達州恒溫恒濕箱外校/檢測/計量校驗咨詢-可下廠大量程數顯千分表的儀器校準方法介紹
大量程數顯千分表一般指行程大于10mm，分辨力在0.01mm、0.001mm、0.0001mm的數顯指示表。此類大量程數顯千分表因測量量程大，體積小，準確度高，適用場合廣泛，在企業中深受測量人員的歡迎，特別在機械精密加工、模具制造行業運用非常多。而大量程數顯表的校準一直無規程和校準規范參考，各儀器計量機構的校準方法也不盡相同。近年來在大量程數顯千分表的儀器校準工作中，發現了三個問題：（1）很多大量程千分表，在校準整數點或有規律的測量點時，表的準確度非常好，而在儀器校準一些任意測量點時，準確度就會有差異；（2）不同裝夾方式（垂直裝夾和水平裝夾）的測量結果特別是回程誤差大相徑庭；（3）不同的標準器和測量方法在相同的測量點，測出來誤差也有差異。為此，世通儀器搜集了各類表的資料，做了很多基礎的實驗。從測量的基本原理、內部結構、測力以及解決方案同大家一起探討。

1、　常見大量程數顯千分表

常見表測量原理和性能區別：測量元件基本有三類，容柵、光柵、磁柵。三者機械組成類似，都是由容柵付、光柵付、磁柵付和對應的處理電路組成。

1.1　容柵測量原理

利用電容的周期性變化來測量位移。固定容柵和移動容柵在保持一定距離做相對運動時，固定容柵的柵距是5.08mm，占空比50%，移動容柵的柵距一般是固定容柵柵距的1/8，為0.635mm。將電容的變化經過電路的放大，解調近似為正弦波的信號，讓移動容柵和固定容柵相對移動5.08mm，與電路中的一個正弦信號的一個周期對應，結合鑒相電路和細分電路可以測量相對位移。特點是速度比較快，分辨力比較高，結構簡單，功耗小等，在大量程數顯表上運用廣泛。不完全統計，容柵結構的數顯表占95%以上。以瑞士SYLVACSA229系列千分表為例，可以做到直接測量量程為150mm,示值誤差10μm以內，分辨力0.001mm，重復性為2μm，測試移動速度達0.4m/s準確度不變。

1.2　光柵測量原理

光柵用光敏器件感應莫爾條紋的明暗變化來測量位移。主光柵與副光柵保持一定的姿態做相對運動時，產生周期性的電流信號，一般用在數顯表上的光柵為50線/mm，主副光柵一樣，即柵距是20μm,占空比50%。將電流的變化經過電路的放大、濾波和三差經過儀器校正后得到兩路相位差為90°的正弦信號，讓主副相對移動20μm，與電路中的一個正弦信號的一個周期對應，結合鑒相電路和細分電路可以測量相對位移。特點：移動速度非?？臁蚀_度高、分辨力高，在大量程高準確度數顯表上有所運用。

其功耗比較大，電源的供給也限制了部分場所的運用。另外，使用環境條件相對要求也高，成本相對容柵要高很多。以nikon系列千分表為例，可以做到直接測量量程為100mm，示值誤差1.2μm以內，分辨力0.0001mm，重復性為0.1μm。瞬間速度達到1m/s。

1.3　磁柵測量原理

通過磁電轉換產生感應電動勢的周期性變化來測量位移。與容柵和光柵一樣，將電流的變化經過一系列電路的處理放大，濾波和儀器校正后得到兩路相位差為90°的正弦信號與柵距對應，結合鑒相電路和細分電路可以測量相對位移，特點是在各種工作環境下保持非常好的工作特性。以SONYDE系列千分表為例，可以做到直接測量量程為30mm，示值誤差1μm以內，分辨力0.0001mm，重復性為0.2μm。

2、　儀器校準注意事項

2.1　電子細分

根據容柵、光柵、磁柵幾種測量原理，都有一個電子細分過程，所以儀器校準時要非常關注電子細分誤差。電子細分誤差的校準需要在若干個細分周期內抽取合適的點來校準，在正常的校準點外(JJG34-2008)建議適當增加細分點?，F在的細分計數原理有很多采用的是CPLD或FPGA作為器件，其特點是，并行處理模式、速度快，結合精碼和粗碼分離的算法，粗碼是移向和比較器得出結果，而精碼是通過軟件算法得出結果，兩者相加為表的*示值。精碼的準確度取決于單周期信號的質量，主要是相位、幅值、直流偏置。粗碼的準確度取決于柵距刻線誤差及機械誤差。所有儀器校準細分點可以和整數點結合，貫穿全程，以0~25mm為例，如：1.002mm，5.005mm，10.008mm，15.011mm，20.014mm，25.017mm。找到*誤差和*小誤差對應的校準點，進行加密點校準。加密點選取以誤差的*值和*小值對應校準的前后1/10柵距為單位，共20點為宜。如果取粗碼的整數倍的誤差*值和*小值來選取加密校準點，并不是非常科學。

2.2　測力

大量程表的機械結構及測力：大量程數顯表和普通指示表一樣，基本上都是由測桿、測套和彈簧組成，和普通指示表一樣會增加阻尼或活塞裝置，這是因為彈簧的彈力與行程成正比，大行程必然相對大的彈力，大彈力有大的加速度，大的加速度在足夠長的行程中，會有兩種不利于測量的因素：一是高的瞬時速度使上述三種測量原理都丟失準確度，測量不可靠；二是在測量時測頭會快速碰撞上被測工件而反彈，損傷工件和本身。所以增加阻尼和活塞結構，一般活塞結構有截流孔泄壓和自然泄壓兩種方式。將使測桿移動更為均勻，大大地降低運行速度，測量更為穩定可靠。然而阻尼或活塞都會增加測桿的自重，加上測桿一般比普通指示表的測桿長很多，為保證全程運動順暢不阻滯，一般測量力比普通指示表都大。為弄清楚彈簧彈力和測桿自重之間在不同的裝夾方式下的關系，以標準器量程為0~20N、分辨力為0.01N的測力傳感器（準確度為0.5%）做實驗，結果見表1。

在不同裝夾方式下，測頭力的影響還比較大，對結果特別是回程誤差影響很明顯。所有校準此類大量程數顯表必須在垂直的條件下，才能做到數據準確統一。

3、　儀器校準方法及標準器選擇

針對大量程千分表的特點，要準確地校準大量程千分表對所用的標準器有很高的要求?，F在很多儀器計量機構都用指示表儀或者用量塊做標準器來校準，國內的指示表儀準確度不能滿足大量程數顯表的校準，還有其結構都是水平裝夾。量塊和測微臺校準大量程數顯表，標準器準確度沒有問題，不過加密點的校準，對量塊的尺寸要求非常多，拼接量塊將會非常麻煩或者說是不太可能做到。綜上所述，大量程數顯表的校準所用的標準器必須滿足三個條件：（1）全程誤差小于0.5μm，高分辨力，至少不低于0.1μm；（2）可以準確地移動每個0.01μm步進；（3）如果制造商明示指示表只有在垂直使用時才能保證其準確度，那么裝夾方式必須是立式垂直的。目前國內的標準器準確度基本上都無法滿足。為解決大量程數顯表校準時碰到的上述三個問題，經過仔細分析研究，并且委托*生產廠商，提出一種可以解決上述問題的高準確度立式位移發生器。該位移發生器具備準確度高、裝夾方便等特點。

以250線/mm光柵尺為基準，透射式光柵原理，再結合粗碼+精碼坐標旋轉算法，做到0.01μm的分辨力，量程50mm，測量重復性為0.1μm。曾用海德漢長度計做比對，全程誤差優于0.5μm。選用了高準確度的小螺距滾珠絲桿和高細分芯片，可以做到0.05μm步進，結合脈沖電子手輪和FPGA控制，告別傳統機械手輪對小步進無法實現的弊病。配備了各種直徑裝夾裝置，方便校準工作。特別是在校準過程中，對有數據接口的大量程數顯表能全自動校準，而且自動判斷誤差的*值和*小值，自動計算加密校準點。全程校準完后，能自動到加密校準點位置，進行加密校準，大大地減少了工作量，降低了工作強度。該儀器對傳統的裝夾也做了改進，保證了測量軸心的平行，減小了裝夾誤差。更為關鍵的是該位移發生器采用了一種硬件電路和軟件綜合調理的方法，能很好地解決光柵信號的直流偏置差、幅值差、相位差等三差問題。

4　結語

三差問題一直是光柵信號*難突破的難點，因為解決不好，高細分帶來的高分辨力沒有任何意義，也談不上準確度了。

達州恒溫恒濕箱外校/檢測/計量校驗咨詢-可下廠酒精計的儀器校準依據
酒精計屬于工作玻璃浮計的一類，主要用于測量不同酒精溶液的乙醇含量。其基本原理是依據阿基米德定律，當酒精計在溶液中達到平衡時，其排開液體的重量等于本身的重量。根據酒精計在液體里面的深度，由標尺上面的刻度可直接讀出酒精溶液的酒精度，測量值以%表示。其含義是，在一定壓力和溫度下，每100個體積單位中含有相同體積單位的溶質的體積數。標尺上刻度值從上往下依次減小，即在待測溶液中，酒精計標尺下沉越多，溶液的酒精度越大，否則，溶液的酒精度越小。按照液體密度計計量器具系統，酒精計分為計量基準、計量標準和工作用計量器具。一般的，酒精計可分為一等標準酒精計(分度值0.1%)和二等標準酒精計(分度值0.2%)、精密酒精計(分度值0.1%和0.2%)以及工作用酒精計(分度值0.5%，1.0%)。

 酒精計的儀器校準依據

酒精計在食品行業、生物制藥及化工生產領域都有廣泛應用。因此，必須定期對酒精計進行儀器計量和儀器校準，以保證酒精計測量結果的正確性。與一般的計量器具相比，酒精計的步驟細而繁瑣，這對操作人員提出了較高的要求。下面以參加測試技術研究的一次酒精計校準能力驗證為例，對酒精計校準中的注意事項給予說明。

儀器校準用標準器:一等標準酒精計，十支組，測量范圍:0～*，分度值0.1%，MPE:0.4分度值(上海華辰醫用儀表有限公司);主要配套設備和儀器:

無水乙醇:≥99.7%(CH3CH2OH的質量分數)，天津市富宇精細化工有限公司;玻璃筒:內徑:

105mm，高:410mm;HS-4(B)型恒溫水浴槽:控溫范圍:－15～100℃，波動度:0.01℃(成都儀器廠);水銀溫度計:測量范圍:0～50℃，分度值0.1℃，MPE:±0.05℃(北京玻璃研究所)。

被校酒精計:工作用酒精計，(30～70)%，分度值1%(河北省河間市黎民居玻璃儀器廠)。

校準用溶液:(0～100)%酒精溶液(科工委應用化學一級)。(szhuorq752455st)

校準依據:JJG42—2011《工作玻璃浮計》規程。

 關于我們：

廣東省世通儀器檢測服務有限公司占地，實驗室面積達1200平方米。校準源齊全，擁有福祿克、惠普、安捷倫、菊水、新天等大批進口國產高端儀器，覆蓋校準檢測范圍廣。中心設有:力學、長度、衡器、電學、電磁、熱工、幾何量、輕工物性等*校準檢測實驗室。本校準與檢測中心可對以上類別范圍的各國儀器和相關產品進行校準和檢測并出具國際認可的校準證書或檢測報告。

力學校準：
世通儀器力學實驗室配備了一等活塞壓力計、二等活塞壓力計、質量比較儀、0.3級標準測力儀、能量發生器、彈簧沖擊錘能量發生器、扭矩測試儀、材料試驗機、標準轉速裝置、壓力校準裝置、百萬分精密天平、微差壓裝置、振動沖擊分析系統等精密儀器及標準件，可開展質量、衡器、力值、能量、扭矩、轉速、壓力、硬度、振動、沖擊、密度、容量等項目的校準。
     砝碼校準能力：克組和毫克組*可開展F1等級，公斤組為F2等級，力值*校準能力可達2000kN，扭矩*校準能力可達1000Nm，壓力標準準確度等級*為0.025級，*的校準能力可達60MPa，沖擊*的校準能力可達3000g。

可為您提供以下計量儀器校準：
砝碼、質量測量儀器：標準砝碼、砝碼等。
數字指示秤、模擬指示秤、非自行指示秤等衡器：電子天平、機械天平、架盤天平、扭力天平、液體比重天平、電子秤、電于皮帶秤、定量包裝秤、定量自動衡器、臺秤等。
拉力試驗機、推拉力計、扭矩等力值測量儀器：推拉力計、數字式壓力計、材料試驗機等。
壓力表和真空表：精密壓力表、數字壓力表、壓力（差壓、*壓）變送器、液體壓力計、U型壓力計、氧氣乙炔表、各種級別的壓力表等。
布、洛、維及橡膠等各類硬度計：硬度計等各種金屬硬度計、邵氏硬度計、定負荷橡膠國際硬度計、微型橡膠國際硬度計等各種非金屬硬度計、韋氏硬度計、巴氏硬度計等。
轉速測量儀器：機械式轉速表、數字式轉速表、轉速裝置等。
振動儀器：機械振動臺、數字振動臺、振動測試儀、測振儀等。
密度計、比重計、波美計
玻璃量具：滴定管、量筒、量杯、分度吸管等。
安規類設備：彈簧沖擊鍾、搖擺試驗機、壽命試驗機、球壓裝置、試驗箱、擺鍾沖擊試驗機等。