淺談?dòng)?jì)量器具及檢測儀器的自校準(zhǔn)

作為國內(nèi)生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的大型企業(yè)，不但要使用到各類檢測儀器，同時(shí)，每年也要接受各類認(rèn)證資質(zhì)的審查。在對各類檢測儀器進(jìn)行外部第三方校準(zhǔn)后，在企業(yè)進(jìn)行內(nèi)部確認(rèn)時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)個(gè)別特殊檢測儀器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)差異較大，無法進(jìn)行確認(rèn)和使用，經(jīng)過調(diào)查，第三方校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)或是沒有專用的校準(zhǔn)裝置，或是不了解檢測儀器的工作原理和使用要求，為此，筆者單位自行設(shè)計(jì)專用校準(zhǔn)裝置并制訂校準(zhǔn)規(guī)范、檢測記錄等，下面以電氣不圓度檢測儀為例進(jìn)行說明。

1 電氣不圓度的測試原理

電氣不圓度測試儀測試高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的電氣不圓度數(shù)據(jù)，其精確測量的電氣不圓度數(shù)據(jù)保證高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)在相關(guān)技術(shù)要求范圍內(nèi)，從而保證高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的可靠運(yùn)行。高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的不圓度包括機(jī)械不圓度和電氣不圓度，機(jī)械不圓度和電氣不圓度是保證旋轉(zhuǎn)設(shè)備在有效振動(dòng)范圍內(nèi)可靠、安全運(yùn)行的重要指標(biāo)，機(jī)械不圓度主要是指機(jī)械加工精度和形位公差，其通過常用的百分表就可以進(jìn)行測量，而電氣不圓度除了形位公差的影響外，主要還有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子所使用的金屬材料和表面加工狀態(tài)，轉(zhuǎn)子所使用的金屬材料的碳含量的不同、合金元素成份的不同、合金元素成份的均勻性、熱處理的不均勻性造成轉(zhuǎn)子內(nèi)部應(yīng)力的不均勻、材料內(nèi)部缺陷如裂紋、疏松等，在機(jī)械加工中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子表面硬化層、無損探傷產(chǎn)生的剩磁等，這些因素都將影響到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的電氣不圓度數(shù)據(jù)。因此，電氣不圓度數(shù)據(jù)直接關(guān)系到旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行。

2 電氣不圓度測試儀的組成及測試要求

通過技術(shù)分析與研究，電氣不圓度主要指的是由于轉(zhuǎn)子所使用材料內(nèi)在質(zhì)量而產(chǎn)生的不圓度，也就是說轉(zhuǎn)子所使用的材料的不均勻性導(dǎo)致轉(zhuǎn)子各部位電壓的差異性，因此通過采用非接觸式的電渦流傳感器測試轉(zhuǎn)子表面各部位電壓的變化，通過電壓信號(hào)傳輸、放大、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計(jì)算電氣不圓度值。電氣不圓度測試儀屬于一種非接觸式檢測儀器，也是一種非標(biāo)檢測儀器，主要由位移顯示器、變送器、延伸電纜、電渦流傳感器和機(jī)箱組成。

2.1 電氣不圓度測試過程

旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子對電氣不圓度數(shù)據(jù)要求非常高，在技術(shù)要求的正確安裝位置，其電氣不圓度正負(fù)值要求最大不超過±15μm，因此，對于電氣不圓度檢測儀器來說，其電渦流傳感器與轉(zhuǎn)子的相對位移只要在±30μm范圍內(nèi)，誤差不超過±2μm就可以滿足要求，而第三方檢測機(jī)構(gòu)是對全量程進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣就導(dǎo)致誤差超標(biāo)。根據(jù)電氣不圓度檢測儀器的工作原理及工作量程范圍，自制的電氣不圓度檢測儀校準(zhǔn)裝置，如圖1所示。其中套2安裝在測微尺的頭部，可按照旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)子的不同材料制作加工多個(gè)，測微尺精度為0.0001mm，每年檢定一次，保證在周期使用范圍內(nèi)。

校準(zhǔn)裝置示意圖