计量检定类虚拟仿真实验  
 
精密玻璃线纹尺检定虚拟仿真实验
作者:admin     时间:2015-8-18 19:53:24   点击:441

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项目概况

精密玻璃线纹尺是一种具有等分刻度的多值、高精度基准器和标准器,以其上两条刻线间的垂直距离确定长度,主要用于长度量值传递系统中标准量具,或者安装在测量仪器和精密机床上作为精密测长标准。精密玻璃线纹尺的检定通常采用阿贝测长仪,其测量方式符合阿贝原则:即被测尺寸在刻线轴线的延长线上,进行高精度测量。受限于实验室阿贝测长仪台数有限,难以在同一时间满足实验开课需求,以及因操作稍有不当容易导致玻璃线纹尺破损,非熟练人员人为读数误差大等问题,中心根据教学大纲规定并结合计量检定规程《高等别线纹尺检定规程》(JJG 73-2005),研发了基于阿贝测长仪的精密玻璃线纹尺检定虚拟仿真实验,并在课堂教学、实验操作的基础上,融入计量检定规范与业务流程,完成对学生的全程培训。

本实验构建了三维阿贝测长仪模型,可对实验设备和实验环境进行360°全景显示,结合实验操作步骤提示,学生可以在教学模式下完成从线纹尺放置、调平、对线显微镜调焦、测量平台移动、读数显微镜读值、实验报告填写等整个实验操作流程,而在业务流程模式下可完成线纹尺送检、业务受理、样品入库、内部周转、计量检定、出具检定证书等整套检定流程。

为阿贝测长仪虚拟实验台,仪器按照阿贝原则设计,被检线纹尺与标准线纹尺放置在同一工作台的同一直线上,用相连的对线显微镜和读数显微镜进行测量。当工作台移动时,被检线纹尺与标准线纹尺会同时移动相等距离,借助读数显微镜读取标尺移动示值,即可得到被检线纹尺移动的示值,图2.29(b)为读数和对线显微镜界面。


结构与功能

该仿真实验采用阿贝测长仪为硬件原型,建立精密玻璃线纹尺检定虚拟仿真环境,全程模拟了实际操作流程。

仿真实验使用和调整:将被测线纹尺安放在工作台左端,调节反光镜使两线纹尺得到均匀照明,调节对线显微镜手轮使被检尺刻线成像清晰,再对读数显微镜调焦使标准刻线成像清晰。旋转对线显微镜中镜头,把视场中两队平行线调成水平位置;松开锁紧螺钉,移动平台,让其停留在读数显微镜零刻线位置上;移动被检尺,使被检测零位出现在对线显微镜视场中;然后再移动工作台,微调被检尺的左端,一直调整到工作台上的被检尺刻线0与150mm都与对线显微镜双划线水平线成像于同一位置,与分划板水平线垂直,而且0与150mm两点在某点影像重合;再将被检尺与标准尺同时调零;测微目镜的分划板是由100等分的圆刻尺及10圈阿基米德螺旋线组成,标准刻尺二条间距为1毫米的刻线成像后之线值正好等于十条螺旋线的间距,因此二圈螺旋线的分度值为1/10毫米,圆刻线的分度值为1/1000毫米;目视读数时要求旋动螺钉12使某一条双螺线对称地对准毫米刻线后再进行读数。

虚拟实验关键内容

①环境检查合格后,先用脱脂棉醮乙醚、酒精混合液将被检尺刻线面擦拭干净,垫上垫片。

②外观检查:使用中的玻璃尺不能有影响检定和使用的缺陷,在尺侧面应刻有“白塞尔”支点标记,参照图2.29d所示。

③根据仪器的使用和调整规程,安装被检线纹尺。

④全长尺寸一次检定,或分段检定,由检定人员依据自己的熟练程度及温度稳定情况而定,检定时由零刻线开始按递增顺序测量。

记录被检尺读数值,计算出每毫米对标准尺同标称间隔的偏差。

系统效果与特色

玻璃线纹尺检定虚拟实验营造出身临其境般的实验教学与计量检定实训体验,开创“自主探索”的新型教学模式,以及“虚实结合”的计量业务检定实训模式,提升了教学与实训效果,同时显著降低教学与实训的劳动强度与成本,从设备认知、设备操作、数据分析、故障处理四大方面仿真实验过程,且配备了教、练、考三种模式,可供学生、教师、计量部门检定人员开展实验、教学、实训、考核,形成全程化一体式计量检定人才技能培训模式。

虚拟实验平台和课堂实验教学结合,学生可以熟悉阿贝测量仪的结构特征、工作原理与使用方法,掌握相对测量法检测原理,熟练掌握玻璃线纹尺检定规程和实验操作,进一步熟悉计量检定部门检定业务规范流程。