达州恒温恒湿箱外校/检测/计量校验咨询-可下厂大量程数显千分表的仪器校准方法介绍
大量程数显千分表一般指行程大于10mm，分辨力在0.01mm、0.001mm、0.0001mm的数显指示表。此类大量程数显千分表因测量量程大，体积小，准确度高，适用场合广泛，在企业中深受测量人员的欢迎，特别在机械精密加工、模具制造行业运用非常多。而大量程数显表的校准一直无规程和校准规范参考，各仪器计量机构的校准方法也不尽相同。近年来在大量程数显千分表的仪器校准工作中，发现了三个问题：（1）很多大量程千分表，在校准整数点或有规律的测量点时，表的准确度非常好，而在仪器校准一些任意测量点时，准确度就会有差异；（2）不同装夹方式（垂直装夹和水平装夹）的测量结果特别是回程误差大相径庭；（3）不同的标准器和测量方法在相同的测量点，测出来误差也有差异。为此，世通仪器搜集了各类表的资料，做了很多基础的实验。从测量的基本原理、内部结构、测力以及解决方案同大家一起探讨。

1、　常见大量程数显千分表

常见表测量原理和性能区别：测量元件基本有三类，容栅、光栅、磁栅。三者机械组成类似，都是由容栅付、光栅付、磁栅付和对应的处理电路组成。

1.1　容栅测量原理

利用电容的周期性变化来测量位移。固定容栅和移动容栅在保持一定距离做相对运动时，固定容栅的栅距是5.08mm，占空比50%，移动容栅的栅距一般是固定容栅栅距的1/8，为0.635mm。将电容的变化经过电路的放大，解调近似为正弦波的信号，让移动容栅和固定容栅相对移动5.08mm，与电路中的一个正弦信号的一个周期对应，结合鉴相电路和细分电路可以测量相对位移。特点是速度比较快，分辨力比较高，结构简单，功耗小等，在大量程数显表上运用广泛。不完全统计，容栅结构的数显表占95%以上。以瑞士SYLVACSA229系列千分表为例，可以做到直接测量量程为150mm,示值误差10μm以内，分辨力0.001mm，重复性为2μm，测试移动速度达0.4m/s准确度不变。

1.2　光栅测量原理

光栅用光敏器件感应莫尔条纹的明暗变化来测量位移。主光栅与副光栅保持一定的姿态做相对运动时，产生周期性的电流信号，一般用在数显表上的光栅为50线/mm，主副光栅一样，即栅距是20μm,占空比50%。将电流的变化经过电路的放大、滤波和三差经过仪器校正后得到两路相位差为90°的正弦信号，让主副相对移动20μm，与电路中的一个正弦信号的一个周期对应，结合鉴相电路和细分电路可以测量相对位移。特点：移动速度非常快、准确度高、分辨力高，在大量程高准确度数显表上有所运用。

其功耗比较大，电源的供给也限制了部分场所的运用。另外，使用环境条件相对要求也高，成本相对容栅要高很多。以nikon系列千分表为例，可以做到直接测量量程为100mm，示值误差1.2μm以内，分辨力0.0001mm，重复性为0.1μm。瞬间速度达到1m/s。

1.3　磁栅测量原理

通过磁电转换产生感应电动势的周期性变化来测量位移。与容栅和光栅一样，将电流的变化经过一系列电路的处理放大，滤波和仪器校正后得到两路相位差为90°的正弦信号与栅距对应，结合鉴相电路和细分电路可以测量相对位移，特点是在各种工作环境下保持非常好的工作特性。以SONYDE系列千分表为例，可以做到直接测量量程为30mm，示值误差1μm以内，分辨力0.0001mm，重复性为0.2μm。

2、　仪器校准注意事项

2.1　电子细分

根据容栅、光栅、磁栅几种测量原理，都有一个电子细分过程，所以仪器校准时要非常关注电子细分误差。电子细分误差的校准需要在若干个细分周期内抽取合适的点来校准，在正常的校准点外(JJG34-2008)建议适当增加细分点。现在的细分计数原理有很多采用的是CPLD或FPGA作为器件，其特点是，并行处理模式、速度快，结合精码和粗码分离的算法，粗码是移向和比较器得出结果，而精码是通过软件算法得出结果，两者相加为表的*示值。精码的准确度取决于单周期信号的质量，主要是相位、幅值、直流偏置。粗码的准确度取决于栅距刻线误差及机械误差。所有仪器校准细分点可以和整数点结合，贯穿全程，以0~25mm为例，如：1.002mm，5.005mm，10.008mm，15.011mm，20.014mm，25.017mm。找到*误差和*小误差对应的校准点，进行加密点校准。加密点选取以误差的*值和*小值对应校准的前后1/10栅距为单位，共20点为宜。如果取粗码的整数倍的误差*值和*小值来选取加密校准点，并不是非常科学。

2.2　测力

大量程表的机械结构及测力：大量程数显表和普通指示表一样，基本上都是由测杆、测套和弹簧组成，和普通指示表一样会增加阻尼或活塞装置，这是因为弹簧的弹力与行程成正比，大行程必然相对大的弹力，大弹力有大的加速度，大的加速度在足够长的行程中，会有两种不利于测量的因素：一是高的瞬时速度使上述三种测量原理都丢失准确度，测量不可靠；二是在测量时测头会快速碰撞上被测工件而反弹，损伤工件和本身。所以增加阻尼和活塞结构，一般活塞结构有截流孔泄压和自然泄压两种方式。将使测杆移动更为均匀，大大地降低运行速度，测量更为稳定可靠。然而阻尼或活塞都会增加测杆的自重，加上测杆一般比普通指示表的测杆长很多，为保证全程运动顺畅不阻滞，一般测量力比普通指示表都大。为弄清楚弹簧弹力和测杆自重之间在不同的装夹方式下的关系，以标准器量程为0~20N、分辨力为0.01N的测力传感器（准确度为0.5%）做实验，结果见表1。

在不同装夹方式下，测头力的影响还比较大，对结果特别是回程误差影响很明显。所有校准此类大量程数显表必须在垂直的条件下，才能做到数据准确统一。

3、　仪器校准方法及标准器选择

针对大量程千分表的特点，要准确地校准大量程千分表对所用的标准器有很高的要求。现在很多仪器计量机构都用指示表仪或者用量块做标准器来校准，国内的指示表仪准确度不能满足大量程数显表的校准，还有其结构都是水平装夹。量块和测微台校准大量程数显表，标准器准确度没有问题，不过加密点的校准，对量块的尺寸要求非常多，拼接量块将会非常麻烦或者说是不太可能做到。综上所述，大量程数显表的校准所用的标准器必须满足三个条件：（1）全程误差小于0.5μm，高分辨力，至少不低于0.1μm；（2）可以准确地移动每个0.01μm步进；（3）如果制造商明示指示表只有在垂直使用时才能保证其准确度，那么装夹方式必须是立式垂直的。目前国内的标准器准确度基本上都无法满足。为解决大量程数显表校准时碰到的上述三个问题，经过仔细分析研究，并且委托*生产厂商，提出一种可以解决上述问题的高准确度立式位移发生器。该位移发生器具备准确度高、装夹方便等特点。

以250线/mm光栅尺为基准，透射式光栅原理，再结合粗码+精码坐标旋转算法，做到0.01μm的分辨力，量程50mm，测量重复性为0.1μm。曾用海德汉长度计做比对，全程误差优于0.5μm。选用了高准确度的小螺距滚珠丝杆和高细分芯片，可以做到0.05μm步进，结合脉冲电子手轮和FPGA控制，告别传统机械手轮对小步进无法实现的弊病。配备了各种直径装夹装置，方便校准工作。特别是在校准过程中，对有数据接口的大量程数显表能全自动校准，而且自动判断误差的*值和*小值，自动计算加密校准点。全程校准完后，能自动到加密校准点位置，进行加密校准，大大地减少了工作量，降低了工作强度。该仪器对传统的装夹也做了改进，保证了测量轴心的平行，减小了装夹误差。更为关键的是该位移发生器采用了一种硬件电路和软件综合调理的方法，能很好地解决光栅信号的直流偏置差、幅值差、相位差等三差问题。

4　结语

三差问题一直是光栅信号*难突破的难点，因为解决不好，高细分带来的高分辨力没有任何意义，也谈不上准确度了。

达州恒温恒湿箱外校/检测/计量校验咨询-可下厂酒精计的仪器校准依据
酒精计属于工作玻璃浮计的一类，主要用于测量不同酒精溶液的乙醇含量。其基本原理是依据阿基米德定律，当酒精计在溶液中达到平衡时，其排开液体的重量等于本身的重量。根据酒精计在液体里面的深度，由标尺上面的刻度可直接读出酒精溶液的酒精度，测量值以%表示。其含义是，在一定压力和温度下，每100个体积单位中含有相同体积单位的溶质的体积数。标尺上刻度值从上往下依次减小，即在待测溶液中，酒精计标尺下沉越多，溶液的酒精度越大，否则，溶液的酒精度越小。按照液体密度计计量器具系统，酒精计分为计量基准、计量标准和工作用计量器具。一般的，酒精计可分为一等标准酒精计(分度值0.1%)和二等标准酒精计(分度值0.2%)、精密酒精计(分度值0.1%和0.2%)以及工作用酒精计(分度值0.5%，1.0%)。

 酒精计的仪器校准依据

酒精计在食品行业、生物制药及化工生产领域都有广泛应用。因此，必须定期对酒精计进行仪器计量和仪器校准，以保证酒精计测量结果的正确性。与一般的计量器具相比，酒精计的步骤细而繁琐，这对操作人员提出了较高的要求。下面以参加测试技术研究的一次酒精计校准能力验证为例，对酒精计校准中的注意事项给予说明。

仪器校准用标准器:一等标准酒精计，十支组，测量范围:0～*，分度值0.1%，MPE:0.4分度值(上海华辰医用仪表有限公司);主要配套设备和仪器:

无水乙醇:≥99.7%(CH3CH2OH的质量分数)，天津市富宇精细化工有限公司;玻璃筒:内径:

105mm，高:410mm;HS-4(B)型恒温水浴槽:控温范围:－15～100℃，波动度:0.01℃(成都仪器厂);水银温度计:测量范围:0～50℃，分度值0.1℃，MPE:±0.05℃(北京玻璃研究所)。

被校酒精计:工作用酒精计，(30～70)%，分度值1%(河北省河间市黎民居玻璃仪器厂)。

校准用溶液:(0～100)%酒精溶液(科工委应用化学一级)。(szhuorq752455st)

校准依据:JJG42—2011《工作玻璃浮计》规程。

 关于我们：

广东省世通仪器检测服务有限公司占地，实验室面积达1200平方米。校准源齐全，拥有福禄克、惠普、安捷伦、菊水、新天等大批进口国产高端仪器，覆盖校准检测范围广。中心设有:力学、长度、衡器、电学、电磁、热工、几何量、轻工物性等*校准检测实验室。本校准与检测中心可对以上类别范围的各国仪器和相关产品进行校准和检测并出具国际认可的校准证书或检测报告。

力学校准：
世通仪器力学实验室配备了一等活塞压力计、二等活塞压力计、质量比较仪、0.3级标准测力仪、能量发生器、弹簧冲击锤能量发生器、扭矩测试仪、材料试验机、标准转速装置、压力校准装置、百万分精密天平、微差压装置、振动冲击分析系统等精密仪器及标准件，可开展质量、衡器、力值、能量、扭矩、转速、压力、硬度、振动、冲击、密度、容量等项目的校准。
     砝码校准能力：克组和毫克组*可开展F1等级，公斤组为F2等级，力值*校准能力可达2000kN，扭矩*校准能力可达1000Nm，压力标准准确度等级*为0.025级，*的校准能力可达60MPa，冲击*的校准能力可达3000g。

可为您提供以下计量仪器校准：
砝码、质量测量仪器：标准砝码、砝码等。
数字指示秤、模拟指示秤、非自行指示秤等衡器：电子天平、机械天平、架盘天平、扭力天平、液体比重天平、电子秤、电于皮带秤、定量包装秤、定量自动衡器、台秤等。
拉力试验机、推拉力计、扭矩等力值测量仪器：推拉力计、数字式压力计、材料试验机等。
压力表和真空表：精密压力表、数字压力表、压力（差压、*压）变送器、液体压力计、U型压力计、氧气乙炔表、各种级别的压力表等。
布、洛、维及橡胶等各类硬度计：硬度计等各种金属硬度计、邵氏硬度计、定负荷橡胶国际硬度计、微型橡胶国际硬度计等各种非金属硬度计、韦氏硬度计、巴氏硬度计等。
转速测量仪器：机械式转速表、数字式转速表、转速装置等。
振动仪器：机械振动台、数字振动台、振动测试仪、测振仪等。
密度计、比重计、波美计
玻璃量具：滴定管、量筒、量杯、分度吸管等。
安规类设备：弹簧冲击锺、摇摆试验机、寿命试验机、球压装置、试验箱、摆锺冲击试验机等。