钢卷尺和派尺校准装置的研制.pdf

兔魚ww. Lol LIL c OI
锅炉制造
2012年3月
BOILER MANUFACTURING
Aar.2012
文章编号:CN23-1249(2012)02-0062-03
钢卷尺和派尺校准装置的研制
田世颖,苏艳
(哈尔滨电杌厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150046)
摘要:本次对现有的十米激光测长机进行改造,利用十米激光测长机原有平台,使用高精度激光干涉仪作为
检定标准器,取代专用钢卷尺检定台和标准钢卷尺,再加装瞄准用的40倍USB测量显微镜,这样可以很大程
度上节省检定装置的成本,并且具有更高的检定精度和更大的测量范围。
关键词:十米激光测长机;测量显微镜;改造
中图分类号:TH7文献标识码:A
Research of Steel Tape and Pitape Calibration Device
Tian Shiying, Su Yan
(Harbin Electric Motor Co, Ltd, Harbin 150046, China)
Abstract: The existing ten- meter laser length measuring machine is transformed this time, ten-me-
ter laser length measuring machine is used as original platform, high-precision laser interferometer
is utilized as calibration standard to replace professional steel tape calibration platform and standard
steel Lape, 40 times USB measuring microscope is added to target, in this way cost of calibration de-
vices is saved greatly with higher calibration accurancy and greater measuring scope
Key words: 10-meter laser length measuring machine; measuring microscop tranform
改造的主要内容
随着公司质保体系的日益完善和对产品质量1.1改造方案的确定
要求的不断提高,三峡、核电、军品等重大项目要
我公司的十米激光测长机是上世纪八十年代
求所有测量设备都要检定受控,包括钢卷尺、钢直自行研制的,设计之初限于当时的技术水平是采
尺、派尺。最初由于公司没有检定此类量具的设用感应同步器作为测量标准器,后来随着激光测
备且检定数量较少,公司都外委检定,但随着需要长技术的发展,淘汰拆除了感应同步器,加装了激
受控的钢卷尺、派尺数量的增加,不仅增加了外委光干涉仪。此次改造正好可以利用原来安装感应
的工作量,也增加了检定成本,在这种情况下,急同步器的平台作为测量工作台,在活动测量座上
需开发公司自己相应的计量检定装置。
加装瞄准读数用的电脑USB测量显微镜,再制作
些必要的夹具附件,以达到检定钢卷尺、派尺的
目的。
收稿日期:2011-11-25
作者简介:田世颖(1964-),工程师,毕业于哈尔滨电机厂职工大学电机制造专业,后在哈尔滨理工大学计算机科学与技术专业学习,
现工作于哈尔滨电机厂有限责任公司计量测试中心。
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第2期
田世颖,等:钢卷尺和派尺校准装置的研制
1.2装置的结构
方案,下图1是该装置的结构图。
结合单位实验室实际情况,我们确定了下面
10米激光测长机
底座2、夹具3、被检钢卷尺4、导轨5、固定端测头6、移动端测头7、摄像头8、手摇柄
9、激光接收端10、激光发射端11、滑轮12、夹具13、重锤
图1钢卷尺检定装置结构示意图
本装置以十米测长机的机座为底座,左端有允许误差为士0.7Lm,k=3,则
个压紧夹具,能把被检钢卷尺的端头固定,右端
1=0.7L/v3=0.4L
设有一组滑轮和50N的测力机构,使钢卷尺拉直
当L=10m
并保持其达到要求的测力。在激光接收端上我们
4
um
用夹具固定了一个USB摄像头,该摄像头与电脑2.2激光干涉仪材料温度补偿引入的标准不确
连接,随着激光接收端的移动,摄像头随之移动,
定度分量u2
并将被检尺刻线成像在电脑显示屏上,摄像头移
校准时钢卷尺的温度由激光干涉仪的材料温
动的距离由激光发射端处理显示。
度传感器自动采集,测量结果自动补偿到20℃时
1.3装置的工作原理
的值。材料温度传感器温度测量允许误差在半宽
该装置采用直接测量的方法,将钢卷尺的尺为0.1℃范围内,以等概率分布(均匀分布),而
头固定在压紧夹具上,使钢卷尺和十米激光干涉实际测量时使用三个材料温度传感器则
仪发出光速平行,平行的控制在装置安装过程中
通过尺头固定装置和尺尾所在滑轮的位置所确
当L=10m时
定,在尺尾加上需要的张紧力,放置好尺后,用摄
像头瞄准钢卷尺零位,10米激光干涉仪置零。按
42=√3x10x11.5×0.1/3=12m
照检定要求在相应的位置进行检定,检定数据通2.3温度偏离20℃,由尺线膨胀系数引入的标
过10米激光干涉仪所连接的电脑直接显示出来,
准不确定度分量u3
从而得到各段的示值误差,当然可以通过激光头
因为钢卷尺各生产厂制造材质的差异,钢制
上的微调装置检定钢卷尺的线纹误差。由于该装钢卷尺的线膨胀系数会存在±1×10/℃的偏
置检定的最大范围为10米,10米以内钢卷尺等差,即在半宽为1×10-/℃范围内,以等概率分
可以直接利用该装置进行检定,超过10米的尺我布(均匀分布),检定时环境温度徧离标准温度
们可以采用分段检定的方法进行检定,全长误差
20℃不超过1℃,则
为各段误差的代数和。
43=L,△At?a/3
当L=10m时
2装置精度分析
43=10x1x1/V3=6pm
2.1激光干涉仪示值误差引入的标准不确定度2.4检定人员引入的标准不确定度分u4
分量
人员误差主要包括读数误差、瞄准误差和定
激光干涉仪具有环境参数补偿单元,它给出位误差
的测量结果是补偿到标准状态下的结果,其最大
检定人员是测量系统的组成部分,也是产生