CN204854549U - 一种微米级长度测量仪表及测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微米级长度测量仪表及测量装置，包括仪表壳，所述的仪表壳内、外背面或内、外側面装有振动装置；包括测试台、连接座、连接杆、测量表座、测量表、所述测量表装在测量表座上，测量表座通过连接杆和连接座固定在测试台上，测试台、测量表座、连接杆、连接座任一部件上可装有振动装置。轴承孔与轴接触面垂直的方向给轴一个弹性力F，水平分力F′＝FSina(a为轴与孔的偏心角)a越大(偏心越大)水平分力F′越大，齿轮轴对中位置移动的力越大，当a为0时，轴与孔对中，水平分力F′＝0，即：振动对已对中的轴与孔不再影响，振动时间不到1秒完成对中，减小齿轮轴与孔的偏心，仪表测量误差小于±0.001mm。

Description

一种微米级长度测量仪表及测量装置

技术领域

本实用新型涉及长度测量技术领域，具体指一种微米级长度测量仪表及测量装置。

背景技术

目前制造业的加工尺寸精度经常需要达到百分之一毫米，制造业中常用的百分表本身误差已经等于被测产品误差，无法满足市场提高产品精度的需求，市场迫切需要千分表这种精度等级高一个数量级(10倍)的精密仪表，可是国内外千分表的精度普遍无法达到千分之一毫米内的测量精度，德国生产的千分表误差±0.002mm，日本生产的误差±0.003mm，作为我国测量工具制造业的骄子，哈尔滨量刃具集团有限责任公司生产的千分表虽然注明误差±0.002mm，但新千分表实测使用中重复性误差最高达±0.004mm以上，国内其它品牌千分表误差更大。

千分表是利用齿轮齿条或杠杆齿轮的传动，将测杆的直线位移变为指针的角位移的计量器具。主要测量工件尺寸、形状、位置误差等。千分表产生误差的原因：a.测杆与套筒配合存在微小间隙；b.齿轮轴与轴承孔存在微小间隙；c.指针与指针套存在微小间隙；d.齿条与组合轮距离变化丢失位移输入值(传动比不变)，可见所有误差均来自间隙，但为保证指针转动灵活，间隙是不能消除的，有间隙就会造成齿轮轴与轴承孔圆心的偏移，可见齿轮轴与孔的偏心是造成千分表误差的主要原因。

实用新型内容：

本实用新型解决的技术问题是克服现有技术不足，减小齿轮轴与孔的偏心，提供一种测量误差小于±0.001mm微米级长度的测量仪表及测量装置。

为解决的上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种微米级长度测量仪表，包括仪表壳，所述的仪表壳内外背面或内外侧面装有振动装置。

一种微米级长度测量装置，包括测试台、测量仪表支架基座、连接杆、连接杆固定座、测量仪表固定座、测量仪表、测量仪表装在测量仪表固定座上，测量仪表固定座通过连接杆和连接杆固定座及测量仪表支架基座固定在测试台上，所述的测试台、测量仪表固定座、连接杆、连接杆固定座及测量仪表支架基座等任一部件上可装有振动装置，振动能量通过连结部件传递到测量仪表上。

由于本实用新型在所述的仪表壳的内、外背面或内、外側面装有振动装置或所述的测试台、测量仪表支架基座、连接杆、连接杆固定座和测量仪表固定座等任一部件上可装有振动装置，振动能量通过连结部件传递到测量仪表上，测量时，测量仪表内所有齿轮轴与轴承孔都会处于的振动状态，(如图5所示)轴承孔通过与轴接触面垂直的方向给轴一个弹性力F，F力可分解为一个向上的分力和一个水平分力F′，F′＝FSina(a为轴与孔的偏心角)a越大(偏心越大)水平分力F′越大，齿轮轴向对中位置移动的力越大(此时轴与孔是瞬间脱开状态，摩擦力等都不会产生干扰)，当a为0时，轴与孔对中，水平分力F′＝0，即：振动对于已经对中的轴与孔不再有影响，整个振动时间不到1秒就可以完成对中，减小了齿轮轴与孔的偏心，使仪表测量误差小于±0.001mm。

附图说明：图1是测量仪表结构示意图

图2是测量装置结构示意图

图3是振动装置结构示意图

图4是振动装置电路控制示意图

图5是齿轮轴与轴承孔圆心的偏移受力状态示意图

图6是工件测点位置俯视示意图

具体实施方式：

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，该测量仪表，包括仪表壳，所述的仪表壳内、外背面1或内、外側面4装有振动装置2。

振动装置2装在仪表壳内背面1或内側面4时，开关可装在仪表壳上，便于操作。

该测量装置，包括测试台9、测量仪表支架基座8、连接杆5、连接杆固定座6、测量仪表固定座11、测量仪表3、所述的测量仪表3是装在测量仪表固定座11上，测量仪表固定座11通过连接杆5和连接杆固定座6及测量仪表支架基座8固定在测试台9上，所述的测试台9、测量仪表支架基座8、连接杆5、连接杆固定座6、测量仪表固定座11等任一部件上可装有振动装置2，振动能量通过连结部件传递到测量仪表3上。

测量时，测量仪表3内所有齿轮轴18与轴承孔7都会处于振动状态，如图5所示：轴承孔7通过与齿轮轴18接触面垂直的方向给轴一个弹性力F，F力可分解为一个向上的分力和一个水平分力F′，F′＝FSina(a为轴与孔的偏心角)，a越大(偏心越大)，水平分力F′越大，齿轮轴18向对中位置移动的力越大(此时轴与孔是瞬间脱开状态，摩擦力等都不会产生干扰)，当a为0时，轴与孔水平方向对中，水平分力F′＝0，即：振动对于已经对中的轴与孔不再有影响。

振动装置2可根据功率需要选择不同的装置类型，不仅可用于各类高精度仪表内轴与孔的水平对中，还可广泛应用于工业生产中所有轴与孔需要水平对中的情况。对于仪表或小零件内轴与孔水平对中，只需要一块手机电池和一个小电机或手机内振动装置，实用性能远优于气悬浮对中(需要气泵，气管，密封边界等)和动压润滑高转速对中(需要油泵，油管，密封边界等)，可用如图3、图4振动装置，由电池17、电源开关12，偏心轮13、电机16、振动源基座14组成，偏心轮13装在电机16上，振动源基座14可与连接杆5固接。对于大的零部件水平对中只要增大电机功率即可。

需要的振动能量不得大到引起系统紧固装置松脱，不得小到无法引起系统轴与孔振动。

工件实测时，用电机功率2.1w，电机电压：3.8VDC，电池容量1500mAh，测量点按图6所示的位置进行测量，用普通千分表测量结果和用本实用新型测量仪表及测量装置测量结果记录在表1中，

注1：振动不到1秒后，本测量仪表读数重复性达到±0.0005mm以内。

注2：测点a和测点b测量数据时，八组数据往返测量，测量时测头始终不离开测量仪表面(以免受外力影响测量数据结果)，其余测点c和测点d，测点e和测点f，测点g和测点h，测量方法同前。注3：由于篇幅有限，数据只能提供较少，大量实测证明，数据结果与表1基本一致。注4：千分表厂家：桂林广陆数字测控股份有限购公司，出厂号：62030产品标准：GB/T1219-2008，批准号：桂制03000002。

本实用新型不仅可用于千分表，内径千分表等各类小测力测量仪表，也可用于三坐标测量仪，极坐标圆度仪，齿轮测量仪，表面轮廓测量仪等所有通过齿轮传动放大原始位移的精密仪表，将测量精度提高约半个数量级(10倍)，还可广泛应用于工业生产中所有轴与孔需要水平对中的情况(原理同上)。当今中国已成为除日本外全球第二大量具生产国，目前国内形状尺寸测量仪表类产品市场近千亿元。市场上有许多日本，韩国，德国，台湾等量具生产技术领先国家(地区)的产品，本实用新型不仅节约国内制造行业生产成本，在国际市场上还有更强的竞争力，具有广泛的推广前景。

实施例1：参照图1，仪表壳内、外背面1或内外側面4装上振动装置2。

实施例2：参照图2，在测试台9上，安装有测量仪表支架基座8，基座8可以是磁性基座，也可以是重力基座，磁性基座通过磁力直接吸在测试台上，重力基座通过重力平压在测试台9上，连接杆5与基座8相连，连结杆5上装有振动装置2，振动装置2(如图3、图4)由电池17、电源开关12，偏心轮13、电机16、振动源基座14组成，偏心轮13装在电机16上，振动源基座14可与连接杆5固接，用电机功率2.1w，电机电压：3.8VDC，电池容量1500mAh。

测量时，调整好工件10测量位置后，测量仪表3显常规测量数值后，打开电源开关12，约0.5秒后看到测量仪表指针抖动时即关闭电源，振动能量已通过连结部件传递到测量仪表3上，读取测量值，换测量点后，可重复上述过程。振动前，测量装置读数重复性达到±0.003mm以上，振动不到1秒后，测量装置读数重复性达到±0.0005mm以内。

Claims (2)

1.一种微米级长度测量仪表，包括仪表壳，其特征是：所述的仪表壳的内、外背面或内、外侧面装有振动装置。

2.一种微米级长度测量装置，包括测试台、测量仪表、测量仪表支架基座、连接杆、连接杆固定座、测量仪表固定座，测量仪表装在测量仪表固定座上，测量仪表固定座通过连接杆和连接杆固定座及测量仪表支架基座固定在测试台上，其特征是：所述的测试台、测量仪表支架基座、连接杆、连接杆固定座和测量仪表固定座任一部件上装有振动装置，振动能量通过连结部件传递到测量仪表上。