教课-仪器的周期检定常识和常用量具的使用

1、仪器的周期检定常识和常用量具的使用2009年4月 一、 仪器设备周期检定的常识l 检定(verification)查明和确定计量器具是否符合法定要求的程序。检定是量值传递式溯源的一种方式。检定范围主要指中华人民共和国依法管理的计量器具目录中的强制检定的计量器具。检定必须依据计量检定规程。检定必须给出计量器具合格与否的判定。检定应按计量检定规程规定的周期执行。l 校准(calibration)是指在规定条件下,为确定计量器具示值与对应的计量标准复现量值之间关系的一组操作。校准量值传递溯源的一种方式。校准范围主要指中华人民共和国依法管理的计量器具目录中规定非强制检定的计量器具。校准依据应当优先选择

2、国家校准规范,没有国家校准规范可根据计量检定规程或相关产品标准,使用说明书等技术文件编制校准技术条件,再经技术机构技术负责人批准后,方可使用。校准只给出与其示值偏离数据或曲线,但不必判定仪器合格与否。校准也应有校准周期。l 检测(test) 对给定的产品、材料、设备、生物体、物理现象、工艺过程或服务,按规定程序确定一种或多种特性或性能的技术操作。从定义可以看出, “检测”仅是一种技术操作,它只需要按规定程序的操作提供所测结果。不需要给出所测数据合格与否的判定。l 检验(inspection)对实体的一个或多个特性进行诸如测量、检查、试验或度量,并将其结果与规定的要求进行比较,以确定每项特性的合

3、格情况所进行的活动。从定义可以看出, “检验”不仅提供数据,还须对规定要求进行比较后,作出合格与否的判定l 首次检定initial verification对未曾检定过的新计量器具进行的一种检定。l 后续检定subsequent verification计量器具首次检定后的任何一种检定：1）强制性周期检定；2）修理后检啶 ；3）周期检定有效期内的检定，不论它是由用户提出请求，或由于某种原因使有效期内的封印失效而进行的检定。 l 周期检定periodic verification按时间间隔和规定程序，对计量器具定期进行的一种后续检定。l 检定证书verification certificate

4、证明计量器具已经过检定，并获满意结果的文件。l 不合格通知书rejection notice声明计量器具不符合有关法定要求的文件。l 准确度等级accuracy class符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别。注：准确度等级通常按约定注以数字或符号，并称为等级指标。l 重复性repeatabilityof a measuring instrument在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，测量仪器提供相近示值的能力。注：1这些条件包括：相同的测量程序；相同的观测者；在相同条件下使用相同的测量设备；在相同地点；在短时间内重复。2重复性可用示值的分散性定量地表示。l

5、分辨力resolutionof a displaying device显示装置能有效辨别的最小的示值差。注：1对于数字式显示装置，这就是当变化一个末位有效数字时其示值的变化。2此概念亦适用于记录式装置。l 计量器具为什么要进行检定？ 计量器具性能的好坏直接影响到量值的准确。国家为保证全国的某一参数量值的一致、准确，使在用计量器具的量值能够溯源到国家计量基准，实现全国某一数量量值的准确，自上而下的建立了完善的全国量值溯源体系。其目的主是通过对在用计量器具的检定，来保证生产、经营以及科学研究等各项经济活动的正常进行，以维护国家、生产（经营）者和消费者的利益。反之，由于某一量值在不同的地区或生产（经

6、营）者之间出现量值的不一致，其正常的各项经营活动将无法进行。因此，对在用计量器具实行计量检定是保证其性能和量值准确的唯一手段，也是国家法律赋予计量器具使用者的一项义务。l 检定分为哪几种？ 按性质分，检定分为出厂检定、抽样检定、首次检定、周期检定、临时检定和仲裁检定。 计量器具生产厂对本厂生产出的计量器具的检定是出厂检定；对批量生产的计量器具按一定比例抽取，通过对抽样计量器具的计量性能和抽样计量器具的合格率判断该批计量器具是否合格的为抽样检定；新购计量器具在领用后进行的第一次检定，称为首次检定。亦将作为周期检定的第一次检定；按照检定周期进行的检定称为周期检定；政府计量行政部门或计量主管部门对企

7、业计量工作实施监督检查时，对随机抽取的计量器具的计量性能进行确认的检定；在发生计量争议或纠纷时，进行以仲裁为目的的检定为仲裁检定。 检定按管理形式可分为强制检定和非强制检定。 强制检定是对计量法规定部门和企业、事业单位使用的最高一级计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测等方面列入强制检定目录的工作计量器具，实行定点、定期的检定； 非强制检定是使用单位自行依法对使用的计量器具进行定期检定。l 什么是强制检定？ 强制检定是指由县级以上人民政府计量行政部门指定的法定计量检定机构或授权的计量检定机构，对强制检定的计量器具实行的定点定期检定。检定周期由执行强制检定的计量检定机构根据

8、计量检定规程，结合实际使用情况确定。l 什么计量器具应进行强制检定？ 县级以上政府计量行政部门对公用计量标准器具，部门、企业、事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录的工作计量器具以及涉及上述四个方面用于执法监督的工作计量器具，实行强制检定。l 新购置的计量器具为什么使用前需要计量检定？ 产品出厂合格证只能证明该产品出厂时是合格的，但是在经过包装、运输等各个环节，在到达使用者（第二方）手中时，其性能和量值是否还能达到该产品出厂时的要求，需要通过计量检定才能加以证实。新购置的计量器具在未经计量检定就投入使用后

9、，发现性能和量值存在问题，当送到计量检定机构（第三方），经检定确认不合格时，已破坏了其原始状态或超过索赔期，给用户造成了损失。因此国家规定新购置计量器具的企业和个人一定要增强法律意识，及时检定。二 常用长度测量仪器的原理和使用方法l 游标卡尺l 外径千分尺一、千分尺的用途测量加工精度要求较高的工件的尺寸二、千分尺的结构 千分尺由以下部分组成： 1、尺架 2、固定套筒 3、砧块 4、琐紧螺钉 5、手柄 6、测微螺杆 7、棘轮 8、棘轮盘 9、活动套管 10、罩壳 11、棘爪销 12、弹簧三、千分尺的使用转动棘轮盘测微螺杆就会移动，当测微螺杆的端面接触工件时，棘轮在棘爪销的斜面上打滑，测微螺杆就会

10、停止移动，由于弹簧的作用，棘轮滑动时发出吱吱声。如果反向旋转，测微螺杆向右移动松开工件。四、千分尺的刻线原理及读数1、 刻线原理：测微螺杆右端的螺纹的螺距为0.5mm。当活动套管转一周时螺杆就移动一个螺距，即为0.5mm。活动套筒圆锥面上面的刻线将其分为50格，因此将活动套管转动一格测微螺杆就移动0.01mm。即：0.5mm/50=0.01mm固定套筒上有两组刻线同一组中两条线之间的距离为1mm ,每两条线之间的距离为0.5mm。2、 读数方法：用千分尺测量工件时，读数分为三个步骤：（1）、读出活动套管的边缘在固定套管主尺上的毫米数和半毫米数；（2）、看活动套管上哪一条线与基准线对齐，并读出不

11、足半毫米的数；（3）、把两个读数加起来为测得的实际尺寸。 例：读出图2-1中螺旋测微器的示数。由图可知固定刻度所显示的刻度数为2mm, 可动刻度所示的刻度数为13个多，这里我们估读为13.6所以物体长为2mm+13.6*0.01=2.136mml 里氏硬度计的原理和使用方法一、时代里氏硬度计测试基本原理 随着单片技术的发展，1978年，瑞士人Leeb博士首次提出了一种全新的测硬方法，它的基本原理是具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面，测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度，利用电磁原理，感应与速度成正比的电压。里氏硬度值以冲击体回跳速度与冲击速度之比来表示。 计算公式

12、：HL=1000*（VB/VA） 式中：HL里氏硬度值VB冲击体回跳速度 VA冲击体冲击速度 二、时代里氏硬度计冲击装置 里氏硬度度有D、DC、D+15、C、G、E、DL七种： D：外型尺寸：f20*70mm 重量：75g 通用型 用于大部分硬度测量。 DC：外型尺寸：f20*86mm 重量：50g 冲击装置很短 主要用于非常局促的地方，例如孔或圆筒内。 D+15：外型尺寸：f20*162mm 重量：80g 头部细小 用于沟槽或凹入的表面硬度测量。C：外型尺寸：f20*141mm 重量：75g 冲击能量最小用于测小轻、薄部件及表面硬化层。 G：外型尺寸：f30*254mm 重量：250g 冲击

13、能量大 对测量表面要求低。用于大、厚重及表面较粗糙的锻铸件。 E：外型尺寸：f20*162 重量：80g 压头为人造金刚石 用于硬度极高材料的测定。 DL：外形尺寸：f20*202mm 重量：80g 头部更加细小 用于狭窄沟槽及齿轮面硬度的测定。 三、时代里氏硬度计异型支撑环的使用 在现场工作中，经常遇到曲面试件，各种曲面对硬度测试结果影响不同，在正确操作的情况下，冲击落在试件表面瞬间的位置与平面试件相同，故通用支撑环即可。但当曲率小到一定尺寸时，由于平面条件的变形的弹性状态相差显著会使冲击体回弹速度偏低，从而使里氏硬度示值偏低。因此对试样，建议测量时使用小支撑环。对于曲率半径更小的试样，建议

14、选用异型支撑环。四、里氏硬度计的测量范围 根据里氏原理，只要材料具备一定刚性，能形成反弹，就能测出准确的里氏硬度值，但很多材料里氏与其它制式的硬度没有相应的换算关系，因此里氏硬度计目前只装了9种材料的换算表。具体材料如下：钢和铸钢，合金工具钢，灰铸铁，球墨铸铁，铸铝合金，铜锌合金，铜锡合金，纯铜，不锈铜。 对于一些特殊材料的试样，用户可使用公司提供的拟合曲线软件做专用换算表。在实际生产中，使用的金属材料多种多样，由于里氏硬度计对材料的加工方式、材料的合金元素组成敏感，而里氏硬度计芯片中储存的硬度换算表不可能都满足用户的需要，用户在测试中，可以使用拟合软件做自己专用的硬度换算表。 五、影响里氏硬

15、度计测试精度的因素 1、数据换算产生的误差 里氏硬度换算为其它硬度时的误差包括两个方面：一方面是里氏硬度本身测量误差，这涉及到按方法进行试验时的分散和对于多台同型号里氏硬度计的测量误差。另一方面是比较不同硬度试验方法所测硬度产生的误差，这是由于各种硬度试验方法之一间不存在明确的物理关系，并受到相互比较中测量不可靠影响的原因。 2、特殊材料引起的误差 存贮在硬度仪中的换算表对下列钢种可能产生偏差： 所有奥氏体钢 耐热工具钢和莱氏体铬钢（工具钢类）硬质材料会引起弹性模量增加，从而使L值偏低。这类钢应在横截面上进行测试 局部冷却硬化会引起L值偏高 磁性钢由于磁场影响，会使L值偏低。 表面硬化钢，基体

16、软，会使L值偏低，当硬化层大于0.8mm时（C型冲击装置为0.2mm）则不影响L值。 3、齿轮检测中的误差 一般情况下，由于齿面较小，测试误差相对较大，对此，用户可根据情况设计相应的工装，将有助于减小误差。 4、材料弹性、塑性的影响 里氏值除与硬度、强度相关外，更与弹性模量有关，硬度值是材料硬度和塑性的特征参数，因为两者的成分必然是共同测定的。 在弹性部分，首先明显受E模量影响，在这方面当材料的静态硬度相同，而E值大小不同时，E值低的材料，L值较大 5、热轧方向造成的误差 当被测工件系热轧工艺成型时，如果测试方向与轧制方向一致，会因弹性模量E偏大而造成测试值偏低，故测试方向应垂直于热轧方向。例

17、如：测圆柱截面硬度时，应在径向测试为好。（一般圆柱热轧方向为轴向）。 6、试样重量、粗糙度、厚度的影响 7、试件磁性应小于300高斯 8、其它因素的影响 测量管件硬度时须注意：管件注意稳固支撑，测试点应靠近支撑点且与支撑力平行，管壁较薄在管内放入适当芯子。l 粗糙度仪的的原理和使用方法众所周知，表面粗糙度表征了机械零件表面的微观几何形状误差。对粗糙度的评定，主要分为定性和定量两种评定方法，所谓定性评定就是将待测表面和已知的表面粗糙度比较样块相互比较，通过目测或者借助于显微镜来判别其等级；而定量评定则是通过某些测量方法和相应的仪器，测出被测表面的粗糙度的主要参数，这些参数是Ra，Rq，Rz，Ry

18、 ；他们代表的意义是：Ra 是轮廓的算术平均偏差，即在取样长度内被测轮廓偏距绝对值之和的算术平均值。Rq 是轮廓的均方根偏差：在取样长度内轮廓偏距的均方根值。Rz 是微观不平度的10点高度：在取样长度内5个最大的轮廓峰高与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。Ry 是轮廓的最大高度：在取样长度内轮廓的峰顶线与轮廓谷底线中线的最大距离。目前常用的表面粗糙度测量方法主要有样板比较法，光切法，干涉法，触针法等。1. 比较法 它是在工厂里常用的方法， 用眼睛或放大镜，对被测表面与粗糙度样板比较，或用手摸靠感觉来判断表面粗糙度的情况；这种方法不够准确，凭经验因素较大，只能对粗糙度参数值较大情况，给个大概范围的

19、判断。2. 光切法 它是利用光切原理来测量表面粗糙度的方法。在实验室中用光切显微镜或者双管显微镜就可实现测量，它的测量准确度较高，但它是与对Rz，Ry 以及较为规则的表面测量，不适用于对测量粗糙度较高的表面及不规则表面的测量。3. 干涉法 它是利用光学干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。这种方法要找出干涉条纹，找出相邻干涉带距离和干涉带的弯曲高度，就可测出微观不平度的实际高度；这种方法调整仪器比较麻烦，不太方便，其准确度和光切显微镜差不多；4. 触针法 它是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻滑过测量表面粗糙度的测量方法。采用这种方法的仪器最广泛的就是电动轮廓仪，它的特点是：显示数

20、值直观，可测量许多形状的被测表面，如轴类，孔类，锥体，球类，沟槽类工件，测量时间少，方便快捷。它可分为便携式和台式电动轮廓仪， 便携式仪器可在现场进行测量，携带方便；带记录仪的电动轮廓仪，可绘制出表面的轮廓曲线，带微机的轮廓仪可显示轮廓的形状情况，并有打印机打印出数据和表面的轮廓线，便于分析和比较。它的测量范围较大：Ra 值一般在0.0250m 。三 常用量具使用注意事项测量器具的计量工作应遵循测量器具的保养、检修、鉴定计划，确保所用量检具精度、灵敏度、准确度。测量器具的正确使用方法，请参照使用说明书或相关参考资料，轻拿轻放、保持清洁、防锈、防振，合理存放保管。 1、游标卡尺 1、使用前，应先

21、把量爪和被测工件表面的灰尘、油污等擦干净，以免碰伤游标卡尺量爪面和影响测量精度，同时检查各部位的相互作用。如尺框和微动装置移动是否灵活，紧固螺钉是否能起作用等。 2、检查游标卡尺零位，使游标卡尺两量爪紧密贴合，用眼睛观察应无明显的光隙，同时观察游标零刻线与尺身零刻线是否对准，游标的尾刻线与尺身的相应刻线是否对准。最好把游标卡尺量爪闭合三次，观察各次读数是否一致。如果三次读数虽然不是零，但读数三次完全一样，可把这数值记下来，在测量时，加以修正。 3、使用时，要掌握好量爪面同时工作表面接触时的压力，既不能太大，也不能太小，刚好使测量面与工件接触，同时量爪还能沿着工件表面自由滑动，。有微动装置的游标

22、卡尺，应使用微动装置。 4、在游标卡尺读数时，应把游标卡尺水平地拿着朝亮光方向，使视线尽可能地和尺上所读的刻度线垂直，以免由于视线的歪斜而引起读数误差。最好在工件的同一位置多次测量，取它的平均值。 5、测量外尺寸时，读数后，切不可从被测工件上猛力抽下游标卡尺，应将量爪张开后拿出；测内尺寸读数后，要使量爪沿着孔的中心线方向滑动，防止歪斜，否则将使量爪磨损、扭伤、变形或使尺框走动，影响测量精度。 6、不能用游标卡尺测量运动着的工件。这样，容易使游标卡尺受到严重磨损，也容易发生事故。 7、不准以游标卡尺代替卡钳在工件上来回拖拉。使用游标卡尺时不可用力同工作撞击，以防损坏游标卡尺。 8、游标卡尺不要放

23、在强磁场附近，（如磨床的磁性工作台上）以免使游卡尺感受磁化，影响使用。 9、使用后，应将游标卡尺擦拭干净，平放在专用盒内，尤其是大尺寸游标卡尺。注意防锈、主尺弯曲变形。2、千分尺l 机械千分尺：测量时，使用测力装置, 避免冲击.不要任意拆卸千分尺.保持千分尺的干净整洁.长期不用时，洗净，涂防锈油，放入包装盒内l 电子千分尺：不要摔碰数显尺及施以过大的外力。不要拆卸数显尺。不要用尖锐的东西来压按键。按键时请沿按键的移动方向来操作，否则将影响按键的灵敏性。不要在日光直射、过冷或者过热的环境中使用或保存数显尺。不要在有高电压或强磁场的环境中使用数显尺。使用干燥的软布或者棉花擦拭数显尺表面污点。不要使

24、用如丙酮或苯类等有机溶剂擦拭。测量前使用软布擦拭测量面。长期不用时，请取出电池l 里氏硬度计：一 对被测试件的要求 试件表面应洁净，无灰尘、油污和氧化皮，可用砂轮机先将被测件表面局部打磨，显出金属色。 二 对试件表面温度的要求 试件表面的温度不能过高，要求温度小于120。测试最佳温度为4-38。 三 对试件表面粗糙度的要求 试件表面的粗糙度不但影响测试精度，而且影响冲击球头的使用寿命。 四 对试件重量的要求 对足够重的试件不需要支撑，直接进行测试。 对重量不太重的试件，有悬伸部分的试件以及薄壁试件，在测试时应使用物体支撑，以避免冲击力引起试件的扭曲、变形和移动。 对重量较小的试件，应使其与重量大与5kg的支撑体紧紧耦合，要求试件与支撑体表面必须平整、光滑，耦合剂(凡士林，机油等)用量不宜过多，测试方向必须垂直于耦合平面。 五 对试件表面硬化层厚度的要求 对于表面覆有硬化层的试件，为保证测试精