什么是步距規？如何使用？
2013-5-11 來源： 作者：
1.步距規：
實物長度標準器，由若干個量塊（通常白色陶瓷量塊）按一定間隔排列在基體中組成。
2.用途：
校對激光干涉儀（見8.1）、檢測數控機床（見8.2）、檢測坐標測量機（見8.3）及其它精密儀器。國家標準GB/T 16857-2-2006和國際標準ISO 10360-2:2009《坐標測量機的驗收檢測和復檢檢測》都強烈推薦用步距規作為實物長度標準器用于檢測坐標測量機。步距規還是國際計量委員會互認協議簽約國進行長度測量比對用的實物長度標準器。
3.術語：（為陳述方便，本文所用術語與“機械行業標準JB/T 10977-2010 步距規”有差異）
3.1零位測量面——標有“0”標記的測量面；3.2基準面——距零位測量面較近的基體端面；3.3 測量線——通過零位測量面中心并與基準面垂直的直線；3.4步距——相鄰測量塊同向測量面間距離的標稱值；3.5 工作尺寸——各測量面與測量線的交點距零位測量面中心距離；3.6工作尺寸偏差——工作尺寸與設計尺寸之差；3.7工作尺寸極限偏差——工作尺寸偏差的允許范圍；3.8量面平行度——測量面中心區（以量面中心為中心，邊長4mm正方形內）各點與基準面距離的最大值與最小值之差；3.9穩定性——相對于上一次校準，工作尺寸的變化。步距規因意外跌落、沖擊、碰撞及好奇者人為扳扭量塊等意外影響，會引起工作尺寸變化，這變化難以發現，屬“內傷”，足以使步距規喪失原有精度。使用者需高度重視和防范上述意外影響！安一公司專利“帶護欄步距規”可大大減少外力的不良影響，穩定性高，值得推廣。
4.結構型式：
步距規按測量塊間有無研合墊塊分為研合型和非研合型，研合型精度較高；按測量塊是否凸出基體之外分為外凸型和內凹型，外凸型使用方便，但穩定性差；內凹型穩定性好，但使用欠方便；三豐公司步距規屬外凸研合型，優點精度高、使用方便，缺點穩定性差。KOBA公司步距規屬內凹非研合型，優點穩定性好，缺點工作尺寸偏差大、使用欠方便。安一公司步距規除外凸研合型、內凹研合型（優點精度高、穩定性好，缺點使用欠方便）外，新增安一專利結構“帶護欄步距規”。該步距規精度高、穩定性好、使用方便，很受用戶歡迎。
5.高精度步距規：
工作尺寸極限偏差較小的步距規。參考三豐公司2010年產品樣本：工作尺寸1000mm，極限偏差±2.5μm；工作尺寸600mm，極限偏差±1.8μm；工作尺寸300mm，極限偏差±1.2μm等步距規。日本三豐公司高精度步距規和安一公司1級步距規按此此要求。
檢測坐標測量機和高檔數控機床應使用高精度步距規。
6.步距規的校準：
須由經權威計量機構認證具有資格的單位進行校準。例如安一高精度步距規，規格1000mm編號FE31001，2010年6月經中國計量科學研究院校準，全程工作尺寸偏差不超過±0.6μm，校準結果不確定度U=(0.2+0. 5L)μm，（k=2），（L——工作尺寸 單位m）；規格1000mm編號FK31001，2010年11月經德國DKD-K-44301 校準，全程工作尺寸偏差不超過±0.46μm，不確定度為U=(0.10+0. 50L)μm，（k=2），（L——工作尺寸 單位m）。2012年開始，不確定度可升級為U=(0.10+0. 30L)μm，（k=2），同時檢測步距規的線性熱膨脹系數，不確定度U=0.05*10-6K-1。
7.注意事項：
輕拿輕放，防止碰撞；切勿拆卸，不可重裝；定期校準，專人護防。手套口罩，隔熱重要。
8. 使用方法：
認真閱讀說明書，牢記注意事項，查閱檢驗報告，反復核對誤差方向和大小。應用舉例如下：
8.1校對激光干涉儀：現場檢測數控機床精度，單獨使用激光干涉儀不夠準確，應先用步距規校對激光干涉儀，步驟如下：8.1.1將步距規置于機床工作臺上，使與選定導軌平行；8.1.2將裝有杠杠千分表（分辨力1μm，重復性0.2μm，以下簡稱“表”）的磁力表座吸附在主軸頭架上；8.1.3將激光干涉儀材料溫度傳感器吸附在步距規兩端；8.1.4使表測頭與步距規零位測量面中心區接觸并壓縮約15μm，并使指針回零；8.1.5把步距規當做被檢測對象，從零位工作面開始檢測：移出表測頭，按選定的長度（應為步距的整數倍）移動工作臺；微調工作臺使表針回零，記錄激光干涉儀檢測結果。如此操作，直至檢測完畢；8.1.6檢測結果與步距規工作尺寸之差，就是激光干涉儀的測量誤差。按激光干涉儀使用說明，調整有關參數,修正測量誤差；8.1.7用修正后的激光干涉儀再次檢測步距規，直至其檢測結果與步距規工作尺寸一致。
8.2檢測數控機床
a）檢導軌直線度分量：將步距規沿導軌某一側（如左側）置于工作臺上，操作見8.1.1、8.1.2、8.1.4、8.1.5。再將步距規沿導軌另一側（右側）置于工作臺上，重復操作見8.1.1、8.1.2、8.1.4、8.1.5。兩次檢測結果之差值，即為該導軌直線度的水平分量對機床定位精度的影響；將步距規用等高塊墊高沿導軌置于工作臺上，操作見8.1.1、8.1.2、8.1.4、8.1.5，其檢測結果與墊高前的檢測結果之差，即為該導軌直線度垂直分量對機床定位精度的影響。導軌直線度不僅是出廠前的導軌加工精度，還包含運輸震動和安裝調試過程對導軌直線度的綜合影響。上述檢測方法從使用者角度反映出該數控機床坐標定位系統精度對加工精度的可能影響。
b）檢坐標定位測量系統精度：數控機床的坐標定位測量系統是數控機床的重要組成部分，一般由光柵尺測量裝置組成。用激光干涉儀檢測數控機床坐標定位測量系統的精度（參見國家計量檢定規程 JJF 1251-2010 坐標定位測量系統校準規范），實際上是檢測光柵尺測量裝置的精度。有兩個重要因素使得現場用激光干涉儀檢測的結果（所有檢測結果都是將現場檢測量修正（還原）到標準溫度20℃時應有的結果）不夠準確。一是光柵尺的實際溫度測不準，因為激光干涉儀的材料溫度傳感器無法帖附在有防護罩殼包圍的光柵尺上，只能帖附在附近其它部件上；二是光柵尺的熱膨脹系數難以準確給出（光柵尺廠家給出的數據多是近似值）。此外，其它因素如溫度波動難以達到規定要求（國家計量檢定規程 JJF 739-2005 激光干涉儀 對溫度波動要求小于0.2℃每小時和0.01℃每2分鐘），加上氣壓、氣流擾動、振動、二氧化碳含量等綜合影響，就使得激光干涉儀現場檢測的最大誤差往往超過±1.5μm的技術要求。如果事先用步距規對激光干涉儀進行校對，然后再用校對過的激光干涉儀檢測數控機床坐標定位測量系統的精度，其測量準確度會有很大提高（具體操作見8.1）。步距規精度越高，操作越仔細，校對的結果就會越好。可見，高檔數控機床坐標定位測量系統的檢測，離不開高精度步距規。
8.3檢測坐標測量機
檢測坐標測量機除用步距規，還應配以可傾斜放置步距規的專用支架。按國家國家標準“GB/T 16857-2-2006坐標測量機的驗收檢測和復檢檢測”和“國家計量技術規范JJF 1064-2004 坐標測量機校準規范”有關規定進行操作，此文不在贅述。
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