长度计量仪器测量过程中的误差控制路径分析
蔡倩云 苏杰 马超
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蔡倩云 苏杰 马超,. 长度计量仪器测量过程中的误差控制路径分析[J]. 中国仪器,20212. DOI:10.12721/ccn.2021.157015.
摘要: 长度计量器广泛应用于生产生活中,是生产生活中不可缺少的仪器设备,尤其对工业生产等具有重要的作用。长度计量器作为测量物体长度单位的仪器,在实际测量中受多种因素的影响,难免会产生误差,可以说误差与长度计量仪器测量作业如影随形,将误差控制在一定的范围内对生产生活的影响较小,但是,超出一定范围的误差将对生产生活带来一定的消极影响。基于此,本文将从长度计量仪器的概念入手,对其概念进行简要概述,而后分析长度计量仪器的误差表示方式以及影响误差的主要因素,在此基础上探求降低误差的具体措施,以期为生产生活的进行提供准确的测量数据。
关键词: 长度计量仪器;测量误差;误差控制路径
DOI:10.12721/ccn.2021.157015
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一、长度计量仪器的概念

长度是一个广泛的概念,普遍存在于可视的或不可视的物质上,是物质的基本性质之一。长度计量仪器则是用于计量长度的仪器,主要用于生产生活中,例如:机械制造,通过设计者根据机械功能性的预计进行前期设计,并将设计的结果以实际数据的方式标注在图纸上,制造者则以图纸上的具体数据为标准进行制造,并在制造的过程中广泛应用计量仪器,对数据进行明确标注和控制,保证制造所得的机械设备各零部件的尺寸和长度符合图纸的要求,制造出用于具体生产经营的机械设备,尤其机械设备的使用直接由人工操作,机械设备的安全性尤为重要,其安全性的保障在设计前期,即长度数据计量和预测中得以体现,且作用于制造的全过程。换言之,为了保障机械设备使用的安全性,长度计量仪器应用于设计、制造的全过程,在众多长度计量仪器中,量块是应用最为广泛的计量仪器,单独的量块可以测量出具体的长度数值,组合的量块则可以根据需要测量出不同的长度数值。

二、长度计量仪器误差表现方式

长度计量仪器的误差表现方式主要为:量值表现法和比值表现法,其中量值表现法主要指物体实际长度与测量长度之间存在的差值,比值表现法则指利用绝对误差值同实际值比的一种方法。两种误差表示方式都是长度计量仪器最为常见的误差表现方式,同时由于误差是无处不在的,无法确定准确的测量值,故而多利用测量不确定度来评估测量结果的可信度。

三、影响长度计量仪器误差的主要因素

长度计量仪器作为一种以实体形态存在的测量仪器,难免会受外在因素以及内部因素的影响,最为主要的外在因素主要为:环境因素,即测量环境的温度、湿度等,其中温度是影响误差的最主要的环境因素。而影响误差的内在因素主要指仪器选择、使用以及维护等,原则上讲不同的测量对象计量仪器的选择应该是不同的,与实际需求不相符合的仪器的选择将在一定程度上导致误差的加大,无法有效将误差控制在合理的范围内;仪器计量过程中的操作也是导致误差不稳定的主要因素,主要由操作者的个人知识、操作能力以及个人素质决定;此外,仪器的养护工作在降低计量误差工作中也具有重要的作用,仪器的养护主要指定期对连续使用或长期闲置的仪器的内部结构进行检查和维护,并重点检查和调试仪器的功能,在定期的测试中发现计量仪器使用中存在的不良现象,例如:指针磨损,量块表面划痕。作为主要计量仪器的量块在制造中对其有严格的标准,需要对其体积等方面进行明确规定,且要按照实际规定分毫不差地制造量块,并要求将量块表面的划痕控制在合理的范围内,按照量块标准,对其表面粗糙度、平面度、研合性等进行检查,且要始终按照严格的规定。

简而言之,影响长度计量仪器误差的因素主要为:温度因素、操作因素、仪器因素。

四、降低误差的具体措施

要降低长度计量仪器的误差就要从影响长度计量仪器误差的主要因素入手,针对各因素进行有针对性地控制,以达到降低误差和不确定性,提高计量稳定性的目的,为生产生活,尤其是生产活动的有序进行提供准确的计量数值,在保障生产安全性的基础上,提高生产的效率和水平。由上一章节的分析和论述可知,要降低长度计量仪器的误差,就要从环境温度和仪器选择、调试、操作以及养护工作入手,保持计量环境温度的恒定性,将测量过程中的温度控制在合理的范围内,减少测量过程中温度的差值,此外,还要对计量操作者开展员工培训活动,就仪器选择、调试、操作以及养护等知识和技能进行具体培训,提高操作员工队伍整体的素质、水平和能力,以主观因素的控制,提高长度计量数值的准确性,作用于生产、制造的全过程,并将仪器的使用和操作延续至后期的仪器养护工作中,为计量工作的开展提供具有稳定功能性的计量仪器,降低仪器本身功能性对计量误差的影响。

1. 控制环境温度,保持温度的恒定

长度计量仪器的使用受到的最为主要的环境影响因素即为温度因素,相关人员在对被计量工件进行长度计量时,要确保温度的稳定性在合理的范围内,一般来讲,温度稳定性主要指在计量过程中一小时内温度上下最大的差值。在进行计量作业时,要在相对密封的环境内进行作业,并且减少开门的次数,以降低空气流通导致的温差起伏;同时,还要在室内装置恒温装置以及灵敏的测温装置,及时感知计量过程中温差的变化,对于超出预定温度差值的计量过程,可对其进行再次测量,以多次测量提高数值的准确性;此外,测量作业者自身的温度也将对环境内的温度产生一定的影响,作业者在测量过程中要尽量减少运动,防止产生较高的热量而影响整个测量环境的温度,保持自身体温的恒定。

另外,在对不同被计量工件进行计量作业时,要确保工件与计量仪器之间的温差在合理的范围内,否则会因温差较大而影响实际测量数值。

2. 加强员工队伍培训工作

长度计量仪器是进行长度单位计量的主要仪器,在实际应用时,需要操作者对其进行使用,对具体的被计量工件进行计量操作,由此可见,操作者在误差产生中具有一定影响。企业要针对计量作业者进行定期培训,将长度计量仪器的操作方法、注意事项以及过程控制等知识和技能作为培训体系的重点内容,及时更新知识结构,同时,还要注重员工个人素质的培养,引导员工逐渐树立起较前的职业道德意识和责任意识,以专业化高素质的员工队伍的建设,降低长度计量作业中的误差。此外,还需要就仪器使用、养护等工作强化仪器监管工作,以将仪器始终控制在合理的范围内,为后续的计量工作的开展服务。

五、结语:随着技术的进步,我国工业的发展进入到全新的篇章,同时也对长度计量仪器等作业仪器的性能以及作业者的操作水平提出了更高的要求,作业者要不断提高自身操作知识和能力,以降低误差、控制误差为工作的主要目标,为工业的发展服务。