针规检测方法的探讨陈欢，潘璐，卢歆(浙江省计量科学研究院，浙江杭州310018)摘要:针规是孔的标准化检测的必备检具，精确地测量针规具有很重要的现实意义。文章介绍了三种常用的长度计量仪器直接或间接的测量方法，对光学计、测长机和激光测径仪进行了比较，分析了产生误差的原因，并且对现有的实验设备提出了改进设想，研制了一种新型的基于LVDT的数显针规测量装置。关键词:针规;光学计;测长机;激光测径仪;LVDT文献标志码:B文章编号:1002－1183(2015)04－0029－03作者简介:陈欢(1982—)，男，工程师;收稿日期:2015－02－09针规是用于检查物体位置、测量孔径尺寸、检查两孔间距离以及测量孔的深度的常用检具，具有使用简单、可靠、准确的优点，主要材质为合金钢和硬质合金［1］。作为精测参数量值传递和溯源的重要计量标准，针规测量装置的主要作用是用来校准或检测针规，也可用于材料或零部件的测量试验。在广泛的技术领域中，光学计、测长机和激光测径仪是最常用的检测针规的测量装置。文章采用这三种测量装置，在相同的环境温度下，进行对比试验，并对试验结果进行讨论。1试验原理和测量装置1.1光学计和量块组合比较测量光学计是一种精度较高、结构简单的常用光学量仪，用量块作为长度基准，按比较测量法来测量，其测量原理是利用光学杠杆放大原理进行测量。试验测量装置如图1所示。用光学计测量针规直径时，首先在光学计光管与尾管的测杆上安装窄平面测头，调整测头的平行度，使其长边处于水平位置，然后借助尾管的调整螺钉使测帽的工作面相互平行。再选取适当尺寸的量块，将量块放在光学计测头之间，组合用的量块其长边应处于水平位置。调整零位，先使测头与量块的测量面接触，在视场中能看见刻线尺的像时，转动手轮使在目镜中看到的像与指示线接近(如图1(b)所示)，然后微调转动，使刻线尺的零刻线的影像与指示线重合(如图1(c)所示)，多次按下拨叉，使零位稳定。然后将被测针规放在两测头之间，测量其中的截1—底座;2—立柱;3—横臂升降螺母;4、11、12—紧固螺钉;5—横臂;6—直角光管;7—上下偏差调整螺钉;8—目镜;9—反光镜;10—零调螺钉面;13—偏心手轮;14—测头;15—拨叉;16—工作台;17—整螺钉。图1光学计量针测量装置面直径［2］。1.2测长机直接测量测长机是以线纹尺的刻度或光波波长作为已知长度，利用机械测头进行接触测量的光学长度测量工具，主要由精密机械、光学系统和电气部分组成，可用于对零件外形尺寸进行直接测量和比较测量［3］。试验测量装置如图2所示。当采用测量机直接校准针规的直径时，测长机的头座和尾座测量杆上水平安装窄平面测头，并使两测头相互接触，与此同时在读数装置上读取示值，调节尾管十字方向螺钉，使示值尺寸向大或向小方向移动，并在某一位置改变其运动方向，并将螺钉停留在这个通常称为“拐点”计量：www.cqstyq.com计量：www.cqstyq.com图2测长机示意图的位置，通过调整测头的平行度，使两球心连线平行于测量轴线。然后拉动测轴使两测头轻轻撞击，使示值稳定并调整到零位。移动测轴，将被测针规放在两测头之间，测量其中的截面直径。1.3激光测径仪直接测量激光测径仪是利用激光扫描测量原理测量工件的直径。激光器发出的光束通过多面体扫描转镜和扫描光学系统形成与光轴平行的连续高速扫描光束，对被置于测量区域的工件进行高速扫描，并由放在工件对面的光电接收器接收，投射到光电接收器上的光线在光束扫描工件时被遮断，此时通过分析光电接收器输出的信号，可获得与工件直径有关系的数据。实验测量装置如图3所示。图3激光测径仪示意图当采用激光测径仪直接校准针规的直径时，将被测针规放在仪器的V形架上，使截面对准激光线，按下测量键，从显示器上读取针规的直径。2试验装置对比三种针规测量装置优缺点对比如表1所示。表1三种测量方法的优缺点对比光学计和量块组合比较测量测长机直接测量激光测径仪直接测量优点①测量精度高，最大示值误差不超过0.5μm;②测量结果数据稳定测量方便、快捷，能直接读出测量结果测量结果直接显示在仪器的屏幕上，非常快捷，相对其他仪器测量效率提高很多缺点①每次测量，量块都需要研合组成与被测件...
