千分尺的校准需由具备资质的计量人员或机构,依据国家计量技术规范(如 JJG 21-2008《千分尺》)执行,流程严谨且涉及多个关键环节,具体步骤如下:

一、校准前准备

  1. 环境条件确认

    • 校准需在恒温恒湿环境中进行(温度 20±2℃,相对湿度 45%~65%),避免温度波动(如阳光直射、空调直吹)导致量具热胀冷缩影响精度。

    • 千分尺需在该环境中放置至少 2 小时(大型千分尺需更长时间),确保与环境温度一致。

  2. 工具与标准器准备

    • 标准器:经检定合格的量块(精度等级不低于 3 等,如 1mm、5mm、10mm、20mm、50mm 等,覆盖千分尺测量范围)、零级或 1 级平板(用于放置工件)。

    • 辅助工具:酒精或乙醚(清洁测量面)、镜头纸或软布(避免划伤端面)、扭矩扳手(控制测量力,部分高精度校准需用)、放大镜(观察刻度对齐情况,放大倍数≥10 倍)。

  3. 被校千分尺检查

    • 外观:检查框架是否变形、刻度是否清晰、微分筒转动是否顺畅,无明显划痕、锈蚀或部件缺失。

    • 功能:转动微分筒和棘轮,确认无卡顿、打滑,测量面闭合时无明显缝隙。

二、零位校准(针对可调零千分尺)

  1. 清洁测量面

    • 用镜头纸蘸酒精擦拭测砧和测微螺杆的端面,去除油污、粉尘(若有金属碎屑需用软毛刷清理,避免划伤)。

  2. 零位调整

    • 若对齐:记录零位偏差为 0;

    • 若未对齐:通过千分尺的调零装置(如微分筒后端的调零螺母)调整,直至零刻度线对齐(不可调零的千分尺需记录零位误差,后续测量时修正)。

    • 轻转微分筒,使测砧与螺杆端面轻轻贴合(通过棘轮控制测量力,听到 “咔咔” 声后停止,避免用力过度导致变形)。

    • 用放大镜观察主尺基线与微分筒零刻度线:

三、示值误差校准(核心步骤)

按千分尺测量范围均匀选取至少 5 个校准点(如 0-25mm 千分尺选 0mm、5mm、10mm、15mm、25mm),每个点重复测量 3 次,步骤如下:


  1. 放置标准量块

    • 将选定的标准量块放在平板上,用千分尺轻轻夹持量块(避免夹伤量块表面),确保量块轴线与千分尺测量轴线一致(垂直于测量面)。

  2. 读取测量值

    • 按千分尺读数方法(主尺整数 + 微分筒小数 + 估读值)记录测量值,例如:主尺读 10mm,微分筒第 3.5 格对齐基线,读数为 10 + 3.5×0.01 = 10.035mm。

  3. 计算示值误差

    • 示值误差 = 千分尺测量值 - 标准量块实际值(量块证书上的标称值)。

    • 例:测量 10.000mm 标准块,千分尺读数 10.002mm,误差为 + 0.002mm。

  4. 重复与判定

    • 每个校准点重复测量 3 次,取平均值作为该点的测量结果,误差需≤千分尺的最大允许误差(如 0-25mm 千分尺允许误差为 ±0.004mm)。

四、其他关键参数校准

  1. 测量面平行度校准

    • 闭合测量面后,观察两平面间的干涉条纹,条纹数对应的间隙需≤0.001mm(条纹间距对应 0.3μm,3 条条纹即超标)。

    • 对量程>25mm 的千分尺,需检查测砧与测微螺杆端面的平行度(用平行平晶或激光干涉仪):

  2. 微分筒分度值校准

    • 检查微分筒每转动 1 格(0.01mm)对应的螺杆实际移动量,通过激光干涉仪测量,偏差需≤0.001mm / 格。

  3. 棘轮测力校准

    • 用扭矩扳手检测棘轮打滑时的测量力,需符合说明书要求(通常为 6-10N),过松或过紧都会影响测量重复性。

五、校准结果处理

  1. 合格判定

    • 若所有校准点的示值误差、平行度、分度值等均在允许范围内,判定为 “合格”,出具校准证书,标注校准日期、下次校准时间(通常 6 个月)。

  2. 不合格处理

    • 若误差超标,需进行调整(如修磨测量面、调整螺杆间隙),重新校准直至合格;若无法修复,判定为 “不合格”,需报废或降级使用。

  3. 记录与标识

    • 校准记录需包含环境参数、标准器信息、各点误差数据、调整过程等;合格的千分尺粘贴 “校准合格” 标识,不合格的粘贴 “停用” 标识。

总结

千分尺校准的核心是通过标准量块对比测量示值误差,同时验证零位、平行度、测力等关键参数,确保其测量精度符合要求。校准后需严格记录并标识,避免不合格量具流入生产环节。日常使用中,用户也可通过定期自检(如零位检查、标准块比对)提前发现问题,及时送校。