测量力的确定及测力机构

　　1　引言

　　在使用接触式量仪进行测量时,仪器的测头与被测工件的测量面直接接触,能如实反映工件的实际表面情况。为了减小工件表面的毛刺、油膜、污物等对测头接触可靠性的影响,保证仪器测头与工件表面的可靠接触,测头应以一定恒定力作用于工件表面,这个恒定力即测量力。但测量力的存在同时会使被测件和测头产生接触变形。接触变形量的大小与接触体的材料、表面形状及测量力的大小有关。

　　式中:P—测量力(N);L—接触长度(mm);D—测头直径(mm)。

　　从上式中可以看出,接触变形的大小与测量力有直接的关系,测量力越小,接触变形就越小,测量力越恒定,则接触变形越固定,就越容易对测量结果进行补偿,进而减小接触变形的影响。因此在进行接触式测量时,应充分地考虑影响测量力的主要因素,减小测量力对测量精度的影响,合理的选择测力机构是十分必要的。

　　2　影响测量力的主要因素及减小措施

　　根据对接触式量仪的日常使用,总结出影响测量力的主要因素有以下几个方面。

　　(1)量仪的测量精度

　　一般情况下,低精度测量仪器的测量力尽量大些,因为低精度仪器的使用条件一般较差、被测表面状况较差,测量时需要较大的测量力才能消除上述因素的影响,并且由测量力引起的影响相对于其他误差因素来说也较小。而高精度测量仪器的测量力要尽量小些,因为高精度测量对测量力造成的变形的影响比较敏感,应该有严格的控制。

　　(2)测头的接触形式和接触面积

　　测头的形状与结构尺寸,工件被测面的形状对所需测量力的大小有很大影响。触针、刀刃和小的球面等形状的测头,测量时的接触面积小,不仅变形大、容易磨损,而且容易划伤工件表面,因而测量力应尽量小些。大球面、圆柱面及平面测头,测量时接触面大,对测量力的影响不敏感,测量力可以大些。

　　(3)工件被测面的硬度

　　一般情况下,被测件表面的硬度高,测量力允许些;反之,测量力应小些。

　　(4)测量方法

　　不同的测量方法,对测量力的要求不同。绝对测量时,测量力引起的变形直接影响到测量结果,应严格控制;相对测量时,利用条件相同的两次读数的相互补偿,故测量力对测量结果的影响比较小,允许有较大的测量力。

　　(5)测量环境

　　测量环境对测量力也有一定的影响。较差使用条件下的仪器,测量时需要有较大的测量力来排除或减小不良因素的影响。

　　为了减小测量力对测量结果的影响,在设计测力机构时,可以考虑以下途径:在保证良好接触的条件下,尽量减小测量力;采用合适的测头,使其对测量力的影响不敏感;恰当设计仪器结构,避免引入变形误差;尽量使用相对法测量代替绝对法测量;采用恒定测力机构。