高度尺检测规范

高度尺（Height Gauge）作为精密长度计量器具，广泛应用于机械加工、模具制造、品质检测等领域，用于测量工件的高度、台阶差、深度以及精密划线等。其示值准确性直接关系到产品质量。为确保高度尺的测量精度符合要求，必须依据相关计量技术规范进行定期检测。

一、 高度尺概述与分类

高度尺主要由尺身底座、主尺（立柱）、测量装置（含测量爪）及升降机构组成。根据测量装置的不同，主要分为：

  1. 游标高度尺： 使用游标读数原理，常见分辨力有0.02mm、0.05mm。
  2. 数显高度尺（电子高度尺）： 采用容栅或光栅等电子传感器，数字显示，分辨力通常为0.01mm或更高。
  3. 百分表/千分表式高度尺： 在主尺上安装百分表或千分表进行相对测量。
    检测的核心在于示值误差和测量重复性。
 

二、 检测依据与计量要求

检测主要依据国家计量技术规范进行（具体依据最新的现行有效版本），如JJF 1126《电子数显高度卡尺校准规范》等规范文件。其核心计量特性要求通常包括：

  • 示值误差： 高度尺在全量程范围内各点的实测值与标准器所复现量值之间的最大允许差值（MPE），是衡量精度的核心指标。具体MPE值根据高度尺的量程、分辨力等级在规范中有明确规定。
  • 重复性： 在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致程度，通常用多次测量的最大值与最小值之差表示，要求不超过规定限值（一般为MPE的1/2或更低）。
  • 平板平面度： 底座工作面的平面度误差需符合要求，以保证测量基准稳定可靠。
  • 测量爪工作面的平面度与平行度： 直接影响测量结果的准确性。
  • 零值误差（数显/游标）： 测量爪底面与平板紧密接触时的显示值应为零或误差在允许范围内（数显需考虑零位稳定性）。
 

三、 主要检测设备

  1. 标准量块： 作为长度标准器，其等级精度应高于被检高度尺要求的3倍以上（如通常使用不低于3级或K级的量块），量块尺寸需覆盖高度尺的测量范围。
  2. 零级（或00级）检测平台： 提供稳定、高平面的测量基准面。
  3. 平面平晶： 用于检测高度尺底座工作面和测量爪工作面的平面度。
  4. 杠杆千分表或扭簧比较仪及其表架： 用于检测测量爪工作面的平面度、平行度或辅助检测。
  5. 量块专用夹具（可选）： 便于稳定夹持量块进行重复性检测。
 

四、 检测前准备

  1. 环境条件： 检测应在符合规范要求的环境中进行，通常为温度(20±2)℃，相对湿度≤65%，无振动、无强磁场干扰等。
  2. 被测高度尺：
    • 清洁：用无纺布或麂皮彻底清洁高度尺底座工作面、测量爪工作面、主尺及导轨等部位，去除油污、灰尘和毛刺。
    • 检查外观：检查各部分是否有明显损伤、锈蚀；刻线/数字显示是否清晰；移动是否平稳、有无卡滞或过松；紧固装置是否有效；数显高度尺电池电量应充足。
    • 温度平衡：将被测高度尺放置在检测室内足够时间（通常≥4小时），使其温度与环境温度一致。
  3. 检测平台与标准器： 清洁检测平台工作面，确保无灰尘污物；准备好所需量块组合，并清洁其工作面。
 

五、 核心检测项目与方法

  1. 零值误差（适用时）：

    • 将被测高度尺平稳置于检测平台上。
    • 缓慢移动测量臂，使测量爪底面与平台工作面轻轻接触（游标尺需对齐零刻线；数显尺按置零键）。观察并记录此时的显示值（零值误差）。
    • 对于数显高度尺，还需检查多次置零的重复性。

  2. 示值误差：

    • 选择检测点： 根据规范要求，在被测高度尺的量程内大致均匀分布选取不少于5个检测点（通常包括主尺下限、中间、上限以及靠近上限的点）。所选点对应的量块组合尺寸应覆盖量程。
    • 检测过程：
      • 将被测高度尺置于检测平台上。
      • 组合所需尺寸的量块，并将其平稳放置在检测平台上（靠近高度尺底座但不相连）。
      • 移动高度尺测量臂，使测量爪工作面与量块上工作面的测量区域轻轻接触（接触力应适中、均匀）。
      • 读数： 在测量爪与量块工作面稳定接触后读数。对于游标高度尺，应正视读数，避免视差；对于数显高度尺，待显示值稳定后读数。记录高度尺的显示值。
      • 正反行程： 在每个检测点，应从下方缓慢向上移动测量臂至接触量块（正行程），记录读数；然后继续向上移动一小段距离后，再缓慢向下移动测量臂至再次接触量块（反行程），记录读数。至少进行一个往返循环。
      • 计算误差： 在每个检测点，高度尺的显示值减去量块的实际尺寸，即为该点的示值误差。取该点正反行程所有读数中误差的最大值作为该检测点的示值误差代表值。所有检测点中示值误差的最大绝对值应不超过其最大允许误差（MPE）。

  3. 测量重复性：

    • 选择一个典型的测量点（通常为量程的中间段或接近最大量程点）。
    • 固定量块。
    • 移动高度尺测量臂，使测量爪与量块工作面接触，读数后升起测量爪离开量块。
    • 重复上述“接触-读数-离开”过程至少5次（每次重新定位测量爪）。
    • 记录每次的读数。
    • 计算这组读数的最大值与最小值之差，即为该测量点的重复性误差值。该值应不超过规定限值。

  4. 底座工作面平面度：

    • 将高度尺放置在检测平台上。
    • 用平面平晶借助光干涉法或杠杆千分表打表法检测底座工作面的平面度，其误差应满足规范要求。

  5. 测量爪工作面平面度与平行度（关键项目）：

    • 平面度： 将测量爪工作面朝上放置于平台上，用平面平晶借助光干涉法检测其平面度。
    • 平行度（对底座工作面）： 将高度尺置于检测平台，杠杆千分表固定在表架上，测头垂直触及测量爪工作面靠近外侧边缘。移动测量臂或工作台，观察千分表在全宽范围内的读数变化量，即为平行度误差。此误差对测量结果影响较大，必须严格控制。
 

六、 检测结果处理与判定

  1. 数据记录： 详细记录检测环境条件、所用标准器信息、被测高度尺信息、各项检测项目的实测数据。
  2. 误差计算： 根据记录数据计算各项误差（示值误差、重复性误差、零值误差、平面度误差、平行度误差）。
  3. 结果判定： 将各项计算结果与规范规定的最大允许值（MPE或限值）进行比较。
    • 合格： 所有检测项目的误差均在最大允许值范围内。
    • 不合格： 任何一项检测项目的误差超出最大允许值范围。
  4. 检测报告： 出具规范的检测报告，清晰表述检测依据、环境条件、使用标准器、检测项目、实测数据、计算结果、判定结论（合格/不合格）、检测日期、有效期等信息。
 

七、 检测注意事项

  1. 操作轻柔： 移动测量臂、放置量块、接触测量面时务必动作轻缓平稳，避免冲击或用力按压，防止损坏量块或高度尺测头。
  2. 正确接触： 确保测量爪工作面与量块工作面在测量区域完全、稳定接触（接触力适中），避免测头倾斜或单边接触。
  3. 视线垂直： 游标高度尺读数时，视线必须垂直于刻线面，避免视差影响读数精度。
  4. 温度一致： 高度尺、量块、检测平台等必须在检测环境达到充分温度平衡后方可进行检测。
  5. 定期溯源： 所有检测使用的标准器（量块、平板等）必须定期送上级计量机构检定/校准，确保自身量值准确可靠。
  6. 规范放置： 高度尺在检测前后均应妥善放置，测量爪避免磕碰，数显高度尺长期不用应取出电池。
 

八、 高度尺的日常使用与保养

  • 使用前： 检查外观、清洁测量面、检查零位（或置零）、确认电池（数显）。
  • 使用时： 轻拿轻放；测量面接触工件要轻柔、平稳；避免测量粗糙或带有研磨剂的表面；读数要仔细；紧固螺钉应锁紧到位。
  • 使用后： 清洁测量面及各部位，涂抹薄层防锈油（非工作面）；将测量爪降至最低位附近；妥善放入专用盒内存放。
  • 存放： 置于干燥、无尘、无腐蚀性气体的环境中，避免阳光直射和重压。
  • 定期检测： 严格按照规定的周期或根据使用频次送检，确保测量精度可靠。
 

结论
高度尺的定期检测是保证其测量精度的必要手段，必须严格按照相关计量技术规范执行。通过规范的检测流程，准确评估其示值误差、重复性等关键计量性能，及时发现并处理不合格的量具，可以有效地保障生产制造和产品质量控制过程中的测量数据准确可靠。使用者应同时重视高度尺的正确操作和日常维护保养，以延长其使用寿命并维持良好性能。