[其他]π尺精度的模拟圆检测方法及装置

说明书

本发明涉及到检测测量直径的量具，特别是检测π尺的方法和装置。

π尺是检测外径的专用工具，将π尺绕被测工件一周，即可直接读出外径值。π尺须经过精度检查方能出厂。过去，检测小型π尺的精度，一般采用国家计量部门检定的标准直径圆在恒温室中进行。由于每个标准圆只能检测一个示值，检测单位往往需要准备许多个标准圆，这些标准圆不仅加工困难，耗资大，保存维护都很困难，特别是φ500mm以上的直径较大的标准圆，制造更困难，精度难于保证，它本身的检测更难，影响了π尺的使用和推广。

本发明的目的就是提供一种在常温下检测π尺精度的简单方法和装置。这种方法代替了标准检测π尺精度的方法，在常温下达到高精度检测的目的。

本发明由于在长度上检测直径，不仅容易实现高精度，而且可把测量误差缩小π倍反映给测量结果，精度高;其装置，结构简单，使用方便，成本低，精度高。

下面，将借助于仅仅示意的附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明的一种检测装置具体结构示意图（检测状态）;

图2是图1的俯视图;

图3是π尺结构示意图;

图4是标尺结构示意图;

图5是确定标尺各段测量误差的示意图;

图6是用标尺检测π尺时，左端示意图;π尺副尺、标尺主尺的第16条线纹正好对齐;

图7是用标尺检测π尺的状态图;

图8是实施例中标尺示意图;

图9是用标尺检测π尺右端示意图，标尺的第80条线纹正与被测π尺740偏小方向的第二条线对齐。

图中各序号的意义如下：

1、标尺储盘

2、立柱

3、平台

4、标尺

5、π尺

6、标尺重锤

7、微调卡头

8、π尺重锤

9、π尺副尺段

10、π尺主尺段

11、标尺主尺段

12、标尺副尺段

13、标尺、π尺第16条线纹对齐处

14、740、16点应处位置

参照附图1～4，在专用检测装置上，将被测π尺〔5〕展开成直线状态，与特制的展开成直线状态的标尺〔4〕重叠在一起，进行比较，读数方法采用π尺检测工件的读数方法（模拟在圆上检测），读数结果与误差允许值对照，检测π尺〔5〕的精度，读数超出允许误差，π尺不合格，在允许误差内，π尺合格。本发明的要点是制造一种专用装置，以检测π尺的精度。这种装置由缠绕标尺〔4〕的标尺储盘〔1〕，牵引并可调整被测π尺〔5〕位置的微调卡头〔7〕，铺设标尺〔4〕和π尺〔5〕的平台〔3〕;检测π尺〔5〕精度的标尺〔4〕，支撑平台〔3〕的立柱〔2〕，牵引标尺的模拟实测状态测力的重锤〔6〕组成。这里作为尺寸基准的标尺〔4〕是相对基准，它由本发明单位设计并制造，由辽宁省标准计量局在标准温度、标准拉力下检定的，以其检定结果为真价，作检测π尺〔5〕的依据。标尺〔4〕与π尺〔5〕的厚度相同，宽处一致（标尺上没有π尺上便于视读的豁口）。标尺〔4〕主尺段〔11〕与π尺〔5〕主尺段〔10〕的刻度相同（0.50π），标尺〔4〕的副尺段〔12〕与π尺〔5〕的副尺段〔9〕刻度相同（0.49π），标尺〔4〕的主尺段〔11〕在左端，副尺段〔12〕在右端，π尺〔5〕的主尺段〔10〕在左端，副尺段〔9〕在右端（见图3、图4）。用标尺〔4〕检测π尺〔5〕的读数方法与用π尺检测工件的读数方法相同，均采用游标原理，读数单位从粗到精分为“格数值”和“毫米直径读数值”（以下简称读值）标尺主尺刻度每格为0.5π，副尺刻度每格为0.49π（如图7所示），比较时，主尺和副尺每格刻度差为0.01πmm，标尺上有一个副尺段〔12〕和若干个主尺段〔11〕，可用来检测不同规格的π尺。标尺各主尺段〔11〕的第一条线纹到标尺副尺段的第一条线纹的直线距离随被测π尺的不同规格而不同，其值在理论上为（D+δ）π，其中D为被测π尺〔5〕的最小径值，δ为尺厚，检测时，这段距离长度由国家标准部门（辽宁省标准局）检定给出;标尺、π尺采用相同材料制成。检测装置上标尺的重锤〔6〕和被检π尺的重锤〔8〕能产生一种牵引力，作为模拟圆检测π尺精度的拉力。为了使检测结果与实际一致，就必须使在用标尺〔4〕检测π尺〔5〕时所产生的变形△2等于π尺检测工件时产生的变形△1。即△2＝△1，为此进行下列计算：用π尺测量工件时测力变形对读数的影响为△1＝ (FoD)/(EAfπ) （1- 1/(eπf) ）（此公式推导过程略）。其中各符号的意义为：Fo-测力，使用π尺的规定测力为19.6牛顿;D-被测工件的直径mm;E-π尺材料的弹性模量19.6×10⁴牛/mm;A-π尺的截面积3mm²;f-摩擦系数0.15。将π尺〔5〕展成直线后，拉力对测量读数的影响为△L＝ (FL)/(EA) （根据虎克定律），其中L为所使用的π尺〔5〕长度，即L＝πD（D为直径），它对读数的影响再缩小π倍，即△2＝ (△L)/(π) ＝ (FL)/(EAπ) ＝ (FπD)/(EAπ) ＝ (FD)/(EA) 根据△1＝△2（变形等效原理） (FD)/(EA) ＝ (19.6D)/(EAfπ) （1- 1/(eπf) ）