量块的产生及检定方法研究

　　梁静吴世卿
　　摘要：量块又叫量规，它是几何量计量中从长度的自然基准传递到实物基准，保证量值统一的端面基准量具，也是在长度计量中使用最广泛和准确度最高的实物标准。几乎所有的量具、量仪和长度光学计量仪器都用到量块来检定和校正，甚至某些尺寸精度要求较高的零件几何尺寸也直接用量块来测量。可见对量块校准和检定的好坏，直接影响到长度计量量具的精度和量值的溯源，乃至影响到计量工作与社会、经济发展的协调。
　　关键词：量块；使用；比较检定法；
　　一、量块与量值传递的基本概念
　　（一）量块的概念
　　量块是用耐磨材料制造，横截面为矩形，并具有一对相互平行测量面的实物量具。按JJG1462011《量块检定规程》规定，量块主要以长度偏差划分为K级和0级、1级、2级、3级等5级。按长度的测量不确定度划分为1～5等。即量块的级和等是从成批制造和单个检定2个不同角度进行精度划分的2种形式。
　　（二）量值传递概念
　　米这一长度的基准的建立，统一了长度的量值，它的复现值应当和不同长度的量值联系在一起。这便是我们所说的量值传递，也就是把长度的计量基准（即光波）所复现出来的长度的计量单位（即米），借助于检定各级的长度计量标准（线纹尺或者是量块）的活动，将其传递给那些普通的计量器具。
　　量块长度量值的传递体系为：
　　米定义国际计量委员会（辐射）工作（辐射）高等级量块低等级量块各类工作计量器具。
　　二、量块的使用与维护
　　（一）量块使用的标准条件及姿态
　　量块使用的标准条件为：使用温度为20，大气压力为101。325kPa；其标准姿态为：长度100mm的量块，测量或使用其长度尺寸时，量块的轴线可垂直或水平安装；长度100mm的量块，测量或使用其长度尺寸时，量块的轴线应水平
　　安装。
　　（二）量块的使用原则
　　（1）尽可能使用量块的中心长度原则：量块2个测量面之间的长度变动量在制造和加工时不可能做到十分理想的程度。为了将由此对测量不确定度所造成的影响程度降到最低，在使用量块时必须以中心长度为准。
　　（2）量块组合的使用原则：
　　量块直接组合时，一般作为内尺寸使用，将量块清洗擦干后用量块附件夹紧即可。量块通过研合组合使用时要把握以下原则。
　　a。组合量块总数通常不应超过4块。
　　b。根据所需组合尺寸从消去量块尺寸最小位数开始。即先从所需尺寸的最后l位或2位数字开始选择量块，每选用l块量块至少使组合尺寸的最后1位小数消除。
　　c。避免量块尺寸重复。
　　（三）量块的维护
　　（1）注重量块的防锈：
　　a。在每次测量后，应立即用航空汽油或无水酒精和洁净干布清洁量块测面，去除灰尘、金属屑、油污等。量块闲置时要涂抹凡士林油或防锈油等防锈涂料。包装后放入专用盒中保存。
　　b。量块应存放在干燥、无腐蚀性气体、通风良好及无灰尘的地方。其环境温度为18～25，湿度不大于60。常用量块可放入干燥器内，随用随取，省去涂油和清洗环节。
　　c。使用量块时，必须戴上手套。在生产现场，如量块不可避免与手接触时。用后必须立即清洗。讲话时不要面向量块。以防唾液喷溅到量块测量面导致锈蚀。
　　（2）避免量块划痕及磕碰损伤：
　　a。量块使用场所必须保持清洁，以防量块在研合时因灰尘或其他脏物将测量面划伤。
　　b。与量块测量面接触的平晶、平板、仪器工作台等不允许有突起的锈蚀、碰伤和毛刺等缺陷，使用前必须用天然油石打磨清除平整。严重的需经修理后方可使用。
　　c。量块不准存放在强磁场附近。
　　d。量块应平整、平行地排放在盛器中，以免量块棱角碰伤其他量块的测量面或边缘。导致量块缺损或起毛。移动量块盛器时要保持平稳，以防量块滑动碰伤。
　　（四）量块的周期检定分析
　　在实际的工作中，应当根据量块的实际使用情况来确定检定的最佳周期，周期过短或者过长都不合适。参考量块检定规程JJG1462011，我们可以将量块的检定周期确定在3个月至2年这个范围中。
　　三、量块的比较检定方法
　　在我国各级计量部门中用来进行比较法检定的量块比较仪有光波、机械光学、电感、电容干涉仪，这都源于立式接触干涉比较仪，测量结构如图3。1所示。其中1为传感测头，2为标准量块，3为标称长度与2相同的被测量块，检定时先以标准量块的长度对传感测头位置进行标定（或复零），然后再提升测头并将其移至被检量块上，对被检量块进行检定，从传感测头获取被检量块同标准量块间的长度差，以确定被检量块的精度等级，有时也把这种测量方法称为点到面式测量。
　　点到面式的检定方法对工作台的平面度要求很高，有些被测量块可能存在弯曲现象，检定结果就会与实际情况相差较远。在实际当中，通常对于标称长度大于10mm的量块进行检定时选用带肋工作台，工作台肋长边方向呈凸起的弓形，中间部分比其余各肋表面组成的平面高出0。4～0。6m；对标称长度小于10mm的量块进行检定时，常选用玛瑙工作台，此工作台中间玛瑙球面比其周围各肋表面所组成的平面高出2～3m。主工作台在仪器上安装好以后，由其他肋表面所组成的平面比辅助工作台的肋表面所组成的平面高出10～50m，虽然这种设计方法能够在一定程度上解决小量块的弯曲问题，但对于大量块而言，测量时实际上是倾斜放置在工作台上的，此倾角会带来二次误差。
　　四、结论
　　本文介绍了量块的相关概念，提出了量块的使用原则以及量块的维护方法，最后给出了量块的比较测量法。对正确的使用和检定量块具有积极的意义。
　　参考文献：
　　〔1〕陈津平。量块比较检定方法及仪器的研究〔D〕。天津：天津大学，1999。