量时,必须准确选择测量力和测头工作面半径,并在测量结果中进行接触变形误差修正。消除或减少接触变形误差有几种途径:

    2·1　在保证测量重复性要求的基础上,尽量减小测量力。尽可能采用非接触光学干涉法、光电瞄准装置。

    2·2　在比较法测量时,使测量力保持恒定。用重锤形式比弹簧形式更优越。

    2·3　寻找合适的测量方法,使选择的标准器材料与被测件相同,其材料的弹性变形也相同,可消除或减少测量结果的接触变形误差。

    2·4　工件装夹固定时,尽量减少装夹变形。