数显卡尺的精度校准方法

好的，数显卡尺的精度校准（更严谨的说法是“检定"或“校准"）是一项系统工作，其核心是验证其内、外测量面的示值误差是否符合标准。以下是根据国家计量检定规程 JJG 30-2012《通用卡尺》 整理的详细方法。

核心概念与校准项目

• 分度值/分辨率：常见为0.01mm。

• 主要校准项目：

1. 外观与相互作用：检查物理状态和操作手感。

2. 各部分相对位置：如量爪错位量、尺框晃动等。

3. 测量面平面度、平行度（仅对外量爪）。

4. 零值误差：包括零点和相对零点（任意点置零） 的误差。

5. 示值误差：整个测量范围内，卡尺显示值与标准器真实值之间的偏差。这是最关键的项目。

6. 重复性。

校准前准备

1. 环境条件：

• 温度：(20±5)°C（比杠杆表要求宽松）。

• 湿度：≤80% RH。

• 平衡温度时间：一般不少于2小时。

2. 设备与标准器：

• 0级大理石/花岗岩平板。

• 半径样板（R规）：检查测量面圆弧。

• 测力计（可选，用于检查测量力）。

• 塞尺：检查测量面间隙。

• 工具显微镜或投影仪：用于精确检查测量面质量（如需）。

• 五等或以上量块：用于校准外测量示值。校准点通常不少于均匀分布的6点（如卡尺范围0-150mm，可选51.2, 81.5, 121.8等）。

• 圆柱形光滑塞规/环规：用于校准内测量示值。

• 刀口形内量爪专用量块或平行平晶：用于校准刀口内量爪的合并宽度（即“内量爪的示值误差"）。

• 主要标准器：

• 辅助设备：

• 其他：无尘布、无水乙醇、防静电手套。

3. 被校卡尺检查：

• 外观：显示屏清晰，各按键功能正常，测量面无锈蚀、划伤。

• 数字显示：无缺笔划、闪烁。

• 动作：滑动尺框平稳，无卡滞或过松，锁紧装置有效。

• 清洁：清洁测量面和量块。

核心校准步骤与方法

步骤一：外观与相互作用检查

目视和手感检查，确认无影响使用和精度的缺陷。

步骤二：各部分相对位置检查

1. 量爪错位量：合并外测量面，用肉眼或借助放大镜观察两测量面间的错位量（光隙）。

2. 尺框晃动：锁紧尺框，轻轻摇动，感受是否有明显晃动。

步骤三：测量面平面度与平行度（外量爪）

1. 平面度：用刀口尺或光学平晶以光隙法检查外测量面的平面度。

2. 平行度（针对大于0-300mm卡尺的重要项目）：

• 在卡尺测量范围内至少三个位置（如靠近根部、中间、端部）用同一尺寸量块测量。

• 记录每个位置的读数，其最大差值即为两外测量面的平行度误差。

步骤四：零值误差校准

这是数显卡尺关键步骤。

1. 零点（参考点）误差：

• 清洁并轻轻合拢外测量面，听到“咔嗒"声或确认接触。

• 按下“ON/ZERO" 键清零。重复闭合几次，观察显示是否稳定在“0.00"。

• 使用5-10mm的块规或平行平晶夹在测量面根部，再次清零。然后移至测量面端部测量同一块规，其显示值的变化量即为绝对零点误差（反映了导轨直线度的影响）。

2. 任意点置零点的误差：

• 在测量范围内任意位置（如用50mm量块）夹紧，置零。

• 移开再重新测量同一量块，读数偏差应在允许范围内。

步骤五：外测量示值误差校准（核心项目）

1. 准备量块：选择覆盖校准范围的量块组（如五等量块）。

2. 测量操作：

• 将量块研合在卡尺外测量面之间。量块应置于测量面靠近根部（最里端） 和靠近端部（最外端） 两个位置分别测量。

• 正确姿势：用拇指均匀、平稳地推动尺框，使测量面与量块接触，感觉有轻微摩擦阻力即可，避免用力过大。

• 待显示值稳定后记录读数。

• 对每个校准点，取两个位置读数的平均值作为该点的测量结果。

3. 计算示值误差：示值误差 = 卡尺显示值 - 量块标称值。

步骤六：内测量示值误差校准

1. 使用已知直径的光滑圆柱塞规或环规。

2. 用卡尺内测量爪测量塞规直径。

3. 关键点：确保内测量爪的整个测量面与塞规接触，而不是只有刀口尖点接触。

4. 示值误差 = 卡尺显示值 - 塞规标称值。

步骤七：刀口内量爪示值误差校准

1. 使用10mm的专用量块或平行平晶。

2. 将量块夹在外测量面靠近根部，将卡尺置零。

3. 用刀口内量爪去测量同一个量块。

4. 此时的显示值，即为刀口内量爪的合并宽度偏差（示值误差）。

步骤八：重复性检查

在测量范围内的同一位置（如用50mm量块），重复测量5-10次。重复性 = 最大显示值 - 最小显示值。

判断标准（以分辨力0.01mm的卡尺为例）

参考JJG 30-2012，主要允许误差限示例（单位：mm）：

注意：必须根据被校卡尺的具体测量范围和分辨力，查询最新的JJG 30-2012规程获取准确允差。分辨力为0.001mm的数显卡尺允差更严。

校准结果与记录

1. 填写校准记录表，包含所有项目数据和环境条件。

2. 将所有误差计算结果与规程允差对比。

3. 出具结论：合格 / 不合格 / 调整后合格。

4. 合格则粘贴校准标签，注明有效期和编号；不合格则隔离、维修或报废。

关键注意事项与常见问题

1. 测量力控制：这是最大的误差来源之一。务必使用恒定、轻柔的测量力（约3-5N），凭手感确保量块刚好能被轻微摩擦拉动为宜。

2. 阿贝误差：卡尺设计上违反阿贝原则，因此测量时量块应尽量靠近尺身，以减小此项误差。校准使用时都应注意。

3. 量爪位置：务必在测量面根部和端部两个位置测量，以检查平行度和综合误差。

4. 温度影响：避免用手直接长时间接触量块和卡尺测量面。

5. 电池电量：低电量可能导致显示不稳定或误差增大，校准前应更换新电池。

6. 数显卡尺的“死区"：了解卡尺的分辨力死区（如0.01mm卡尺，变化小于0.005mm可能不跳数），读数时主动移动一下以确认稳定值。

7. 量块研合：对于大尺寸量块组合，应确保研合牢固，避免在测量时脱落或错位。

总结流程

准备 → 外观功能检查 → 零位校准 → 外测量示值校准（多点、两端） → 内测量示值校准 → 刀口内爪校准 → 重复性检查 → 数据处理与判定 → 报告/标识。

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