虞瓊?cè)A / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

0 引言

百分表是利用精密齒條與齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成的顯示表表式長(zhǎng)度測(cè)量工具或杠桿與齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將測(cè)桿的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹甘窘俏灰频挠?jì)量器具，是機(jī)械加工和精密測(cè)量中的常用計(jì)量器具，因而，百分表檢定的正確性就顯得尤為重要。

1 示值誤差的來(lái)源

1.1 傳動(dòng)原理分析

百分表的工作原理是將被測(cè)量尺寸引起的測(cè)桿微小的直線移動(dòng)經(jīng)過(guò)齒輪之間的嚙合傳動(dòng)按照比例放大，變?yōu)橹羔樤诜侄缺P上的轉(zhuǎn)動(dòng)，讀出指針的數(shù)值即是被測(cè)尺寸。百分表的內(nèi)部構(gòu)造如圖1所示。

圖1 百分表內(nèi)部構(gòu)造

齒條與軸齒輪Z2嚙合，軸齒輪Z2和片齒輪Z3同軸。片齒輪Z3與中心齒輪Z1嚙合，中心齒輪Z1上面裝有指針。片齒輪Z4在游絲扭矩力的作用下與中心齒輪Z1嚙合，片齒輪Z4的軸上裝有指針，用以記錄中心表針的回轉(zhuǎn)圈數(shù)。

假設(shè)Z1= 10，Z2= 16，Z3= 100，Z4= 100，由于軸齒輪Z2是16齒，當(dāng)測(cè)桿發(fā)生1 mm的位移時(shí)，片齒輪會(huì)移動(dòng)1.6齒，所以軸齒輪Z2轉(zhuǎn)動(dòng)了1/10圈。與軸齒輪Z2同軸的片齒輪Z3是100齒，所以片齒輪Z被軸齒輪Z帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)了100×= 10齒。中心齒32輪Z1也剛好是10齒，中心齒輪Z1轉(zhuǎn)動(dòng)了整整一圈。

1.2 示值誤差的來(lái)源

造成百分表示值誤差的最重要的因素為齒形磨損周節(jié)變大，或者齒廓有毛刺，周節(jié)變小。齒條Z2的磨損形變是比較常見的問(wèn)題。齒條Z2的變形不局限于某個(gè)齒輪，而是多個(gè)齒輪，并且無(wú)規(guī)律可循地出現(xiàn)于多個(gè)周節(jié)。周節(jié)變大時(shí)，示值誤差為負(fù)；周節(jié)變小時(shí)，示值誤差為正。示值誤差也會(huì)隨著周節(jié)誤差累計(jì)而增大。

2 示值誤差的檢定過(guò)程

百分表檢定器可以用于檢定百分表的示值誤差，且對(duì)百分表正反兩個(gè)方向上的行程上進(jìn)行。

檢定時(shí)先將百分表裝夾在支架上，使得檢定器測(cè)微螺桿對(duì)準(zhǔn)某一分度，并且把百分表對(duì)好零位。緊固好測(cè)微頭座和百分表座螺釘，每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)分度后，讀出誤差，正向和反向進(jìn)行檢定。百分表的工作行程示值誤差是由正行程內(nèi)各受檢點(diǎn)誤差中的最大值和最小值之間的差值確定的。

3 檢定百分表示值誤差的正確讀取數(shù)值方法

1）容易發(fā)生的錯(cuò)誤讀取數(shù)值方法

以百分表對(duì)整數(shù)，在檢定器測(cè)微頭上讀取誤差數(shù)值。此方法不符合規(guī)程和示值誤差的定義。

2）正確的讀取數(shù)值方法

受檢點(diǎn)示值誤差需要正反向行程讀取數(shù)值，且以零位為起點(diǎn)位置讀取數(shù)值。例如，在分度值為30時(shí)，正向行程指針指向31分度線位置處，則此時(shí)的示值誤差為+10 μm；反向行程，指針末走到30分度位置，仍指向31分度位置，那么此點(diǎn)反向行程示值誤差仍讀作+10 μm，而不是-10 μm。

4 檢定百分表示值誤差的注意事項(xiàng)

百分表的檢定需要正反兩個(gè)方向上的行程上進(jìn)行，并且在整個(gè)檢定過(guò)程中，不得擅自中途改變測(cè)桿的移動(dòng)方向，直到整個(gè)受檢分度段的檢定完成后，才能改變行程方向。正反兩個(gè)行程，由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受力情況不同，或者位置變化使得傳動(dòng)件的相對(duì)位置發(fā)生變化，造成了回程誤差的不同。

5 檢定間隔加大造成的相鄰誤差超差的處理

檢定間隔加大，往往使相鄰誤差也加大。如果因?yàn)橄噜徴`差超差，由于檢定間隔加大的原因，有可能把某個(gè)符合級(jí)別的合格百分表錯(cuò)判為不合格的百分表。那么此時(shí)應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)檢定處理。

補(bǔ)點(diǎn)檢定的原則：調(diào)整百分表檢定器于正向行程中誤差的最大點(diǎn)的前后0.1 mm處，分別進(jìn)行一一采點(diǎn)，對(duì)采點(diǎn)進(jìn)行檢定，補(bǔ)點(diǎn)檢定的值中有比原來(lái)誤差最大值更大的，采納補(bǔ)點(diǎn)值作為最大值；同樣的，如果補(bǔ)點(diǎn)檢定值中有比原來(lái)誤差最小值更小的，也采納補(bǔ)點(diǎn)值，剔除原來(lái)誤差最小值。以此作為補(bǔ)點(diǎn)檢定的方案，可以消除由于間隔加大造成的相鄰誤差超差引起的錯(cuò)判。

補(bǔ)點(diǎn)的規(guī)則：保持受檢表原裝的位置不變，在檢定前使標(biāo)準(zhǔn)器反向多走若干個(gè)分度值，然后再正向到零位，同時(shí)百分表也調(diào)整好零位，再進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)檢定。

6 結(jié)語(yǔ)

本文基于百分表的傳動(dòng)機(jī)制和內(nèi)部構(gòu)造對(duì)百分表的工作原理進(jìn)行分析，進(jìn)而得出示值誤差的主要來(lái)源，給出示值誤差的檢定方法，檢定過(guò)程中容易遇到的問(wèn)題和解決方案以及測(cè)量過(guò)程中的補(bǔ)償測(cè)量方法，使百分表的檢定更加科學(xué)和完善。