误差理论在游标量具测量中的应用

　　对器具的数据处理国家有很严格的要求和计算方法。在计量检测技术中, 数据处理是非常关键的环节,误差理论的学习研究都是为器具的数据处理服务的。在实际测长中测量结果的准确与否会直接影响其量值准确传递, 也会直接影响产品的加工准确度和最终产品的质量。现以游标卡尺量具为例, 具体分析误差理论在游标量具测量中的应用。

　　一、游标卡尺的误差分析及对实际测长的影响

　　游标卡尺的误差来源: 人为误差、游标卡尺本身的误差和其他误差。人为误差是在量具检测中由于检测人员或使用人员读数时带来的误差; 游标卡尺本身的误差是由于制造厂在制造或生产中带来的误差; 其他误差是由外界因素造成的, 如环境影响、使用不当等。

　　1.误差分析

　　(1) 主标尺的刻度误差: ΔL1=Δ刻, 在使用中此误差会1∶1反映到示值中。通常情况下刻度误差会介于[±(15+L/20)μm~±(5+L/50)μm]之间。

　　(2)游标尺刻度误差: ΔL2=Δ游标刻度, 在使用中此误差同样会1∶1反映到示值中。

　　(3) 游标卡尺的刻线宽度误差: 其对示值的影响ΔL3=Δ/2刻线宽度差, 如表1所示。

　　(4) 人为误差: 人眼读数时产生的视差, 通常为D=0.12h(h为游标刻度棱边到主尺之间的距离)。

　　(5)游标卡尺主标尺基准面平面度误差在实测中的影响。

　　主标尺被磨损而造成的主标尺基准面平面度的误差, 如图1所示。磨损面积为S时产生的误差: Δ5=S×φ(φ为磨损后产生的角度)。

　　(6)测量面平面度误差: ΔL6=2Δ平面度误差, 在使用中此误差会2∶1反映到示值中。

　　(7) 测量面平行度误差: ΔL7=Δ平行度误差, 在使用中此误差会1∶1反映到示值中。

　　(8)游标卡尺测量面对主标尺基准面垂直度误差(图2为垂直度误差图的放大分析):游标卡尺在使用后需要修理, 在修理时经过敲击,此图就表示卡尺在敲击前后的形状。

　　其计算公式:

式中: θ1、θ2———游标卡尺在敲击后产生的角度;

　　b1———游标卡尺在敲击后实测的物件长度。

　　(9)测力对示值误差的影响

　　根据使用人员的不同, 测力对示值误差的影响是有差异的, 手推游框的力Q等于尺框沿主标尺移动的阻力R与作用在量块上的测力P之和, 即Q=R+P当测量力P超过R时, 主标尺与尺框之间的弹片受压严重将会引起尺框倾斜, 会导致尺框量爪测量面与主标尺基面不垂直, 而产生的测力误差。由测力产生的误差图是放大的误差图, 如图3所示。

式中: Δ———主标尺与尺框的配合间隙; h———主标尺宽度;L1———尺框与主标尺的配合长度。