達州恒溫恒濕箱外校/檢測/計量校驗咨詢-可下廠大量程數(shù)顯千分表的儀器校準方法介紹
大量程數(shù)顯千分表一般指行程大于10mm，分辨力在0.01mm、0.001mm、0.0001mm的數(shù)顯指示表。此類大量程數(shù)顯千分表因測量量程大，體積小，準確度高，適用場合廣泛，在企業(yè)中深受測量人員的歡迎，特別在機械精密加工、模具制造行業(yè)運用非常多。而大量程數(shù)顯表的校準一直無規(guī)程和校準規(guī)范參考，各儀器計量機構(gòu)的校準方法也不盡相同。近年來在大量程數(shù)顯千分表的儀器校準工作中，發(fā)現(xiàn)了三個問題：（1）很多大量程千分表，在校準整數(shù)點或有規(guī)律的測量點時，表的準確度非常好，而在儀器校準一些任意測量點時，準確度就會有差異；（2）不同裝夾方式（垂直裝夾和水平裝夾）的測量結(jié)果特別是回程誤差大相徑庭；（3）不同的標準器和測量方法在相同的測量點，測出來誤差也有差異。為此，世通儀器搜集了各類表的資料，做了很多基礎(chǔ)的實驗。從測量的基本原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、測力以及解決方案同大家一起探討。

1、　常見大量程數(shù)顯千分表

常見表測量原理和性能區(qū)別：測量元件基本有三類，容柵、光柵、磁柵。三者機械組成類似，都是由容柵付、光柵付、磁柵付和對應(yīng)的處理電路組成。

1.1　容柵測量原理

利用電容的周期性變化來測量位移。固定容柵和移動容柵在保持一定距離做相對運動時，固定容柵的柵距是5.08mm，占空比50%，移動容柵的柵距一般是固定容柵柵距的1/8，為0.635mm。將電容的變化經(jīng)過電路的放大，解調(diào)近似為正弦波的信號，讓移動容柵和固定容柵相對移動5.08mm，與電路中的一個正弦信號的一個周期對應(yīng)，結(jié)合鑒相電路和細分電路可以測量相對位移。特點是速度比較快，分辨力比較高，結(jié)構(gòu)簡單，功耗小等，在大量程數(shù)顯表上運用廣泛。不完全統(tǒng)計，容柵結(jié)構(gòu)的數(shù)顯表占95%以上。以瑞士SYLVACSA229系列千分表為例，可以做到直接測量量程為150mm,示值誤差10μm以內(nèi)，分辨力0.001mm，重復(fù)性為2μm，測試移動速度達0.4m/s準確度不變。

1.2　光柵測量原理

光柵用光敏器件感應(yīng)莫爾條紋的明暗變化來測量位移。主光柵與副光柵保持一定的姿態(tài)做相對運動時，產(chǎn)生周期性的電流信號，一般用在數(shù)顯表上的光柵為50線/mm，主副光柵一樣，即柵距是20μm,占空比50%。將電流的變化經(jīng)過電路的放大、濾波和三差經(jīng)過儀器校正后得到兩路相位差為90°的正弦信號，讓主副相對移動20μm，與電路中的一個正弦信號的一個周期對應(yīng)，結(jié)合鑒相電路和細分電路可以測量相對位移。特點：移動速度非?？臁蚀_度高、分辨力高，在大量程高準確度數(shù)顯表上有所運用。

其功耗比較大，電源的供給也限制了部分場所的運用。另外，使用環(huán)境條件相對要求也高，成本相對容柵要高很多。以nikon系列千分表為例，可以做到直接測量量程為100mm，示值誤差1.2μm以內(nèi)，分辨力0.0001mm，重復(fù)性為0.1μm。瞬間速度達到1m/s。

1.3　磁柵測量原理

通過磁電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的周期性變化來測量位移。與容柵和光柵一樣，將電流的變化經(jīng)過一系列電路的處理放大，濾波和儀器校正后得到兩路相位差為90°的正弦信號與柵距對應(yīng)，結(jié)合鑒相電路和細分電路可以測量相對位移，特點是在各種工作環(huán)境下保持非常好的工作特性。以SONYDE系列千分表為例，可以做到直接測量量程為30mm，示值誤差1μm以內(nèi)，分辨力0.0001mm，重復(fù)性為0.2μm。

2、　儀器校準注意事項

2.1　電子細分

根據(jù)容柵、光柵、磁柵幾種測量原理，都有一個電子細分過程，所以儀器校準時要非常關(guān)注電子細分誤差。電子細分誤差的校準需要在若干個細分周期內(nèi)抽取合適的點來校準，在正常的校準點外(JJG34-2008)建議適當(dāng)增加細分點?，F(xiàn)在的細分計數(shù)原理有很多采用的是CPLD或FPGA作為器件，其特點是，并行處理模式、速度快，結(jié)合精碼和粗碼分離的算法，粗碼是移向和比較器得出結(jié)果，而精碼是通過軟件算法得出結(jié)果，兩者相加為表的*示值。精碼的準確度取決于單周期信號的質(zhì)量，主要是相位、幅值、直流偏置。粗碼的準確度取決于柵距刻線誤差及機械誤差。所有儀器校準細分點可以和整數(shù)點結(jié)合，貫穿全程，以0~25mm為例，如：1.002mm，5.005mm，10.008mm，15.011mm，20.014mm，25.017mm。找到*誤差和*小誤差對應(yīng)的校準點，進行加密點校準。加密點選取以誤差的*值和*小值對應(yīng)校準的前后1/10柵距為單位，共20點為宜。如果取粗碼的整數(shù)倍的誤差*值和*小值來選取加密校準點，并不是非?？茖W(xué)。

2.2　測力

大量程表的機械結(jié)構(gòu)及測力：大量程數(shù)顯表和普通指示表一樣，基本上都是由測桿、測套和彈簧組成，和普通指示表一樣會增加阻尼或活塞裝置，這是因為彈簧的彈力與行程成正比，大行程必然相對大的彈力，大彈力有大的加速度，大的加速度在足夠長的行程中，會有兩種不利于測量的因素：一是高的瞬時速度使上述三種測量原理都丟失準確度，測量不可靠；二是在測量時測頭會快速碰撞上被測工件而反彈，損傷工件和本身。所以增加阻尼和活塞結(jié)構(gòu)，一般活塞結(jié)構(gòu)有截流孔泄壓和自然泄壓兩種方式。將使測桿移動更為均勻，大大地降低運行速度，測量更為穩(wěn)定可靠。然而阻尼或活塞都會增加測桿的自重，加上測桿一般比普通指示表的測桿長很多，為保證全程運動順暢不阻滯，一般測量力比普通指示表都大。為弄清楚彈簧彈力和測桿自重之間在不同的裝夾方式下的關(guān)系，以標準器量程為0~20N、分辨力為0.01N的測力傳感器（準確度為0.5%）做實驗，結(jié)果見表1。

在不同裝夾方式下，測頭力的影響還比較大，對結(jié)果特別是回程誤差影響很明顯。所有校準此類大量程數(shù)顯表必須在垂直的條件下，才能做到數(shù)據(jù)準確統(tǒng)一。

3、　儀器校準方法及標準器選擇

針對大量程千分表的特點，要準確地校準大量程千分表對所用的標準器有很高的要求。現(xiàn)在很多儀器計量機構(gòu)都用指示表儀或者用量塊做標準器來校準，國內(nèi)的指示表儀準確度不能滿足大量程數(shù)顯表的校準，還有其結(jié)構(gòu)都是水平裝夾。量塊和測微臺校準大量程數(shù)顯表，標準器準確度沒有問題，不過加密點的校準，對量塊的尺寸要求非常多，拼接量塊將會非常麻煩或者說是不太可能做到。綜上所述，大量程數(shù)顯表的校準所用的標準器必須滿足三個條件：（1）全程誤差小于0.5μm，高分辨力，至少不低于0.1μm；（2）可以準確地移動每個0.01μm步進；（3）如果制造商明示指示表只有在垂直使用時才能保證其準確度，那么裝夾方式必須是立式垂直的。目前國內(nèi)的標準器準確度基本上都無法滿足。為解決大量程數(shù)顯表校準時碰到的上述三個問題，經(jīng)過仔細分析研究，并且委托*生產(chǎn)廠商，提出一種可以解決上述問題的高準確度立式位移發(fā)生器。該位移發(fā)生器具備準確度高、裝夾方便等特點。

以250線/mm光柵尺為基準，透射式光柵原理，再結(jié)合粗碼+精碼坐標旋轉(zhuǎn)算法，做到0.01μm的分辨力，量程50mm，測量重復(fù)性為0.1μm。曾用海德漢長度計做比對，全程誤差優(yōu)于0.5μm。選用了高準確度的小螺距滾珠絲桿和高細分芯片，可以做到0.05μm步進，結(jié)合脈沖電子手輪和FPGA控制，告別傳統(tǒng)機械手輪對小步進無法實現(xiàn)的弊病。配備了各種直徑裝夾裝置，方便校準工作。特別是在校準過程中，對有數(shù)據(jù)接口的大量程數(shù)顯表能全自動校準，而且自動判斷誤差的*值和*小值，自動計算加密校準點。全程校準完后，能自動到加密校準點位置，進行加密校準，大大地減少了工作量，降低了工作強度。該儀器對傳統(tǒng)的裝夾也做了改進，保證了測量軸心的平行，減小了裝夾誤差。更為關(guān)鍵的是該位移發(fā)生器采用了一種硬件電路和軟件綜合調(diào)理的方法，能很好地解決光柵信號的直流偏置差、幅值差、相位差等三差問題。

4　結(jié)語

三差問題一直是光柵信號*難突破的難點，因為解決不好，高細分帶來的高分辨力沒有任何意義，也談不上準確度了。

達州恒溫恒濕箱外校/檢測/計量校驗咨詢-可下廠酒精計的儀器校準依據(jù)
酒精計屬于工作玻璃浮計的一類，主要用于測量不同酒精溶液的乙醇含量。其基本原理是依據(jù)阿基米德定律，當(dāng)酒精計在溶液中達到平衡時，其排開液體的重量等于本身的重量。根據(jù)酒精計在液體里面的深度，由標尺上面的刻度可直接讀出酒精溶液的酒精度，測量值以%表示。其含義是，在一定壓力和溫度下，每100個體積單位中含有相同體積單位的溶質(zhì)的體積數(shù)。標尺上刻度值從上往下依次減小，即在待測溶液中，酒精計標尺下沉越多，溶液的酒精度越大，否則，溶液的酒精度越小。按照液體密度計計量器具系統(tǒng)，酒精計分為計量基準、計量標準和工作用計量器具。一般的，酒精計可分為一等標準酒精計(分度值0.1%)和二等標準酒精計(分度值0.2%)、精密酒精計(分度值0.1%和0.2%)以及工作用酒精計(分度值0.5%，1.0%)。

 酒精計的儀器校準依據(jù)

酒精計在食品行業(yè)、生物制藥及化工生產(chǎn)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。因此，必須定期對酒精計進行儀器計量和儀器校準，以保證酒精計測量結(jié)果的正確性。與一般的計量器具相比，酒精計的步驟細而繁瑣，這對操作人員提出了較高的要求。下面以參加測試技術(shù)研究的一次酒精計校準能力驗證為例，對酒精計校準中的注意事項給予說明。

儀器校準用標準器:一等標準酒精計，十支組，測量范圍:0～*，分度值0.1%，MPE:0.4分度值(上海華辰醫(yī)用儀表有限公司);主要配套設(shè)備和儀器:

無水乙醇:≥99.7%(CH3CH2OH的質(zhì)量分數(shù))，天津市富宇精細化工有限公司;玻璃筒:內(nèi)徑:

105mm，高:410mm;HS-4(B)型恒溫水浴槽:控溫范圍:－15～100℃，波動度:0.01℃(成都儀器廠);水銀溫度計:測量范圍:0～50℃，分度值0.1℃，MPE:±0.05℃(北京玻璃研究所)。

被校酒精計:工作用酒精計，(30～70)%，分度值1%(河北省河間市黎民居玻璃儀器廠)。

校準用溶液:(0～100)%酒精溶液(科工委應(yīng)用化學(xué)一級)。(szhuorq752455st)

校準依據(jù):JJG42—2011《工作玻璃浮計》規(guī)程。

 關(guān)于我們：

廣東省世通儀器檢測服務(wù)有限公司占地，實驗室面積達1200平方米。校準源齊全，擁有福祿克、惠普、安捷倫、菊水、新天等大批進口國產(chǎn)高端儀器，覆蓋校準檢測范圍廣。中心設(shè)有:力學(xué)、長度、衡器、電學(xué)、電磁、熱工、幾何量、輕工物性等*校準檢測實驗室。本校準與檢測中心可對以上類別范圍的各國儀器和相關(guān)產(chǎn)品進行校準和檢測并出具國際認可的校準證書或檢測報告。

力學(xué)校準：
世通儀器力學(xué)實驗室配備了一等活塞壓力計、二等活塞壓力計、質(zhì)量比較儀、0.3級標準測力儀、能量發(fā)生器、彈簧沖擊錘能量發(fā)生器、扭矩測試儀、材料試驗機、標準轉(zhuǎn)速裝置、壓力校準裝置、百萬分精密天平、微差壓裝置、振動沖擊分析系統(tǒng)等精密儀器及標準件，可開展質(zhì)量、衡器、力值、能量、扭矩、轉(zhuǎn)速、壓力、硬度、振動、沖擊、密度、容量等項目的校準。
     砝碼校準能力：克組和毫克組*可開展F1等級，公斤組為F2等級，力值*校準能力可達2000kN，扭矩*校準能力可達1000Nm，壓力標準準確度等級*為0.025級，*的校準能力可達60MPa，沖擊*的校準能力可達3000g。

可為您提供以下計量儀器校準：
砝碼、質(zhì)量測量儀器：標準砝碼、砝碼等。
數(shù)字指示秤、模擬指示秤、非自行指示秤等衡器：電子天平、機械天平、架盤天平、扭力天平、液體比重天平、電子秤、電于皮帶秤、定量包裝秤、定量自動衡器、臺秤等。
拉力試驗機、推拉力計、扭矩等力值測量儀器：推拉力計、數(shù)字式壓力計、材料試驗機等。
壓力表和真空表：精密壓力表、數(shù)字壓力表、壓力（差壓、*壓）變送器、液體壓力計、U型壓力計、氧氣乙炔表、各種級別的壓力表等。
布、洛、維及橡膠等各類硬度計：硬度計等各種金屬硬度計、邵氏硬度計、定負荷橡膠國際硬度計、微型橡膠國際硬度計等各種非金屬硬度計、韋氏硬度計、巴氏硬度計等。
轉(zhuǎn)速測量儀器：機械式轉(zhuǎn)速表、數(shù)字式轉(zhuǎn)速表、轉(zhuǎn)速裝置等。
振動儀器：機械振動臺、數(shù)字振動臺、振動測試儀、測振儀等。
密度計、比重計、波美計
玻璃量具：滴定管、量筒、量杯、分度吸管等。
安規(guī)類設(shè)備：彈簧沖擊鍾、搖擺試驗機、壽命試驗機、球壓裝置、試驗箱、擺鍾沖擊試驗機等。