一种外径千分尺校对用量杆校准装置及校准方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种外径千分尺校对用量杆校准装置及校准方法。通过计算电缸整体位移以及电缸推杆位移，间接计算校对用量杆的长度，其中电缸整体位移可通过光栅尺测量得到，电缸推杆位移为电缸的输出参数可直接获得。并根据检定规程《JJG21‑2008》在上位机编写程序实现数据处理。本发明专利技术的主要特点为通过电缸的整体位移及电缸推杆的位移间接计算外径千分尺校对用量杆的长度。由于可以自行移动电缸至合理测量范围，本装置能校准任意尺寸的千分尺校对用量杆，避免了采用4等量块以比较法检定时量块研合所带来的误差，同时可以在上位机对校准数据进行分析并给出校准报告。

【技术实现步骤摘要】
一种外径千分尺校对用量杆校准装置及校准方法
本专利技术涉及千分尺领域，尤其涉及一种外径千分尺校对用量杆校准装置及一种外径千分尺校对用量杆校准方法，该方法和装置主要涉及对外径千分尺校对用量杆的尺寸偏差和变动量进行校准(在规定的条件下，用一个可参考的标准，对包括参考物质在内的测量器具的特性赋值，并确定其尺寸偏差和变动量)。
技术介绍
千分尺又称螺旋测微器，是在工业领域中使用最为频繁和广泛的测量工具之一。千分尺以精密测量著称，是测量长度的工具之一，其测量精度可精确到0.01mm(估读一位至0.001mm，故叫千分尺)。千分尺作为一种精密的测量工具，若出现问题，势必会影响测量结果，进而影响后续项目中长度的测量。为了确保千分尺的示值准确可靠，需要按照国家计量检定规程定期对其进行校准。千分尺的校准项目中涉及对于校对用量杆的校准。实验室、车间在校准、或使用测量下限大于25mm的千分尺时通常利用校对用量杆进行零位调整，通常情况下校对用量杆常常替代了标准量块的作用，如果其精度不能保证将影响千分尺测量结果、千分尺示值误差校准结果，因此在校准千分尺中需要重视校对用量杆的校准。目前对于外径千分尺校对用量杆的工作尺寸的校准,一般根据规程采用光学计或测长机,用三等量块借助槽规以比较法进行校准。测长机在使用过程中需要考虑量程，测长机适用于量程在500mm以上的长度测量，对于微小长度的测量则改用测长仪，其使用普遍性大大降低。而比较法测量很大程度上依赖于标准量块的尺寸，在校准尺寸较大的量杆时，标准量块的尺寸不足以达到量杆标称尺寸，需要对量块进行研合，这将不可避免的引入误差，同时也对量块造成一定损耗。综上，外径千分尺校对用量杆在全量程范围内的校准以及校准方法的改进存在空缺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种外径千分尺校对用量杆校准装置及一种外径千分尺校对用量杆校准方法，解决
技术介绍
校准方法存在的缺陷。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种外径千分尺校对用量杆校准装置，包括实验操作台、光栅尺、滑块、电源模块、电缸电机、推杆、导向轴支座、多个L型轴支座，以及偏心球面测帽、对心球面测帽、平面测帽。所述实验操作台包括滑槽以及垂直固定在滑槽两端的两块挡板；光栅尺安装在两块挡板之间，且与所述滑槽平行；滑块安装在滑槽内，可沿滑槽方向移动，且与光栅尺的读数头相连；电缸电机和电源模块相连，且均安装在滑块中，推杆一端与电缸电机的输出轴相连，偏心球面测帽、对心球面测帽或平面测帽安装在推杆的另一端；导向轴支座固定安装在其中一个挡板的内侧，L型轴支座固定在滑槽内，待校准的校对用量杆末端安装在导向轴支座上，杆身通过L型轴支座支撑；且待校准的校对用量杆中心轴与推杆中心轴相对。所述的校准装置，还包括上位机，所述偏心球面测帽、对心球面测帽、平面测帽的测量端均安装有测压传感器，且均嵌入式安装有蓝牙模块；测压传感器通过蓝牙模块与上位机相连。所述的校准装置的滑块内嵌入式安装有蓝牙模块，电缸电机通过蓝牙模块与上位机相连。一种基于所专利技术的外径千分尺校对用量杆校准装置的外径千分尺平测量面校对用量杆的校准方法，该方法包括以下步骤：(1)将带测压功能的偏心球面测帽固定在推杆上。(2)将待校准的用量杆末端安装在导向轴支座上，杆身通过多个L型轴支座支撑；使之中心轴与推杆中心轴相对。移动滑块，使之位于实验操作台相对于导向轴支座的另一端。(3)通过上位机驱动电缸电机，使其输出轴反向转动直至推杆位于起始位置；测量偏心球面测帽的测量端到相对于导向轴支座的挡板的距离b；(4)滑动滑块，直至偏心球面测帽球面顶端距离被校准外径千分尺校对用量杆端面3-5cm，通过光栅尺获得滑块的滑动距离X。(5)上位机驱动电缸电机，使得推杆向前运动，直至与被校准外径千分尺校对用量杆端面接触；上位机接收到测压传感器的压力信号，此时停止驱动电缸电机，并获得电缸电机的输出轴的转动角度，从而计算推杆前进距离Y。然后上位机驱动电缸电机，使其输出轴反向转动直至推杆7缩至起始位置。(6)上位机计算获得该校准长度下的被校准外径千分尺校对用量杆的实际尺寸L1'＝a-b-X-Y。其中，a为测量实验操作台两侧垂直面的距离。(7)解除偏心球面测帽与推杆的固定，顺时针旋转偏心球面测帽90°并对其重新固定，按照步骤5～6进行测量，获得该校准长度下的长度数据L2'。(8)进行两次步骤(7)，获得该校准长度下的长度数据L3'，L4'(9)解除偏心球面测帽与推杆的固定，更换对心球面测帽，按照步骤5～6进行测量，获得该校准长度下的长度数据L5'。(10)计算外径千分尺校对用量杆的尺寸偏差和变动量。其中标称长度L下的尺寸偏差为Ei＝Li'-L，其中i＝1～5；标称长度L下的变动量q＝Lmax'-Lmin'，其中Lmax'为L1'～L5'中的最大值，Lmin'为L1'～L5'中的最小值一种基于所专利技术的外径千分尺校对用量杆校准装置的外径千分尺球测量面校对用量杆的校准方法，该方法包括以下步骤：(1)将带测压功能的平面测帽固定在推杆上。(2)将待校准的用量杆末端安装在导向轴支座上，杆身通过多个L型轴支座支撑；使之中心轴与推杆中心轴相对。移动滑块，使之位于实验操作台相对于导向轴支座的另一端。(3)通过上位机驱动电缸电机，使其输出轴反向转动直至推杆位于起始位置；测量平面测帽的测量端到相对于导向轴支座的挡板的距离b1；(4)滑动滑块，直至测量平面测帽测量面端面距离被校准外径千分尺校对用量杆端面3-5cm，通过光栅尺11获得滑块6的滑动距离X。(5)上位机驱动电缸电机，使得推杆向前运动，直至与被校准外径千分尺校对用量杆端面接触；上位机接收到测压传感器的压力信号，此时停止驱动电缸电机，并获得电缸电机的输出轴的转动角度，从而计算推杆前进距离Y。然后上位机驱动电缸电机，使其输出轴反向转动直至推杆缩至起始位置。(6)上位机计算获得该校准长度下的被校准外径千分尺校对用量杆的实际尺寸L1'＝a-b1-X-Y。其中，a为测量实验操作台两侧垂直面的距离。(7)重复步骤5～6进行4次测量，获得该校准长度下的长度数据L2'～L5'。(8)根据测量的被校准外径千分尺校对用量杆的实际长度，计算外径千分尺校对用量杆的尺寸偏差和变动量。其中标称长度L下的尺寸偏差为Ei＝Li'-L，其中i＝1～5.标称长度L下的变动量q＝Lmax'-Lmin'，其中Lmax'为L1'～L5'中的最大值，Lmin'为L1'～L5'中的最小值。本专利技术的有益效果在于：1、通过电缸的整体位移及电缸推杆的位移间接计算外径千分尺校对用量杆的长度。2、由于可以自行移动电缸至合理测量范围，本装置能校准任意尺寸的千分尺校对用量杆，避免了采用4等量块以比较法检定时量块研合所带来的误差。3、而电缸以及光栅尺可通过长度标准件进行自校准，故具有良好的量值溯源性。4、在操作本专利技术的同时可以在上位机对校准数据进行分析并给出校准报告。附图说明图1为实验操作台的结构示意图；图2为外径千分尺校对用量杆校准装置的原理图；图3为外径千分尺校对用量杆校准装置在校准平测量面的校对用量杆过程中的尺寸示意图；图4为外径千分尺校对用量杆校准装置在校准球测量面的校对用量杆过程中的尺寸示意图；图5为偏心球面测帽的结构图；图6为对心球面测帽的结构图；图7为平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外径千分尺校对用量杆校准装置，其特征在于，包括实验操作台(1)、光栅尺(11)、滑块(6)、电源模块、电缸电机、推杆(7)、导向轴支座(2)、多个L型轴支座(4)，以及偏心球面测帽(13)、对心球面测帽(14)、平面测帽(15)。所述实验操作台(1)包括滑槽(101)以及垂直固定在滑槽(101)两端的两块挡板(102)；光栅尺(11)安装在两块挡板(102)之间，且与所述滑槽(101)平行；滑块(6)安装在滑槽(101)内，可沿滑槽方向移动，且与光栅尺(11)的读数头(10)相连；电缸电机和电源模块相连，且均安装在滑块(6)内，推杆(7)一端与电缸电机的输出轴相连，偏心球面测帽(13)、对心球面测帽(14)或平面测帽(15)安装在推杆(7)的另一端；导向轴支座(2)固定安装在其中一个挡板(102)的内侧，L型轴支座(4)固定在滑槽(101)内，待校准的校对用量杆(3)末端安装在导向轴支座(2)上，杆身通过L型轴支座(4)支撑；且待校准的校对用量杆(3)中心轴与推杆(7)中心轴相对。

【技术特征摘要】
1.一种外径千分尺校对用量杆校准装置，其特征在于，包括实验操作台(1)、光栅尺(11)、滑块(6)、电源模块、电缸电机、推杆(7)、导向轴支座(2)、多个L型轴支座(4)，以及偏心球面测帽(13)、对心球面测帽(14)、平面测帽(15)。所述实验操作台(1)包括滑槽(101)以及垂直固定在滑槽(101)两端的两块挡板(102)；光栅尺(11)安装在两块挡板(102)之间，且与所述滑槽(101)平行；滑块(6)安装在滑槽(101)内，可沿滑槽方向移动，且与光栅尺(11)的读数头(10)相连；电缸电机和电源模块相连，且均安装在滑块(6)内，推杆(7)一端与电缸电机的输出轴相连，偏心球面测帽(13)、对心球面测帽(14)或平面测帽(15)安装在推杆(7)的另一端；导向轴支座(2)固定安装在其中一个挡板(102)的内侧，L型轴支座(4)固定在滑槽(101)内，待校准的校对用量杆(3)末端安装在导向轴支座(2)上，杆身通过L型轴支座(4)支撑；且待校准的校对用量杆(3)中心轴与推杆(7)中心轴相对。2.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，还包括上位机，所述偏心球面测帽(13)、对心球面测帽(14)、平面测帽(15)的测量端均安装有测压传感器，且均嵌入式安装有蓝牙模块；测压传感器通过蓝牙模块与上位机相连。3.根据权利要求2所述的校准装置，其特征在于，滑块(6)内嵌入式安装有蓝牙模块，电缸电机通过蓝牙模块与上位机相连。4.一种基于权利要求1所述的外径千分尺校对用量杆校准装置的外径千分尺平测量面校对用量杆的校准方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将带测压功能的偏心球面测帽(13)固定在推杆(7)上。(2)将待校准的用量杆3末端安装在导向轴支座(2)上，杆身通过多个L型轴支座(4)支撑；使之中心轴与推杆(7)中心轴相对。移动滑块6，使之位于实验操作台(1)相对于导向轴支座(2)的另一端。(3)通过上位机驱动电缸电机，使其输出轴反向转动直至推杆(7)位于起始位置；测量偏心球面测帽(13)的测量端到相对于导向轴支座(2)的挡板102的距离b；(4)滑动滑块6，直至偏心球面测帽(13)球面顶端距离被校准外径千分尺校对用量杆(3)端面3-5cm，通过光栅尺11获得滑块6的滑动距离X。(5)上位机驱动电缸电机，使得推杆7向前运动，直至与被校准外径千分尺校对用量杆(3)端面接触；上位机接收到测压传感器的压力信号，此时停止驱动电缸电机，并获得电缸电机的输出轴的转动角度，从而计算推杆7前进距离Y。然后上位机驱动电缸电机，使其输出轴反向转动直至推杆7缩至起始位置。(6)上位机计算获...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢玄达，姜涛，孙斌，赵玉晓，
申请(专利权)人：中国计量大学，塔城地区质量与计量检测所，
类型：发明
国别省市：浙江,33