《計量器具管理》word版

1、計量器具管理1計量器具的選配1.1選配計量器具考慮的因素 測量設備選配要從測量、技術、經(jīng)濟特性綜合考慮以下因素：（1）測量特性a）測量設備應具備預期使用要求的測量特性，包括不確定度、穩(wěn)定度、量程、分辨力等。b）量值應溯源到國際或國家計量基準，如果沒有上述基準，應與國際上承認的其他有關計量標準， 如適用的標準物質、共同認可的測量標準或工程標準建立溯源關系。c）接受檢定（校準）的方法和對測量對象進行測量的方法要科學、合理、可行、簡便。d） 具有合理的檢定周期（或確認間隔）。e）能對測量結果進行評價。（2）技術特性a）使用方便，操作簡單可靠。b）運輸、裝卸、組裝、安裝方便，并易于和檢定（或校準）裝置

2、連接裝配在一起。c）在使用保存期間，易于防護、防損壞、防污染、抗干擾性能良好。d）所需專用輔助設備（安裝、讀數(shù)、記錄、電源等）少。e）對環(huán)境、操作人員條件要求合適，不苛刻。（3）經(jīng)濟特性a）測量設備購置費用少。b）操作、維護、保護、檢定（或校準）費用少。c）能修理，使用壽命長。d）利用率高。e）使用時所需場地少。除考慮上述條件外，還要考慮一些綜合影響因素：a）測量設備標準化要求。b）部分類型測量設備沒有檢定規(guī)程。c）測量和計算自動化趨勢。d）傳統(tǒng)習慣影響。測量設備選配是在綜合考慮風險、成本、利益的基礎上，對諸多因素進行技術論證、評審和裁決的活 動。其中最關鍵的是測量特性的選擇，特別是不確定度是

3、保證測量結果準確可靠的首要條件。1.2不確定度的選配方案測量器具的不確定度是保證測量結果準確可靠的首要條件。在不確定度滿足預期使用條件下，還應考 慮其他測量特性，如穩(wěn)定度、量程、分辨力，同時還應考慮成本、使用方便性等特點。（1）不確定度選擇應滿足的條件選擇時，應使所選用的計量器具不確定度U1等于或小于計量器具引起的測量不確定度允許值Uo,即:UK UoUo可通過查表表1:計量器具引起的不確定度允許值（針對尺寸測量）得出，計算公式如下：Uo=T/3 M cp式中：Mcp-檢測能力指數(shù)；T-為產(chǎn)品參數(shù)加工制造允許的誤差范圍，或者工藝過程監(jiān)測控制參數(shù)允許變化范圍。注：I計量器具不確定度 U1可視為計

4、量器具的最大測量誤差。n計量器具引起的測量不確定度允許值Uo可視為計量器具引起的最大測量誤差允許值。單位：mm不同的計量器具有不同的不確定度數(shù)值。表 2為千分尺和游標卡尺的不確定度，表 3為比較儀（分度 值0.0005mm）的不確定度，表 4為指示表（分度值0.001mm）的不確定度，表 5為大尺寸外徑千分尺 的不確定度推薦值，表 6為大尺寸游標卡尺的不確定度推薦值，表 7為杠桿千分尺的不確定度推薦值。工作公差計量器具不確定度允許值U0大于至0.0090.0180.0320.0580.1000.1800.3200.5801.0001.8000.0180.0320.0580.1000.1800.

5、3200.5801.0001.8003.2000.00090.00180.00270.00540.0090.0160.0290.0540.0900.460表1 :計量器具不確定度允許值（針對尺寸測量）表2：千分尺和游標卡尺的不確定度單位：mm尺寸范圍計量器具類型分度值0.01外徑千分尺分度值0.01內(nèi)徑千分尺分度值0.02游標卡尺分度值0.05游標卡尺大于至不確定度0500.0040.0080.0200.050501000.0051001500.0061502000.0070.0130.1002002500.0082503000.0093003500.0100.0203504000.01140

6、04500.0124505000.0130.0255006000.0300.1506007007001000表3:比較儀的不確定度（分度值0.0005mm ）單位：mm尺寸范圍所使用的計量器具分度值為0.0005 （相當 于放大倍數(shù)2000倍）的比較儀分度值為0.001 （相當 于放大倍數(shù)1000倍） 的比較儀分度值為0.002 （相當 于放大倍數(shù)400倍）的 比較儀分度值為0.005 （相當 于放大倍數(shù)250倍）的 比較儀大于至不確定度250.00060.00100.00170.003025400.00070.001840650.00080.001165900.0008901150.0009

7、0.00120.00191151650.00100.00131652150.00120.00140.00200.00352152650.00140.00160.00212653150.00160.00170.0022表4：指示表的不確定度（分度值0.001mm ）單位：mm尺寸范圍所使用的計量器具分度值為0.001的千分 表（0級在全程范圍內(nèi)，1級在0.2mm范圍內(nèi)）； 分度值為0.002的千分 表（在1轉范圍內(nèi)）；分度值為0.001、0.002、0.005的千分表（1級在 全程范圍內(nèi)）；分度值 為0.01的百分表（0級在任意1mm內(nèi)）；分度值為0.01的百分 表（0級在全程范圍內(nèi)， 1級在任

8、意1mm內(nèi)）分度值為0.01的百分 表（1級在全程范圍內(nèi)）大于至不確定度250.0050.0100.0180.030254040656590901151151650.006165215215265265315表5:大尺寸外徑千分尺的不確定度推薦值單位：mm尺寸范圍 500- 600600 - 700700 - 800800- 900900 - 1000推薦的不確定度0.0140.0160.0180.0200.023表6:大尺寸游標卡尺的不確定度推薦值單位：mm尺寸范圍 300- 500 500- 600600 - 700700 - 800800 - 900900 - 1000分度值0.02的卡

9、尺不確定度推薦值0.040.050.050.060.060.07表7：杠桿千分尺的不確定度推薦值單位：mm尺寸范圍分度值絕對測量相對測量0 - 500.0010.0020.0010.0020.0030.001550 - 1000.0030.0040.002（2）計量器具的選擇步驟選擇計量器具應該按以下步驟進行：a） 根據(jù)工件的公差值，由表1查出計量器具不確定度允許值Uo。b）根據(jù)被測工件的尺寸范圍，由表 2 - 7查出符合選擇條件 Uiv Uo的計量器具。案例1 :選擇測量工作件軸徑C 35 -o5（2的計 量器具。解：a）查出計量器具不確定度的允許值Uo。該工件的公差為0.062mm，由表1

10、查得計量器具不確定度允許值U=0.0054mm。b）選擇計量器具工件尺寸為C 35mm，是在0- 50mm的范圍內(nèi)，由表 2查知，分度值為0.01mm的外徑千分尺不確定 度 U 1=0.004mm。由于上述計量器具不確定度允許值U=0.0054mm,滿足UK U0條件要求，所以可選用分度值為 0.01mm的外徑千分尺（0-50mm ）。案例2：某廠出廠食品重約150Kg，實際重量按出廠時稱重標定，要求測量誤差不超過土1.0 Kg，試選配測量設備。解：a）判斷測量性質：屬于測定量值。b） 確定測量要求：允許測量誤差范圍T=2 Kg。c） 確定Mcp （檢測能力指數(shù)）：因屬影響企業(yè)信譽的參數(shù)，較重

11、要，選Mcp =1.1。d） 確定計量器具引起的最大測量誤差允許值U。U 0=T/3M cp=2/ （ 3*1.1 ） =0.61 Kg。e） 初選0.2級200 Kg字盤稱，計算其最大測量誤差U1?！?0.2級”表示字盤稱的最大示值引用誤差為0.2%，這樣字盤稱的最大測量誤差U1=200*0.2%=0.4Kg。f） 因為U1V U0,故不確定度滿足使用要求，0.2級200 Kg字盤稱可用。注：以上是一種較為嚴格的選擇方法，也可以采用一種較為寬松的選擇方法：將計量器具在測量參數(shù)處的最大測量誤差視為 U1。如本例可將字盤稱在稱重150 Kg處的最大測量誤差視為U1,此時U1=150*0.2%=0

12、.3Kg，遠遠小于Ui=0.61 Kg。但較為寬松的選擇方法一般不要采用。案例3：某廠生產(chǎn)的電阻，標稱值為150Q，要求誤差不超過土1.0Q，試選配測量用電阻表。解：a）判斷測量性質：屬于測定量值。b） 確定測量要求：允許測量誤差范圍T=2 Qoc） 確定Mcp （檢測能力指數(shù)）：因屬影響企業(yè)信譽的參數(shù)，較重要，選Mcp =1.1。d） 確定計量器具引起的最大測量誤差允許值U。Uo=T/3Mcp=2/ （3*1.1 ） =0.61 Q。e） 初選0.2級200 Q電阻表，計算其最大測量誤差U1。“0.2級”表示電阻表的最大示值引用誤差為0.2%，這樣電阻表的最大測量誤差U1=200*0.2%=

13、0.4 Qcf） 因為U1V U0,故不確定度滿足使用要求，0.2級200Q字盤稱可用。1.3計量器具的經(jīng)驗選配方法可以憑經(jīng)驗選配計量器具，經(jīng)驗選配原則:U1（ 1/3 - 1/10） T式中：U1-為計量器具的不確定度（可視為計量器具的最大測量誤差）。t-為產(chǎn)品參數(shù)加工制造允許的誤差范圍，或者工藝過程監(jiān)測控制參數(shù)允許變化范圍。案例4：用經(jīng)驗選配法選擇測量軸徑C35；.050的計 量器具。解：a） 以工件公差的 1/3作為選擇標準：1/3*0.062=0.021mm。b） 分度值為0.01mm的外徑千分尺不確定度U1=0.004mm，小于工件公差的 1/3，即:U1V 1/3T所以可以選用分度

14、值為0.01mm的外徑千分尺（0 - 50mm）。案例5：某廠出廠食品重約150Kg，實際重量按出廠時稱重標定，要求測量誤差不超過土1.0 Kg，請用經(jīng)驗選配法選擇測量工具。解：a） 確定測量要求：允許測量誤差范圍T=2 Kg。b） 以測量誤差范圍的 1/3作為選擇計量器具的標準：1/3T=0.67 Kg。c） 初選0.2級200 Kg字盤稱，計算其最大測量誤差U1:U1=200*0.2%=0.4Kgd）因為U1V 1/3T，故0.2級200 Kg字盤稱可用。同樣，在對計量器具進行校準時，計量器具（用于校準計量器具）的不確定度U標一般應w需校準的計量器具的不確定度 U表的1/3 - 1/10

15、（至多也應取1/2）, 即:U 標三（1/3 1/10） U 表案例 6：能否用0.2級200V的電壓表校準1.0級200V的電壓表？解：a）0.2級200V電壓表（計量標準器）的最大測量誤差 U標=200*0.2%=0.4V。b） 1.0級200V電壓表（被校電壓表）的最大測量誤差U表=200*1%=2V。c）U標w 1/3U表，所以可用0.2級200V的電壓表校準1.0級200V的電壓表。特別提醒：有些讀者也許會問，怎么能用分度值為0.01mm （小數(shù)點后2位數(shù)）的外徑千分尺測量C 35 -0.050 （小數(shù)點后3位數(shù)）這樣的工件呢？這樣的問題，說明你對分度值的含義，以及計量器具的選擇的選

16、擇原則沒 徹底理解。注：分度值-相鄰兩刻度線所代表的量值之差。2檢測能力指數(shù)MCp及其應用2.1檢測能力指數(shù)MCp的計算檢測能力指數(shù)M cp是衡量計量器具和測量方法能否滿足生產(chǎn)和管理中各種測量要求的重要指標。它由下式確定：M cp=T/2U一般取U=1.5Ui，這樣：M cp=T/3 U i式中：Mcp-檢測能力指數(shù)。T-產(chǎn)品參數(shù)加工制造允許的誤差范圍，或者工藝過程監(jiān)測控制參數(shù)允許變化范圍。U -測量的不確定度（可視為測量的極限誤差）。Ui -計量器具（裝置或系統(tǒng)）的不確定度（可視為計量器具的最大測量誤差。可用最大示值誤差或 儀器說明書上給定的 3 3的誤差表示）。U2 -除計量器具外其他因素

17、（如測量方法）造成的測量不確定度（測量誤差）。測量不確定度U是由計量器具的不確定度 Ui和除計量器具外其他因素（如測量方法）造成的測量不 確定度U2決定的。u= .Ui2 U22由上面的公式可知：T/U=2 M cp或T/ U i=3 M cp顯然檢測能力指數(shù) Mcp越大，檢測能力越強。2.2檢測能力的判斷準則可根據(jù)檢測能力指數(shù)的大小給出檢測能力判斷標準，如表7所示。但必須指出，由于行業(yè)不同，在具體應用中Mcp值時應結合實際，切忌照搬套用。采用Mcp值時，要根據(jù)不同行業(yè)、不同工藝要求研究采用，還要在具體工藝控制過程中，使計量器具 的不確定度和工藝裝備（加工設備和工裝）的不確定度合理匹配，做到技

18、術上合理，經(jīng)濟上合算。表7:檢測能力指數(shù) Mcp與檢測能力分級級檔ABCDE檢驗與監(jiān)測Mcp3 - 52- 31.5 - 21 - 1.5V 1T/U6- 104- 63- 42 - 3v 2T/U 19- 156- 94.5 - 63 - 4.5v 3Mcp1.7 - 21.3- 1.71 - 1.30.7 - 1v 0.7一級測量T/U2.6 - 32 - 2.61.5 - 21 - 1.5V 1T/U 15 - 64- 53- 42 - 3v 2能力評價高足夠基本滿足不足嚴重不足注：檢驗與監(jiān)測用的計量器具的精度應比一般測量用的計量器具的精度高一些。就工廠而言，品管部配備 的計量器具的精度

19、應比生產(chǎn)車間配備的計量器具的精度要高一些。當然，車間配備的計量器具應滿足測量 要求。表8測量超差概率 P同M cp的關系M cp0.60.70.80.91.01.01.21.31.4P ( %)7.183.581.640.70.270.100.0320.0270.00068注：測量超差概率 P:測量誤差超出允許誤差范圍的概率。2.3 M cp值計算舉例案例7：檢測能力指數(shù)Mcp與計量器具的選配參數(shù)檢驗：檢驗銷軸直徑，直徑為C4.450.02。試選用計量器具并計算Mcp值。解：a）選用分度值為 0.01mm的外徑千分尺，查表 2得Ui=0.004mm。T=0.02mm，貝U Mcp=T/3U 1

20、=0.02/ （3*0.004 ） =1.67，符合 C 級，基本滿足要求。b）選用分度值為0.02的游標卡尺，查表得 Ui=0.02mm。T=0.02mm，貝U Mcp=T/3U 1=0.02/ （3*0.02 ） =0.33，與 E 級相對，嚴重不足。c）所以選用分度值為 0.01mm的外徑千分尺（0 - 50mm ）。3計量器具的校準管理3.1計量器具校準類型（1）入庫（進廠）校準測量設備在出廠后，要經(jīng)過運輸，有的要經(jīng)過幾次轉手，從出廠到用戶收貨入庫，要經(jīng)過一段時間。 在這段時間里，由于種種原因，就存在著測量設備變成不合格的可能。所以要對購進的測量設備進行入庫 驗收、校準，合格方可入庫。

21、驗收校準不合格的一律不允許入庫，退回物資采購部處理。購進的測量設備 凡無制造許可證標志的（CMC標志等），不能認為是合格品，防止社會上不合格的測量設備流入企業(yè)。（2）出庫（發(fā)放）校準倉庫存放的測量設備，在發(fā)放時，企業(yè)計量部門對每件測量設備進行建檔、登記、編號、立卡，確定 校準周期后再使用。 并對外觀進行檢查，已超過校準有效期的， 應進行全面校準。測量設備庫存時間長了, 由于保管不善或其他原因，有可能使原本合格的測量設備變成不合格，所以，一定要經(jīng)過校準合格，才準 發(fā)放使用。對于新投入使用的計量器具，是實行周期校準的第一次校準，所以也稱“首次校準”。注意：入庫、出庫校準（或檢定）如何進行，是否必要

22、，視各企業(yè)的自身情況而定，但必須保證計量 器具在使用前得到校準和檢定。（3）周期校準定期校準是指按標準規(guī)定對使用中的測量設備進行定期校準。并按強制檢定和非強制檢定加以區(qū)別和 管理，它是整個校準工作的核心。屬于強制檢定的工作測量設備，應定期由國家授權的計量檢定機構（法 定計量機構）進行周期檢定。屬于非強制檢定的工作測量設備，企業(yè)也要登記造冊，按校準周期自行校準 或送國家授權的計量檢定機構進行校準。（4）返回校準從工具庫借出的計量器具，返回工具庫后，應先進行必要的校準，然后再上量具架待用。此種校準是 周期校準的補充，是否需要，各企業(yè)應視具體情況而定。對于專用量具，一般要進行返回校準。（5）巡回校準對重點產(chǎn)品、關鍵工藝、高精度機床和生產(chǎn)流水線上使用的測量設備要加強管理，到車間、生產(chǎn)現(xiàn)場 進行巡回校準。巡回校準可以根據(jù)生產(chǎn)實際情況需要，對部分項目進行校準，如萬能量具的零位校準，溫 度計量中控制儀表的爐前校準都屬于這類性質。（6）臨時校準測量設備在確認周期內(nèi)發(fā)生故障，可根據(jù)使用人員要求，給予臨時