數顯卡尺的精度校準方法

好的，數顯卡尺的精度校準（更嚴謹的說法是“檢定"或“校準"）是一項系統工作，其核心是驗證其內、外測量面的示值誤差是否符合標準。以下是根據國家計量檢定規程 JJG 30-2012《通用卡尺》 整理的詳細方法。

核心概念與校準項目

• 分度值/分辨率：常見為0.01mm。

• 主要校準項目：

1. 外觀與相互作用：檢查物理狀態和操作手感。

2. 各部分相對位置：如量爪錯位量、尺框晃動等。

3. 測量面平面度、平行度（僅對外量爪）。

4. 零值誤差：包括零點和相對零點（任意點置零） 的誤差。

5. 示值誤差：整個測量范圍內，卡尺顯示值與標準器真實值之間的偏差。這是最關鍵的項目。

6. 重復性。

校準前準備

1. 環境條件：

• 溫度：(20±5)°C（比杠桿表要求寬松）。

• 濕度：≤80% RH。

• 平衡溫度時間：一般不少于2小時。

2. 設備與標準器：

• 0級大理石/花崗巖平板。

• 半徑樣板（R規）：檢查測量面圓弧。

• 測力計（可選，用于檢查測量力）。

• 塞尺：檢查測量面間隙。

• 工具顯微鏡或投影儀：用于精確檢查測量面質量（如需）。

• 五等或以上量塊：用于校準外測量示值。校準點通常不少于均勻分布的6點（如卡尺范圍0-150mm，可選51.2, 81.5, 121.8等）。

• 圓柱形光滑塞規/環規：用于校準內測量示值。

• 刀口形內量爪專用量塊或平行平晶：用于校準刀口內量爪的合并寬度（即“內量爪的示值誤差"）。

• 主要標準器：

• 輔助設備：

• 其他：無塵布、無水乙醇、防靜電手套。

3. 被校卡尺檢查：

• 外觀：顯示屏清晰，各按鍵功能正常，測量面無銹蝕、劃傷。

• 數字顯示：無缺筆劃、閃爍。

• 動作：滑動尺框平穩，無卡滯或過松，鎖緊裝置有效。

• 清潔：清潔測量面和量塊。

核心校準步驟與方法

步驟一：外觀與相互作用檢查

目視和手感檢查，確認無影響使用和精度的缺陷。

步驟二：各部分相對位置檢查

1. 量爪錯位量：合并外測量面，用肉眼或借助放大鏡觀察兩測量面間的錯位量（光隙）。

2. 尺框晃動：鎖緊尺框，輕輕搖動，感受是否有明顯晃動。

步驟三：測量面平面度與平行度（外量爪）

1. 平面度：用刀口尺或光學平晶以光隙法檢查外測量面的平面度。

2. 平行度（針對大于0-300mm卡尺的重要項目）：

• 在卡尺測量范圍內至少三個位置（如靠近根部、中間、端部）用同一尺寸量塊測量。

• 記錄每個位置的讀數，其最大差值即為兩外測量面的平行度誤差。

步驟四：零值誤差校準

這是數顯卡尺關鍵步驟。

1. 零點（參考點）誤差：

• 清潔并輕輕合攏外測量面，聽到“咔嗒"聲或確認接觸。

• 按下“ON/ZERO" 鍵清零。重復閉合幾次，觀察顯示是否穩定在“0.00"。

• 使用5-10mm的塊規或平行平晶夾在測量面根部，再次清零。然后移至測量面端部測量同一塊規，其顯示值的變化量即為絕對零點誤差（反映了導軌直線度的影響）。

2. 任意點置零點的誤差：

• 在測量范圍內任意位置（如用50mm量塊）夾緊，置零。

• 移開再重新測量同一量塊，讀數偏差應在允許范圍內。

步驟五：外測量示值誤差校準（核心項目）

1. 準備量塊：選擇覆蓋校準范圍的量塊組（如五等量塊）。

2. 測量操作：

• 將量塊研合在卡尺外測量面之間。量塊應置于測量面靠近根部（最里端） 和靠近端部（最外端） 兩個位置分別測量。

• 正確姿勢：用拇指均勻、平穩地推動尺框，使測量面與量塊接觸，感覺有輕微摩擦阻力即可，避免用力過大。

• 待顯示值穩定后記錄讀數。

• 對每個校準點，取兩個位置讀數的平均值作為該點的測量結果。

3. 計算示值誤差：示值誤差 = 卡尺顯示值 - 量塊標稱值。

步驟六：內測量示值誤差校準

1. 使用已知直徑的光滑圓柱塞規或環規。

2. 用卡尺內測量爪測量塞規直徑。

3. 關鍵點：確保內測量爪的整個測量面與塞規接觸，而不是只有刀口尖點接觸。

4. 示值誤差 = 卡尺顯示值 - 塞規標稱值。

步驟七：刀口內量爪示值誤差校準

1. 使用10mm的專用量塊或平行平晶。

2. 將量塊夾在外測量面靠近根部，將卡尺置零。

3. 用刀口內量爪去測量同一個量塊。

4. 此時的顯示值，即為刀口內量爪的合并寬度偏差（示值誤差）。

步驟八：重復性檢查

在測量范圍內的同一位置（如用50mm量塊），重復測量5-10次。重復性 = 最大顯示值 - 最小顯示值。

判斷標準（以分辨力0.01mm的卡尺為例）

參考JJG 30-2012，主要允許誤差限示例（單位：mm）：

注意：必須根據被校卡尺的具體測量范圍和分辨力，查詢最新的JJG 30-2012規程獲取準確允差。分辨力為0.001mm的數顯卡尺允差更嚴。

校準結果與記錄

1. 填寫校準記錄表，包含所有項目數據和環境條件。

2. 將所有誤差計算結果與規程允差對比。

3. 出具結論：合格 / 不合格 / 調整后合格。

4. 合格則粘貼校準標簽，注明有效期和編號；不合格則隔離、維修或報廢。

關鍵注意事項與常見問題

1. 測量力控制：這是最大的誤差來源之一。務必使用恒定、輕柔的測量力（約3-5N），憑手感確保量塊剛好能被輕微摩擦拉動為宜。

2. 阿貝誤差：卡尺設計上違反阿貝原則，因此測量時量塊應盡量靠近尺身，以減小此項誤差。校準使用時都應注意。

3. 量爪位置：務必在測量面根部和端部兩個位置測量，以檢查平行度和綜合誤差。

4. 溫度影響：避免用手直接長時間接觸量塊和卡尺測量面。

5. 電池電量：低電量可能導致顯示不穩定或誤差增大，校準前應更換新電池。

6. 數顯卡尺的“死區"：了解卡尺的分辨力死區（如0.01mm卡尺，變化小于0.005mm可能不跳數），讀數時主動移動一下以確認穩定值。

7. 量塊研合：對于大尺寸量塊組合，應確保研合牢固，避免在測量時脫落或錯位。

總結流程

準備 → 外觀功能檢查 → 零位校準 → 外測量示值校準（多點、兩端） → 內測量示值校準 → 刀口內爪校準 → 重復性檢查 → 數據處理與判定 → 報告/標識。

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