鋼卷尺的示值誤差受各自實驗室的標準裝置、環境條件等多種因素的影響。下面以采用比較測量，計量標準器是標準鋼卷尺為例，說明檢定鋼卷尺示值誤差時應注意的問題。
1.標準鋼卷尺與被檢鋼卷尺的安裝與調零
標準鋼卷尺與被檢鋼卷尺應平行安裝，并保持在同一平面。標準鋼卷尺和被檢鋼卷尺分別施加規定的張緊力后，使用調零機構將被檢尺的零值線紋中心與標準鋼卷尺的零值線紋中心對齊。
2.讀數
JJG4-2015《鋼卷尺檢定規程》中明確規定，檢定Ⅰ級鋼卷尺及測深鋼卷尺時，受檢點的偏差值應采用0.01mm的讀數顯微鏡讀數，標準鋼卷尺加修正值使用。規程中“檢定Ⅱ級鋼卷尺以及后續檢定的鋼卷尺，標準鋼卷尺不加修正值，各受檢點的偏差值用目力估讀。”這句話，由規程起草人馬藝清、劉佳麗發表在《中國計量》雜志2016年7期“JJG4-2015《鋼卷尺檢定規程》解讀”一文知，應理解為“Ⅱ級鋼卷尺后續檢定時可使用標準鋼卷尺標稱值直接測量，II級鋼卷尺首次檢定時，標準鋼卷尺應加修正值使用。”
為避免示值誤差正、負號弄錯，采用示值誤差定義“測量儀器示值與對應輸入量的參考量值之差”，計算示值誤差快速、準確，如圖所示。
圖中，刻線較粗的尺為被測尺，刻線較細的尺為標準鋼卷尺。以被測尺1m為測量點，即被檢鋼卷尺示值(或標稱值)為1m。確定測量點后，參考量值讀數方法為:首先，讀取距離測量點附近的標準鋼卷尺整米點為參考量值的整米點(單位為m)，然后，加上或減去標準鋼卷尺整米點距離被檢尺測量點之間的數值(單位為mm)。當標準鋼卷尺整米點未到達被檢尺測量點時,參考量值的整米點加上距離被檢尺測量點之間的數值；當標準鋼卷尺整米點超過被檢尺測量點時,參考量值的整米點減去距離被檢尺測量點之間的數值。因此讀取圖1參考量值(或標準值)為1m+0.6mm，從而根據示值誤差定義知，圖1被檢鋼卷尺示值誤差為示值誤差=被檢鋼卷尺示值-參考量值=1m-(1m+0.6mm)=-0.6mm。
3.張緊力
鋼卷尺的尺帶均具有一定彈性,張緊力的偏差、尺帶受力的長短直接影響示值誤差。張緊力的偏差、尺帶受力的長短與示值誤差的關系如下式:
式中:Δ——示值誤差，mm；L——檢定臺的長度(即尺帶受力的長度)；ΔP——張緊力偏差；E——彈性系數(2000kg/mm2)；F——鋼卷尺尺帶橫截面面積(由尺帶厚度和寬度計算)。 通過實驗可知,檢定鋼卷尺示值誤差時，施加張緊力的時間也影響示值誤差。施加張緊力幾分鐘內與施加張緊力在12小時以上，目力估讀讀數有明顯差異，用讀數顯微鏡讀數在幾小時之內即可發現差異。
4.分段測量
由于檢定臺長度的限制，全長超出檢定臺長度的鋼卷尺必須采用分段法測量。隨著分段數的增多，累積誤差增大，分段測量時讀數應累加之前每段偏差值或示值誤差。分段不同，尺帶所受的張緊力也會隨之變化，根據式(1)可知，每米施加張緊力與每5m、10m處施加張緊力，尺帶全長受力不同，影響測量結果。
5.溫度及尺帶溫度線膨脹系數
檢定前，標準尺與被檢尺在規定的溫度下等溫，平衡溫度時間不少于4小時。溫度測量儀器本身誤差，沿測量軸線方向的空氣溫度存在溫度梯度，標準尺與被檢尺的溫度線膨脹系數的不同等直接影響測量結果。
在鋼卷尺檢定過程中，很多因素直接影響測量結果，如標準尺與被檢尺的線紋寬度、溫度的波動、尺帶的重力等。這些因素或疊加或抵消，有時肉眼讀數難以分辨察覺，必要時采用讀數顯微鏡讀數，要嚴格執行檢定規程相關規定，以得到更可靠的測量結果。
本文刊發于《中國計量》雜志2020年第6期
作者：內蒙古自治區赤峰市產品質量計量檢測所 楊志國 雷志雯
加入收藏
微信公眾號
計量資訊速遞
