测量技术基础.ppt

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1、第第2 2章章 技术测量基础技术测量基础2.1 2.1 测量基本概念测量基本概念 1.测量技术测量技术 在机械制造业中，对加工完成的零件是否符合设计要求进行在机械制造业中，对加工完成的零件是否符合设计要求进行判断与确定的一种手段。判断与确定的一种手段。主要是研究对零件的几何量进行测量和检验的一门技术主要是研究对零件的几何量进行测量和检验的一门技术 长度、角度、几何形状、长度、角度、几何形状、相互位置以及表面粗糙相互位置以及表面粗糙度等度等 国家标准是实现互换性的基础国家标准是实现互换性的基础 测量技术是实现互换性的保证测量技术是实现互换性的保证 测量测量 就是将被测的量与作为单位或标准的量，在

2、量值就是将被测的量与作为单位或标准的量，在量值上进行比较，从而确定二者比值的实验过程。上进行比较，从而确定二者比值的实验过程。2.1.1 测量的定义测量的定义若被测几何量为若被测几何量为L，测量单位为，测量单位为E，那么测量就是确定，那么测量就是确定L是是E的多少倍。即确定比值的多少倍。即确定比值q=L/E，最后获得被测量，最后获得被测量L的量的量值，即值，即 L=qE。测量包括以下四个方面的内容：测量包括以下四个方面的内容：1.测量对象测量对象:这里的测量对象指的是几何量这里的测量对象指的是几何量2.测量单位测量单位：以国际单位制为基础的法定计量单位。：以国际单位制为基础的法定计量单位。如如

3、m、mm、m、（。）（）（”）等等 3.测量方法测量方法：在特定的对象下进行某一测量时，参与测量过：在特定的对象下进行某一测量时，参与测量过程的各组成因素和测量条件的总和程的各组成因素和测量条件的总和4.4.测量精度测量精度 :测量结果与真值一致的程度测量结果与真值一致的程度2.1.2 测量过程四要素测量过程四要素检验检验：对于零件几何量的检验，通常只是判断被测量（零件）是否合对于零件几何量的检验，通常只是判断被测量（零件）是否合格（在规定的验收极限范围内）的过程，它通常不一定要求得到被测量（零格（在规定的验收极限范围内）的过程，它通常不一定要求得到被测量（零件）的具体数值。检验包括测试、检定

4、与比对三个过程。件）的具体数值。检验包括测试、检定与比对三个过程。测试测试：是指试验研究性的测量，也可理解为试验和测量的全过程。：是指试验研究性的测量，也可理解为试验和测量的全过程。检定检定：是指为评定计量器具的计量特性（准确度、稳定度、灵敏度等）是：是指为评定计量器具的计量特性（准确度、稳定度、灵敏度等）是否合格所进行的全部工作。检定的主要对象是计量器具。否合格所进行的全部工作。检定的主要对象是计量器具。比对比对：是指在规定的条件下对相同准确度等级的同类基准、标准或工作用：是指在规定的条件下对相同准确度等级的同类基准、标准或工作用计量器具之间的量值进行比较。计量器具之间的量值进行比较。2.1

5、.3 检验、测试、和比对的概念检验、测试、和比对的概念2.22.2长度单位与量值传递长度单位与量值传递2.2.12.2.1长度单位与尺寸传递系统长度单位与尺寸传递系统 为了保证工业生产中长度测量的准确度，首先要为了保证工业生产中长度测量的准确度，首先要建立统一、可靠的长度基准建立统一、可靠的长度基准。常见的长度基准：常见的长度基准：米（米（m）、毫米（）、毫米（mm）、微米）、微米(m)、纳米（纳米（n nm）国际单位制国际单位制机械制造机械制造精密测量精密测量超精密测量超精密测量换算关系为：换算关系为：1m=1000mm 1mm=1000m 1m=1000 n nm子午线子午线也叫也叫经线经

6、线,是在地面上连接两极的线是在地面上连接两极的线,表示南北方向。经线表示南北方向。经线和垂直于它的纬线构成地球上的坐标既经纬网。地球上任何一个和垂直于它的纬线构成地球上的坐标既经纬网。地球上任何一个地方的位置都可以用一条经线和纬线的交叉点来表示。所有的经地方的位置都可以用一条经线和纬线的交叉点来表示。所有的经线长度都相等线长度都相等。n使用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的精确度，但因对复现使用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的精确度，但因对复现的条件有很高的要求，不便在生产中直接用于尺寸的测量。因此，的条件有很高的要求，不便在生产中直接用于尺寸的测量。因此，需要将基准的量值按照定义的规定

7、，复现在实物计量标准器上。常需要将基准的量值按照定义的规定，复现在实物计量标准器上。常见的实物计量标准器有量块（块规）和线纹尺。见的实物计量标准器有量块（块规）和线纹尺。n量块是没有刻度的、截面为矩形的平面平行的端面量具。用铬锰钢量块是没有刻度的、截面为矩形的平面平行的端面量具。用铬锰钢等特殊合金钢制成，具有线膨胀系数小、不易变形、硬度高、耐磨等特殊合金钢制成，具有线膨胀系数小、不易变形、硬度高、耐磨性好、工作表面粗糙度值小以及研合性好等特点。常用的是长方体。性好、工作表面粗糙度值小以及研合性好等特点。常用的是长方体。2.2.2 量块量块量块的研合性量块的研合性(粘合性）粘合性）利用量块的研合

8、性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组，利用量块的研合性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组，得到所需要的各种尺寸。得到所需要的各种尺寸。量块的用途量块的用途nA、量块在机械厂和各级计量部门中应用较广，常作为尺寸传递的长度基准和计量仪器示值误差的检定标准。nB、也可用于精密划线和机床夹具的调整。nC、也可直接用于检测工作。1.量块的形状与特点量块的形状与特点n长方体的量块有两个平行的长方体的量块有两个平行的测量面，其余为非测量面。测量面，其余为非测量面。测量面极为光滑、平整，其测量面极为光滑、平整，其表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值0.0080.0080.012m0.012m，两测量面

9、之间，两测量面之间的距离即为量块的工作长度的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标称长度到（标称长度）。标称长度到5.5mm5.5mm的量块，其公称值刻的量块，其公称值刻印在上测量面上；标称长度印在上测量面上；标称长度大于大于5.5mm5.5mm的量块，其公称的量块，其公称长度值刻印在上测量面左侧长度值刻印在上测量面左侧2.量块的尺寸量块的尺寸 量块是单值量具，一个量块只代表一个尺寸。量块是单值量具，一个量块只代表一个尺寸。而量块在使用时，常常用几个量块组合使用，而量块在使用时，常常用几个量块组合使用，如图所示。由于量块测量面上的粗糙度数值如图所示。由于量块测量面上的粗糙度数值 和平面度误差都

10、很小，当测量表面留有一层和平面度误差都很小，当测量表面留有一层 极薄的油膜时，在切向推合力的作用下，由极薄的油膜时，在切向推合力的作用下，由 于分子之间的吸引力。两量块能研合在一起。于分子之间的吸引力。两量块能研合在一起。这样，就可使不同尺寸的量块组合成所需要这样，就可使不同尺寸的量块组合成所需要 的尺寸。的尺寸。为了能用较少的块数组合成所需要的尺寸，量块按一定尺寸系列成套生产供应。为了能用较少的块数组合成所需要的尺寸，量块按一定尺寸系列成套生产供应。n量块的精度量块的精度(级级)n按国标按国标GB6093-2001量块量块中，按制造精中，按制造精度分度分6级级，即，即00、0、1、2、3和和

11、K级，其中级，其中00级级精度最高，精度最高，3级最低，级最低，K级为校准级，具有与级为校准级，具有与00级相同的精度。分级的级相同的精度。分级的主要依据是量块中心长主要依据是量块中心长度的极限偏差、量块长度的极限偏差、量块长度变动量的允许值、测度变动量的允许值、测量面的平面度、量块的量面的平面度、量块的研合性以及测量面的表研合性以及测量面的表面粗糙度等。面粗糙度等。量块的精度（等）量块的精度（等）制造高精度的量块的工艺要求高、成制造高精度的量块的工艺要求高、成本也高，而且即使制造成高精度量块，本也高，而且即使制造成高精度量块，在使用一段时间后，也会因磨损而引在使用一段时间后，也会因磨损而引起

12、尺寸减小，使其原有的精度级别降起尺寸减小，使其原有的精度级别降低。因此，经过维修或使用一段时间低。因此，经过维修或使用一段时间后的量块，要定期送专业部门按照标后的量块，要定期送专业部门按照标准对其各项精度指标进行检定，确定准对其各项精度指标进行检定，确定符合哪一符合哪一“等等”，并在检定证书中给，并在检定证书中给出的标称尺寸的修正值。出的标称尺寸的修正值。按鉴定精度量块分为按鉴定精度量块分为1，2，3，4，5，6共共六等六等，精度依次降低。，精度依次降低。分等的主要指标是：中心长度测量的分等的主要指标是：中心长度测量的极限误差和平面平行性允许偏差，即极限误差和平面平行性允许偏差，即检定量块时的

13、测量总不确定度。检定量块时的测量总不确定度。4.量块的精度等级量块的精度等级量块的量块的“级级”与与“等等”n量块的量块的“级级”和和“等等”是从成批制造和单个检定两种不是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。n按按“级级”使用使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸尺寸，该尺寸包含其制造误差包含其制造误差。n按按“等等”使用使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，该尺寸不包含制造误差，但寸，该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误

14、包含了检定时的测量误差差。n就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。所以，多。所以，量块按量块按“等等”使用时其精度比按使用时其精度比按“级级”使用使用要高要高，且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使，且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命用寿命。二、二、长度基准与量值传递长度基准与量值传递 1）量块块数尽可能少，一般不超过量块块数尽可能少，一般不超过35块。块。2）必须从同一套量块中选取，决不能在两套或必须从同一套量块中选取，决不能在两套或 两套以上的量块中混选。两套以上的量块中混选。3）组合时，不能将测量面与非测量面

15、相研合。组合时，不能将测量面与非测量面相研合。4 4）组合时，下测量面一律朝下。组合时，下测量面一律朝下。量块的组合方法及原则量块的组合方法及原则5.量块的组合使用量块的组合使用28.935-1.00527.93-1.4326.5-6.5 20-20 0 例如：要组成例如：要组成28.935mm的尺寸，采用的尺寸，采用83块一套的量块块一套的量块28.935-1.005第一块量块尺寸为1.005mm27.93-1.43 第二块量块尺寸为1.43mm26.5-6.5第三块量块尺寸为6.5mm 20-20 第四块量块尺寸为20mm 0 以上四块量块研合后的整体尺寸为28.935mm 2.3.1.计

16、量器具的分类：按其测量原理、结构特点及用途分为四类计量器具的分类：按其测量原理、结构特点及用途分为四类n1、基准量具基准量具:以固定的形式复现量值的计量器具以固定的形式复现量值的计量器具n 2、通用计量器具通用计量器具:固定刻线量具、游标量具、微动螺旋副式量仪、固定刻线量具、游标量具、微动螺旋副式量仪、机械式量仪、光学量仪、气动量仪、电动量仪、光电式量仪机械式量仪、光学量仪、气动量仪、电动量仪、光电式量仪n3、专用计量器具、专用计量器具:专门用来检验某种特定参数的量具。如圆度仪、专门用来检验某种特定参数的量具。如圆度仪、渐开线检查仪、极限量规等。渐开线检查仪、极限量规等。n4、计量装置、计量装置:为确定被测几何量所必需的计量器具和辅助设备的总为确定被测几何量所必需的计量器具和辅助设备的总体。它能够测量较多的几何量和较复杂的工件。体。它能够测量较多的几何量和较复杂的工件。2.3 计量器具和测量方法的分类计量器具和测量方法的分类刻度间距（隔）刻度间距（隔）C C：简称刻度，标尺：简称刻度，标尺上相邻两刻线中心线之间的实际距离上相邻两刻线中心线之间的实际距离（或圆周弧长）。（或圆周弧长）。（