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很多家用電器的生產(chǎn)企業(yè)在電源線、內(nèi)部布線的進(jìn)貨檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)文件中都規(guī)定了使用千分尺來測(cè)量線纜導(dǎo)體的單股線徑，然后計(jì)算導(dǎo)體的截面積，進(jìn)而判斷線纜是否符合要求。

 

但是，此時(shí)應(yīng)該選用什么樣的千分尺，很多企業(yè)都沒有太關(guān)注，以為只要是千分尺就能滿足要求。

 

本文試從測(cè)量?jī)x器的分辨力特性說起，談?wù)劀y(cè)量導(dǎo)體線徑時(shí)千分尺的選用。

 

一、什么是測(cè)量設(shè)備的分辨力？

 

JJF 1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語及定義》7.15給出了“顯示裝置的分辨力（resolution of a displaying device）”的定義：

 

能有效辨別的顯示示值間的最小差值。

 

JJF 1094-2002《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定》5.7描述了對(duì)測(cè)量?jī)x器分辨力的評(píng)定方法：

 

對(duì)測(cè)量?jī)x器分辨力的評(píng)定，可以通過測(cè)量?jī)x器的顯示裝置或讀數(shù)裝置能有效辨別的最小示值差來評(píng)定。

 

帶數(shù)字顯示裝置的測(cè)量?jī)x器分辨力，為最低位數(shù)字顯示變化一個(gè)步進(jìn)量時(shí)的示值差。

 

例：數(shù)字電壓表最低位數(shù)字顯示變化一個(gè)字的示值差為1μV，則分辨力為1μV。

 

用標(biāo)尺作為讀數(shù)裝置（包括帶有光學(xué)機(jī)構(gòu)的讀數(shù)裝置）的測(cè)量?jī)x器分辨力，為標(biāo)尺上任何兩個(gè)相鄰標(biāo)記之間即最小分度值的一半。

 

例1：線紋尺的最小分度為1mm，則分辨力為0.5mm。

 

例2：衰減常數(shù)為0.1dB/cm的截止式衰減器，其最小刻度分度為10mm，則該衰減器的分辨力為0.05dB。

 

測(cè)量?jī)x器標(biāo)稱范圍內(nèi)所包含的分辨力數(shù)目（即（Xmax-Xmin）/d，d為分辨力）是衡量測(cè)量?jī)x器性能的指標(biāo)之一。

 

二、常見千分尺的分辨力是多少？

 

在工廠用于測(cè)量導(dǎo)體線徑的千分尺通常都是0~25mm量程的外徑千分尺，普通外徑千分尺即非電子數(shù)顯的、不帶表的外徑千分尺較常見，電子數(shù)顯外徑千分尺較少見，偶爾可見帶表的外徑千分尺。這幾種外徑千分尺參見下圖：

 

圖1  普通外徑千分尺（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

圖2  電子數(shù)顯外徑千分尺（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

圖3  帶表外徑千分尺（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

 

圖1的普通外徑千分尺上標(biāo)示的“0.01mm”字樣是該千分尺的分度值；

 

圖2的電子數(shù)顯外徑千分尺上標(biāo)示的“0.001mm”字樣是該電子數(shù)顯千分尺的分度值；  

 

圖3帶表外徑千分尺表中標(biāo)示的“1μm”字樣，亦即“0.001mm”是該帶表外徑千分尺的分度值。

 

根據(jù)前述測(cè)量?jī)x器分辨力的評(píng)定方法可知：

 

圖1的普通外徑千分尺的分辨力是0.005mm；

 

圖2的電子數(shù)顯外徑千分尺的分辨力等于該電子數(shù)顯千分尺的分度值，即0.001mm，亦是該千分尺電子數(shù)顯中最低位數(shù)字顯示變化一個(gè)步進(jìn)量時(shí)的示值差；

 

圖3帶表外徑千分尺的分辨力是“1μm”的一半，亦即“0.0005mm”。

 

還有一種不太常見的分度值為0.001mm的機(jī)械式千分尺，如下圖。

 

圖4  分度值為0.001mm的機(jī)械式外徑千分尺

 

三、測(cè)量導(dǎo)體線徑時(shí)對(duì)外徑千分尺分辨力的要求

 

測(cè)量導(dǎo)體線徑時(shí)應(yīng)該選用哪種外徑千分尺呢？

 

測(cè)量系統(tǒng)分析告訴我們，測(cè)量?jī)x器的分辨力應(yīng)不大于被測(cè)量量值偏差或過程變差的十分之一。

 

以家用電器常用的電源線和內(nèi)部布線為例，其線芯通常為標(biāo)稱直徑在0.13~0.20mm之間的電工圓銅線絞合的多股線，根據(jù)GB/T 3953-2009《電工圓銅線》規(guī)定，該標(biāo)稱直徑范圍的圓銅線直徑偏差要求為±0.004mm，因此，測(cè)量其線徑時(shí)，外徑千分尺的分辨力應(yīng)不大于0.008mm的十分之一，亦即不大于0.0008mm。

 

因此，在測(cè)量導(dǎo)體線徑時(shí)，應(yīng)選用圖3所示的帶表外徑千分尺，檢測(cè)結(jié)果才有較佳的不確定度。

 

作為進(jìn)貨檢驗(yàn)的粗略把關(guān)，至少也應(yīng)選用圖2所示的電子數(shù)顯千分尺或圖4所示的機(jī)械式式千分尺。

 

很多工廠使用圖1所示的普通外徑千分尺來測(cè)量導(dǎo)體線徑是不能夠滿足測(cè)量要求的。

 

順便提一下，有條件的工廠還可以選購分辨力更高（如0.0001mm）的激光外徑測(cè)量?jī)x來導(dǎo)體線徑。

 

四、舉一反三，推而廣之

 

工廠在生產(chǎn)過程中還會(huì)遇到很多量值的測(cè)量，使用不同的測(cè)量?jī)x器。比如，使用卡尺測(cè)量部件的幾何尺寸；使用溫度計(jì)測(cè)量環(huán)境溫度，等等。一定要關(guān)注測(cè)量?jī)x器的分辨力是否能夠滿足測(cè)量要求。

 

以卡尺為例，有游標(biāo)卡尺、帶表卡尺和數(shù)顯卡尺等，其分度值/分辨力有0.01mm、0.02mm、0.05mm和0.10mm等級(jí)別，參見下圖。

圖4  卡尺的指示裝置示意圖（GB/T 21389-2008《游標(biāo)、帶表和數(shù)顯卡尺》圖6）

 

切記，測(cè)量?jī)x器的分辨力應(yīng)不大于被測(cè)量量值偏差或過程變差的十分之一。

 

測(cè)量?jī)x器的分辨力數(shù)值越小，其分辨能力越好，使用該儀器的檢測(cè)結(jié)果的不確定度也就越好。