摘要：在量块中，长度计量量值传递系统是非常重要的标准器，其将各种零件、配件的尺寸与国家的激光波长长度基准联系起来，达到长度量值在全国的统一。量块测量方法一般分为:比较法和绝对干涉法。比较测量需要量块比较仪和已知长度的更高等级的标准量块，其测量简便实用，所以低等级的量块一般采用比较法测量。高等级量块一般采用绝对干涉法测量，主要采用各类型量块干涉仪直接测量其长度。随着技术的发展，出现了多种类的量块比较仪和量块干涉仪，可实现量块长度、膨胀系数、测量面的平面度和三维面形等参数的测量。
关键词：量块长度；稳定度；检定方法
引言
稳定度是指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。量块的长度稳定度是指由制造量块的材料、机械加工应力和热处理后材料组织结构的变化等原因引起的量块伸长、收缩和变形所导致的量块长度的变化，它的好坏直接影响到使用中量块长度的准确度,因而应该引起人们的足够重视。
1量块长度稳定度相关概述
从有关量块的相关技术文件中，我们可以看到相应的规定，每一等或每一级的量块，其长度的最大允许年变化量都低于该对应的级、等量块长度测量不确定度的允许值。比如：中心长度为100mm的5等量块，按照相关要求是该量块的中心长度的测量不确定度为1.0μm；但要求此量块长度的最大允许变化量为±0.15μm。所以进行量块的长度稳定度的考察是需要做出具体分析的。但是只有单纯的依据依照JJG146-2011《量块检定规程》的要求来判断量块长度稳定度是不是按要求符合量块等和级的规定是不合理的判定。在JJG146-2011《量块检定规程》对长度稳定度是这样要求的：量块在不受异常温度、振动、冲击或机械力影响的环境下，量块长度的最大允许年变化量应不超过其规定的允许值。量块长度的稳定度用长度年变化量的平均值LA表示：
LA=L2-L1/Y
式中：L2——被检量块考察期间首次测量的长度；
L1——被检量块考察期间末次测得的长度；
Y——以年单位的考察期限。
用量块检定规程所要求的允许值与LA进行比较，将此量块确定出属于某一等或某一级。如果该量块长度稳定度超出允许值，应对被检量块做出降低等或降低级，也可直接做出作废的处理。（必须考虑到LA一定要满足适合的长度测量不确定度的因素）。
2量块长度稳定度检定方法
2.1使用对应的量块长度
量块检定结果中给出量块中心长度及测量不确定度，同时含有量块长度变动量小于相应允许值的结果。而实际上量块有很多长度，对于不同的使用情况，使用的量块长度并不一样。测量电感测微仪等球型测头接触量块的仪器检定或校准时，使用的量块长度基本是量块中心长度;而检定卡尺时，使用的是量块2个工作面间某一截面的最大长度;检定千分尺时，使用的是量块某一区域的最大长度。这时，仍然使用量块中心长度就会引入误差，只是由于卡尺及千分尺的示值误差较大，该引入误差可以忽略。而对于有些高精度仪器，如果使用的量块长度不是量块中心长度就会有不可忽略的误差了。因此，为了提高量块的使用准确度，有必要了解量块的不同长度。量块长度通常有中心长度、最大长度、最小长度、平均长度、某点(非中心点)长度等等。这些长度之间的差值，如果是2等量块也会达到0.10～0.40μm。通过选择相应的长度可以减小这些误差，从而提高量块使用的准确度。此外，对于大于100mm的量块，检定或校准时，量块是水平放置在艾利支撑点上。如果使用时是垂直使用，就会由于安放姿态不同带来额外的误差。该误差根据量块长度不同，最小要大于0.05μm，因此使用中需要注意此误差
2.2分析量块历史数据
量块的长度稳定度是一个重要特性，它是量块广泛使用的重要基础。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按照JJG146—2011量块检定规程进行检定，合格情况下，由于测量不确定度的影响，其年变化量还是比较大的。对于长期使用的量块，通过分析量块的历史数据，可以得到量块长度的稳定情况。对于长度稳定度好的量块，由于有一系列稳定的数据，其检定结果的不确定度是可以调小的。这时使用较小的不确定度既是合理的，风险也是很小的;对于有比较稳定的线性变化的量块，可以根据一个检定周期内的时间，对检定结果进行修正，从而得到更准确的结果;对于长度稳定度差的量块，使用中需要增大不确定度才能保证量块使用的准确度。
2.3适当地控制测量结果不确定度
输出量的标准不确定度和输出量的标准不确定度两方面是组成量块中心长度的测量不确定度的重要组成部分。然而，其中输出量的标准不确定度的产生是根据以下7种不确定度的分项来构成的。
(1)在被检仪器进行工作时，读数不准和显示示值不稳定所导致的标准不确定度；
(2)在进行检定时产生的读数d所产生的标准不确定度；
(3)因为量块出现了变动量，标准量块检定点与量块中心位置不一致，发生偏移现象，所产生的标准不确定度。
(4)因为量块出现了变动量，被检量块检定点与量块中心位置不一致，发生偏移现象，所产生的标准不确定度。
(5)当被检量块和所使用的标准量块之间线膨胀系数之间产生的差值Δa的不确定度所产生的标准不确定度。
(6)当被检量块和所使用的标准量块之间所发生的温差Δt所产生的标准不确定度。
(7)滤光片中心波长在检定过程中所产生的测量不确定度，所产生的标准不确定度。
在上面所叙述的7个产生输出量的标准不确定度的分项中，从1-4项的标准不确定度来源是根据大量的反复测量所产生的多个测量列，此时将选取A类不确定度方法来评定。5-6项是按照检定规程中的规定以及检定环境的限制来选取B类不确定度方法来评定。第7项滤光片中心波长在检定过程中所产生的测量不确定度，所产生的标准不确定度1.2nm，完全可以忽略不计。但对于一块新购量块或从未检过的量块进行首次检定时，是无法使用将考察时间进行放长的方法。因此，检定者只有将测量次数不断增加；将检定实验室的温度进行严格的控制等方法，这样就可以将输入量所产生的不确定度分量进行减少。但输出量的标准不确定度的产生是因为出自于上一个级别在进行量块标准进行检定的时候，所产生的不确定度。此时，可以当它就是一个定值。
当选取一块新购量块或从未检定过的量块进行首次检定时，特别是量块损坏后进行修理后检定时，在中心位置长度测得10次，然后取平均值作为该量块中心长度值。建议出具校准证书。原因是该种量块产生不了长度稳定度的任何数据，当第二次进行检定时，也仍然要选取首次检定的检定方法。
当两次测量所产生的测得值之间的差值小于或等于测量结果的不确定度的倍的情况下，这种现象是不可以判别量块的长度稳定度超差的认定。但不包括相隔两年的测得结果之差过大，还要求继续查找产生的原因。因为确定量块的长度测量不确定度非常困难，所以，延长有效期的方法也是对量块的长度稳定度所产生的有效控制。
结语
根据以上的所述，在长度专业领域中的计量检定工作人员，不仅仅要在平时的检定工作中严格按照量块检定规程及相关技术文件的要求对量块进行检定，另外对一些示值误差的应用知识以及对测量不确定度的理解也要掌握，这样才可以保证日常的检定工作可以做到准确无误，并且让检定结果真实可靠。
参考文献
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[2]王晓霞.量块及量块周期检定分析[J].科技创新与应用，2012（28）.
[3]胡超.基于小数重合法自动测量高等级量块技术研究[D].南京理工大学，2012.
论文作者:王旭茹
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/19
标签：长度论文; 不确定论文; 测量论文; 稳定论文; 标准论文; 误差论文; 中心论文; 《工程管理前沿》2019年第15期论文;