直线度误差测量
直线度误差的测量
直线度误差的测量直线度误差一般是指机床导轨在全部长度上的实际直线度与理想直线的偏差值，它关系机床的精确度，影响加工工件的质量，对于高精度的数控机床来说，控制直线度误差在允许的范围内就显得更为重要。
直线度误差分为垂直面的直线度误差和水平内的直线度误差两种，这里通常指垂直面的直线度误差。
1、用百分表来打表的方法测量具体步骤见教材相关内容。
测量时应当注意几点:1.百分表的表杆触头要与被测表面垂直，否则会产生测量误差，不是准确的误差值。
2.移动表面要光滑平直，自身的直线度要高。
3.表杆触头起点位置时，转动表盘调整表针对准零位。
2.一般选用框式水平仪和光学自准直仪来测量，检测工具不同，但原理相似。
对于高精度的数控机床，要借助电脑和专用软件进行检测并给予修正。
这里主要介绍常用的水平仪的测量原理和使用方法。
测量直线度误差的水平仪为200 mm×200 mm的框式结构,其精度为0.02 mm/m,即当水平仪放在1m长的垫板上,一端垫起0.02 mm高时,其水平仪中的水泡必定向低端移动一个刻度,如果移动了两个刻度,则表面垫起的高度应为0.04 mm,一般导轨的长度较短,常以200 mm为一测量单位,即直接把水平仪的底面放在被检测的导轨上,由于底面长为200 mm,所以当水平仪上的气泡向低端移动一刻度时,此时水平仪底面两端的高度差应当为200×0.02/1000 mm=0.004 mm,而决不是0.02 mm,这一点应当注意。
3.将被测导轨按200 mm一段分成若干段,从左向右依次测量200 mm长一段两端的高度差,并列表记录。
表中数字正值表示右端高左端低,负值表示左端高右端低,最后按照所测的数值列出误差图形。
从图形中可以看出终点不在纵坐标的零线上,说明导轨的起点和终点不在同一水平线上,这时图形上的直线度误差反映不是真实情况,要想准确地计算直线度误差应当将两端点调成水平,才能得出实际值,否则应当对图形进行技术处理,通常采用技术处理图形的方法较为简单。
数控直线度误差的测量
直线度误差的测量【知识要点】一、直线度误差①概述直线度是限制被测实际直线对理想直线变动量的一种形状公差。
被限制直线有平面内的直线、直线回转体上的素线、平面与平面的交线和轴线等。
②分类根据零件的功能要求不同，可分别给出在给定平面内、给定方向上和任意方向上的直线度要求三种类型。
⑴给定平面内直线度在给定平面内的公差带为间距等于公差值t的两平行直线所限定的区域。
如下右图标注的含义是表示被测表面的素线必须位于平行于投影面而且距离为公差值0.1mm的两平行直线内。
⑵给定方向上直线度在给定方向上的公差带为间距等于公差值t的两平行平面所限定的区域。
如下右图标注的含义是表示三棱尺的棱线必须位于箭头所示方向且距离为公差值0.1mm的两平行平面内。
⑶任意方向上直线度在任意方向上的公差带为直径等于公差值t的圆柱面所限定的区域。
如下右图标注的含 的圆柱体轴线必须位于直径为公差值0.08mm的圆柱面内。
义是d二、几何误差测量步骤①根据误差项目和测量条件确定测量方案，然后根据方案选择测量器具、并确定测量基准。
②进行测量，得到被测实际要素的有关数据。
③进行数据处理，得到几何误差。
三、直线度误差的检测方法1、打表法测量打表法即将被测零件、表架、百分表等，以一定方式支承在工件台上，测量时使百分表与被测工件产生相对移动，读出数值，从而进行误差测量。
①百分表百分表（如图所示）是一种精度较高的比较量具。
它只能测出相对数值，不能测出绝对值，主要用于检测工件的几何形状和位置误差（如圆度、平面度、垂直度、跳动等），也可在机床上于工件的安装找正。
另外百分表具有防震机构，使用寿命长，精度可靠。
②测量步骤⑴清洁零件测量表面、工作台及百分表触头等。
⑵将工件和检测仪器安装在偏摆仪上。
⑶调整百分表，使其测头垂直压在被测表面，并具有1~2圈压缩量。
⑷沿被测件的轴线方向移动百分表架。
⑸记录指示针最大与最小读数。
⑹然后把被测工件转过900度，重复上述步骤进行打表测量。
直线度误差准直测量方法
直线度误差准直测量方法
直线度误差是指工件轴线与参考直线之间的偏差。
直线度误差准直测量方法是通过使用专门的测量仪器和方法来测量和评估工件的直线度误差。
常用的直线度误差准直测量方法有以下几种：
1. 双平台法：使用两个平台，将工件夹在中间，通过观察工件在两个平台上的接触点来评估直线度误差。
如果接触点在平台上移动，则说明工件轴线不直。
2. 投影法：通过将工件投影到平面上并观察投影图案来评估直线度误差。
常用的方法包括使用投影仪、光电测量仪或激光干涉仪等设备。
3. 三点法：在工件的两个端点和中间点处测量工件的高度，并通过比较这三个点的高度差来评估直线度误差。
4. 游标卡尺法：使用游标卡尺或千分尺等工具，在工件的不同位置上测量其直径或宽度，并比较这些测量值来评估直线度误差。
5. 平板法：将工件放置在平板上，通过观察工件与平板的接触情况来评估直线度误差。
这些方法中，常用的是双平台法、投影法和三点法。
具体选择哪种方法取决于工件的形状、尺寸和测量要求。
使用这些方法
进行直线度误差准直测量时，需要注意选择合适的测量仪器和仔细操作，以确保测量结果的准确性和可靠性。
直线度的介绍及误差检测方法
直线度的介绍及误差检测方法摘要：直线度是几何误差中最基础的一项，本文简述了有关直线度的基本知识。
其中着重阐述了直线度的几何公差带，以及直线度的评定方法。
其中公差的标注和检测原则都是通用的原则，适用于各种几何误差。
一、直经度的定义限制实际直线对理想直线变动量的一种形状公差。
由形状（理想包容形状）、大小（公差值）、方向、位置四个要素组成。
用于限制一个平面内的直线形状偏差，限制空间直线在某一方向上的形状偏差，限制空间直线在任一方向上的形状偏差。
几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、方向和相互位置的差异。
在形状上的差异称形状误差，在方向上的差异称方向误差，在相互位置上的差异称位置误差。
直线度在几何公差中是最基础的部分，按检测关系分直线度属于被测要素中的单一要素——指对要素本身提出形状公差要求的被测要素。
二、直线度基本特性几何公差分形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差四种类型。
其中形状公差是对单一要素提出的几何特征，因此，无基准要求。
三、直线度公差的标注1、公差框格用公差框格标注时，公差要求标注在划分成两格或多格的矩形框格内。
框格中的内容从左至右顺序填写（如图2.1）：（1）几何特征符号；（2）公差值，以线性尺寸单位表示的量值。
（3）基准符号，因直线度无基准所以不标注。
图2.12、限定性规定的标注①如果需要对整个被测要素上任意范围标注同样几何特征的公差时，可在公差值的后面加注限定范围的线性尺寸值，并在两者之间用斜线隔开，如图2.2（a）所示。
②如果标注的是两项或两项以上同样几何特征的公差，可直接在整个要素公差框格的下方放置另一个公差框格，如图2.2（b）所示。
图2.2四、直线度的几何公差带几何公差是实际被测要素对其理想形状、理想方向和理想位置的允许变动量。
直线度一类的形状公差是指实际单一要素所允许的变动量。
几何公差带是指由一个或几个理想的几何线或面所限定的、由线性公差值表示其大小的区域，他是限制实际被测要素变动的区域。
直线度误差的测量实验报告
直线度误差的测量实验报告直线度误差的测量实验报告引言：直线度误差是衡量物体表面平直度的一个重要指标，它描述了物体表面与理想直线之间的偏差程度。
在工业生产中，直线度误差的控制对于保证产品的质量和性能至关重要。
本实验旨在通过测量直线度误差，探究测量方法的准确性和可行性，并对实验结果进行分析和解读。
实验装置与方法：本实验采用了激光干涉仪作为测量装置，该装置能够精确地测量物体表面的直线度误差。
首先，我们选择了一块平整的金属板作为实验样品，并将其固定在测量台上。
然后，我们将激光干涉仪对准样品表面，使其能够发射一束平行光线。
接下来，我们将激光干涉仪的接收器移动到样品表面上，并记录下接收器接收到的光强信号。
通过测量不同位置处的光强信号，我们可以得到样品表面的高度分布情况。
根据高度分布曲线，我们可以计算出样品表面的直线度误差。
实验结果与分析：经过多次实验测量和数据处理，我们得到了样品表面的高度分布曲线。
根据这些数据，我们计算出了样品表面的直线度误差为0.05mm。
这意味着样品表面与理想直线之间的最大偏差为0.05mm。
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下几点结论：1. 实验方法的准确性：激光干涉仪作为测量装置，具有高精度和高稳定性。
通过对光强信号的测量和数据处理，我们可以得到较为准确的直线度误差值。
2. 实验方法的可行性：本实验采用的激光干涉仪测量方法简单、快速、非接触，并且不会对样品表面造成损伤。
因此，该方法在工业生产中具有较高的可行性和实用性。
3. 直线度误差的控制：通过测量直线度误差，我们可以评估产品的质量和性能。
对于要求较高的产品，需要控制直线度误差在一定范围内，以确保产品的精度和稳定性。
结论：通过本实验，我们成功地测量了样品表面的直线度误差，并得出了0.05mm的误差值。
实验结果表明，采用激光干涉仪作为测量装置，可以准确、快速地测量物体表面的直线度误差。
这为工业生产中直线度误差的控制提供了一种可行的方法和手段。
自准直仪测量直线度误差
内燃机与配件
自准直仪测5）
摘要院 自准直仪是一种光学测角仪器，它是利用光学自准直原理来观测目标位置的变化，广泛应用于直线度和平面度的测量。由 于自准直仪是通过对反射镜微小角度的变化来评定被测零件的直线度或平面度的，因此测量人员在用自准直仪测量直线度时，总是 存在角度与线性尺寸之间的转换、仪器的线性分度值等问题。为此，本文从自准直仪的外形结构、自准直原理、测微原理和测量过程等 方面，对自准直仪测量直线度的过程进行详细的介绍。
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术在内的科学技术取得飞速进步，对各个领域产成了巨大
要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
基金项目院陕西国防工业职业技术学院 2017 年院级科研项目（项 目编号：Gfy17—04，项目名称： “一种用于自准直仪的 测量平台设计”）。
作者简介院吴呼玲（1979-），女，陕西临潼人，讲师，硕士，主要从事 机械产品检验检测、误差理论与数据处理、测量仪器操 作与维护等方面的教学和研究工作。
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直线度误差的评定方法
直线度误差的评定方法直线度误差(line quality error)是指直线上一点到另一点的距离与直线上所有点的距离之比的平方根的平均值小于或等于1/2。
在计算机图形学、计算机辅助设计(CAD)、地理信息系统(GIS)、运动图像处理、医学影像分析等领域中,直线度误差是一个重要的测量和评估标准。
本文将介绍直线度误差的评定方法,并拓展相关知识。
一、直线度误差的评定方法1. 几何法几何法是最常用的直线度误差评定方法之一。
该方法基于直线上的点、线、面及其相互关系。
首先,计算直线上所有点的距离,然后计算直线上所有点的相对距离。
最后,计算平均值和标准差,即可得到直线度误差。
2. 光线法光线法是利用光线的传播规律计算直线度误差的方法。
该方法将直线上的一个点作为光线起点,将光线分成两条光线,一条光线经过直线上的所有点,另一条光线经过直线上的少数点。
计算两条光线的交点与已知点的距离,然后计算平均值和标准差,即可得到直线度误差。
3. 人工神经网络法人工神经网络法是一种基于机器学习的方法,可用于直线度误差的评定。
该方法将直线上的所有点作为输入,输出直线度误差的估计值。
该方法采用神经网络模型,通过学习大量数据,估计直线度误差。
二、直线度误差的拓展知识1. 直线度误差与图像质量的关系直线度误差对图像质量有很大的影响。
如果直线度误差较大,图像容易出现模糊、失真等问题。
因此,在图像处理中,常常需要对直线度误差进行评定,以确定图像的清晰度和精度。
2. 直线度误差与测量误差的关系直线度误差也和测量误差有关。
在测量中,如果直线度误差较大,可能会导致测量误差较大。
因此,在测量中,需要对直线度误差进行评定,以确定测量结果的准确性和可靠性。
3. 直线度误差在计算机视觉中的应用直线度误差在计算机视觉中也有重要的应用。
在计算机视觉中,常常需要对图像中的直线进行测量。
直线度误差评定可以用于确定图像中的直线长度和角度等参数,从而提高计算机视觉系统的准确性和可靠性。
直线度误差的测量
实验三直线度误差的测量
一、实验目的
1. 掌握直线度误差的测量原理和数据处理方法。
2. 掌握框式水平仪的使用方法
二、实验仪器
框式水平仪、被测平板
三、测量原理及计量器具说明
常用的框式水平仪，主要由框架和弧形玻璃管主水准器、调整水准组成。
利用水平仪上水准泡的移动来测量被测部位角度的变化。
框架的测量面有平面和V 形槽，V形槽便于在圆柱面上测量。
弧形玻璃管的表面上有刻线，内装乙醚(或酒精) ,并留有一个水准泡，水准泡总是停留在玻璃管内的最高处。
若水平仪倾斜一个角度，气泡就向左或向右移动，根据移动的距离(格数) ,直接或通过计算即可知道被测工件的直线度，平面度或垂直度误差。
四、实验步骤
量出被测表面总长，按桥板节距L将被测平板等分成若干段。
1．将被测件固定定位。
2．根据水平仪工作长度在被测件整个长度上均匀布点，将水平仪放在桥板上，按标记将水平仪首尾相接进行移动，逐段进行测量。
3．测量时，后一点相对于前一点的读数差就会引起汽泡的相应位移，由水准器刻度观其读数（后一点相对于前一点位置升高为正，反之为负）。
正方向测量完后，用相同的方法反方向再测量一次，将读数填入实验报告中。
4．将两次测量结果的平均值累加，用累积值作图，按最小区域包容法，求出直线度误差值f。
5．将计算结果与公差值比较，作出合格性结论。
思考题
1. 评定形状误差时应遵循什么原则？
2. 用作图法求解直线度误差值时，总是按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两条平行包容直线之间距离，原因何在？。
3-2直线度误差测量
• 6）双光束准直系统
– 这种方法的原理如图所示。在原来激光准直仪的扩束系 统之后增设一套光束变换棱镜系统Ａ，将原来的一束激 光分为能量相近、相互平行或接近平行的两束光射出。 当从望远镜出射的激光束发生平移、角漂移和变形时， 由于棱镜组A的变换作用，使得通过棱镜A后出射的对称 中心线并不发生变化。
• 其他原则：贴切原则、最小二乘原则、两端点连线法。
4．分类：
• 平面线 平面线直线度误差 给定一个方向
•线
给定两个方向
• 空间线 空间线直线度误差 任意方向
直线度公差
• 直线度公差用于控制 直线和轴线的形状误 差，根据零件的功能 要求，直线度可以分 为在给定平面内，在 给定方向上和在任意 方向上三种情况。
– 在0～30m范围内可获得1×10－6的相对稳定精度。
• （7）相位测量型 – 典型的例子是双频激光干涉仪直线度测量系统，图是双 频激光直线度测量系统，它的传感元件是由沃拉斯顿棱 镜和一个二面反射镜组成。
图 双频激光干涉仪测量直线度
棱镜与反射镜的相对横向位移量h为
/N h 4 sin / 2 C
• 对长形工件：可分段法测量，测得值通过图解法或计算法得 到直线度误差
（5） 光线基准法：测量基准为几何光线 • （A）传统的光学准直法
该法是利用测微准直望远镜光轴作为测量基准，通过靶标偏 离光轴的情况来反映被测要素的直线度误差。参见图
图光线基准法
• （B）现代激光准直法：以激光作为基准线。 – 最基本的激光准直仪的原理如图所示。光源一般为氦— 氖激光器，输出功率为1—2mw。
§3-2 直线度误差测量
主要内容：
机械制造 实验报告 直线度误差合像水平仪测量
实验项目名称：直线度误差合像水平仪测量一、实验目的（必填）1.1、掌握用合像水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。
二、实验原理与测量仪器（必填）2.1原理直线度误差通常按与理想要素比较的原则进行测量，其测量原理如图 2-1 所示。
用准直光线、水平面或高精度平板的平面构成一条模拟理想直线 L，将被测实际直线 L'与模拟理想直线进行比较，若能直接测出被测的实际直线上各点相对于理想直线的绝对距离y 。
y1，…，yn ，或相对偏距Δ。
Δ1，…，Δn，则这种测量方法称之为直接测量法。
若每次测量的读数仅反映相邻两测点的相对高度差δ。
δ1,δ2,…,δn。
通过累加（即ΔK = ∑δi）后，才能获得相对偏距，则这种测量方法称之为间接测量法。
不管采用哪种测量方法，其最终目的都是要按各测点的相对偏距，作出被测实际直线的折线图，最后按最小条件确定被测实际直线相对于理想直线的变动量，即直线度误差值。
2.2、测量仪器合像水平仪的结构如图 2-3 所示。
合像水平仪的水准器 1 是一个封闭的玻璃管，内装己醚或酒精，并留有一个小气泡。
将合像水平仪安置在桥板上，当桥板的两接触点所组成的连线平行水平面时，气泡处在水准器的正中。
此时，通过合像棱镜 2 ，将气泡两端的半像汇聚到放大镜 3之下，出现图 2-3 （ b ）所示的两半像端对齐的结果。
当桥板的两接触点所组成的连线相对于水平面偏斜时，气泡偏高水准器的中心，两半像端错开Δ（图 2-3 （ C ）。
此时转动刻度盘 8 将水平仪重新调平，使气泡两半像端对齐，然后通过刻度盘 8 （分度值0.01mm/ m ），即可确定测量读数。
用合像水平仪测量所获得的每个读数也仅仅只反映桥板两接触点的相对高度差δi 。
三、测量步骤1 ．将导轨全长分成长度相等的若干小段（取1m,分成10段）。
确定相邻两测点之间的距离（节距），按节距调整桥板的两圆柱中心距。
图3导轨的等分图4按节距调整桥板的两圆柱中心距2 ．将合像水平仪放在桥板上，然后将桥板依次放在各节距的位置，每放一个节距后，要旋转微分筒合像，使放大镜中的合像，此时即可读数，如此顺测（从首点到尾点），回测（由终点至首点）各一次。
直线度误差的测量
实验三 直线度误差的测量一、 实验目的：1． 掌握直线度的测量、数据处理和评定方法。
2． 熟悉水平仪的使用操作方法。
二、 实验要求用水平仪和桥板测量平面的直线度误差。
三、 仪器说明水平仪的主要工作部分是水准器，它是一个封闭的玻璃管，内装乙醚和酒精混合液并留有一定长度的气泡，在地心引力作用下，管内液面总是保持水平，即气泡总是在圆弧玻璃管最上方，在玻璃管外表面上有刻度。
若水准器倾斜一个角度а，则气泡将移到倾斜后的最高点，气泡移过的刻度格数与倾斜角а成正比。
（见图5—1）常用框式水平仪外形尺寸为：20038200⨯⨯mm ，分度值为：0.02mm/m ，表示在一米长度上高度变化0.02mm ，水准器气泡移动一个刻度格。
由于水准器内封入液对温度十分敏感，故在使用时不可用手指接触水准器。
四、测量原理用框式水平仪测量直线度误差的原理见图5—2。
图5—1水平仪固定在桥板上，桥板下两支点间的跨距L 可以调节，调节范围为50~250mm ，跨距大小按被测要素长度决定，一般取被测要素长度的10151~。
将调节好跨距的桥板连同固定在其上的水平仪放于被测要素0—1点上，见图5—2，在水平仪气泡中移动格数反映了被测要素上与桥板接触的两点（0，1）对大地水平线的高度差。
如气泡向右移动静止后读得气泡位置X 1（格数），即表示1点比0点高，其相对高度差为：图5—2h1—h0=X1×0.02mm/m×LL—支点间跨距。
单位：m记下该读数X1，再将桥板右移一个间距，使两支点分别位于1点和2点，同样可以测得X2，即h2—h1。
顺序移动桥板的位置，即可测的被测线上各相邻两点相对大于大地水平线的高度差。
五、测量方法1、按被测要素长度确定并调节好桥板的跨距L，在被测要素按跨距L标出各测点的位置。
0，1，2，••••••，n—1，n。
2、将水平仪固定于桥板上，调整被测要素处于接近水平的位置，使得桥板在被测要素各部位时水平仪的气泡在刻度范围内。
直线度误差的实验报告
直线度误差的实验报告直线度误差的实验报告引言直线度误差是衡量物体表面平直程度的一个重要参数。
在工程领域中，直线度误差的大小直接影响着零件的质量和精度。
因此，准确测量和评估直线度误差是非常关键的。
本实验旨在通过实际测量和分析，探究直线度误差的产生原因和测量方法。
实验方法1. 实验仪器和材料准备本实验所需的仪器和材料包括：直线度测量仪、测量标准件、卡尺、测量软件等。
2. 实验步骤（1）将待测物体放置在直线度测量仪的工作台上，并固定好。
（2）使用卡尺等工具，确定测量起点和终点，并在待测物体上做好标记。
（3）启动测量软件，按照仪器说明进行测量参数的设置。
（4）将测量仪的测头沿着待测物体的表面移动，确保测量仪能够覆盖整个测量范围。
（5）完成测量后，保存测量数据，并进行数据分析和处理。
实验结果与分析1. 直线度误差的测量结果经过一系列的测量操作，我们得到了待测物体的直线度误差测量结果。
以某零件为例，测量结果如下：测量点直线度误差（mm）1 0.022 0.033 -0.014 0.005 0.022. 直线度误差的分析通过对测量结果的分析，我们可以得出以下几点结论：（1）直线度误差的产生原因主要包括工艺、材料和设备等因素的综合影响。
例如，加工过程中的切削力、热变形等都会对零件的直线度产生影响。
（2）直线度误差的测量结果呈现出一定的波动性，这是由于测量仪器本身的精度以及测量过程中的人为误差所致。
（3）测量数据中的正负值表示了待测物体表面的凸出和凹陷情况。
正值表示凸出，负值表示凹陷，而接近于零的数值则表示表面相对平直。
3. 直线度误差的影响直线度误差的大小直接影响着零件的质量和精度。
具体来说，直线度误差较大的零件在装配和使用过程中容易产生摩擦、卡阻等问题，从而影响整体性能。
因此，在工程设计和制造过程中，需要对直线度误差进行严格控制和评估。
结论通过本实验的测量和分析，我们对直线度误差有了更深入的了解。
直线度误差的产生与工艺、材料和设备等因素密切相关，测量结果的波动性和正负值的表示方式也为我们提供了更多的信息。
实验2-1直线度误差的测量 - 机电工程学院
实验2-1直线度误差的测量一、实验目的1．通过测量加深理解直线度误差的含义2．掌握直线度误差的测量及数据处理二、实验内容用水平仪按节距法测量导轨在给定平面内的直线度误差三、计量器具及测量原理为了控制机床、仪器导轨或其他窄而长平面的直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。
常用的计时器具有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪和自准直仪等。
使用这类器具的共同特点是测定微小角度的变化。
由于被测表面存在直线度误差，当计量器具置于不同的被测部位时，其倾斜角度就要发生相应的变化。
如果节距（相邻两测点的距离）一经确定，这个变化的微小角度与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。
通过对逐个节距的测量，得出变化的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。
由于合像水平仪准确度高、测量范围大、测量效率高、价格便宜、携带方便等优点，因此在检测工作中得到了广泛了应用。
图2-1 合像水平仪测量直线度误差1、仪器结构：合像水平仪结构如图2-1（a）所示，主要由微动螺杆5、螺母8、度盘7、水准器2、棱镜1、放大镜3、杠杆4以及具有平面和V形工作面的底6等组成。
主要技术指标：分度值：0.01mm/m最大测量范围：±5mm/m工作面长度：165毫米示值误差：±1毫米／米范围内：±0.01mm/m2、工作原理：测量时将合像水平仪放于桥板上相对不动，再将桥板置于被测表面上。
若被测表面无直线度误差，并与自然水平基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合像棱镜1所产生的影像，在放大镜3中观察将出现如图2-1b所的情况。
但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，致使气泡移动，其视场情况将如图2-1c所示。
此时可转动测微螺杆5，使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组1的中间位置，则图2-1c中两影像的错移量△消失而恢复成一个光滑的半圆头（图2-1b）。
直线度误差测量实验报告
直线度误差测量实验报告实验目的：1. 掌握测量直线度误差的基本方法和步骤；2. 了解直线度误差的定义、计算和表达方法；3. 熟悉测量仪器的使用和保养方法。
实验装置：1. 三点法测量仪；2. 双平台千分尺；3. 镜座；4. 定位块；5. 试块。
实验原理：直线度误差是指实际直线轨迹与理论直线轨迹间的偏离程度，通常用最大偏离量（Max. deviation）或最大偏离值（Max. deviation value）来表示。
而直线度误差的测量方法主要有：三点法、双平台千分尺法、激光干涉仪法等。
三点法是指通过在测量物体上取三个点并以其中两个点作基准线，再利用第三个点来检测其距离这个基准线的偏差，从而计算直线度误差。
实验步骤：1. 安装试块：将试块安装在镜座上。
2. 安装三点法测量仪：首先将测量仪装在试块上，再调整测量仪的高度和水平，使其稳定且垂直于试块表面。
然后，将定位块移至试块表面上并压紧，以保证定位块和试块表面平行。
3. 测量基准线：选择试块上两点作为基准线，并用双平台千分尺测量其距离。
将将测量仪放置在该基准线的中点上，并将其调整垂直于基准线。
4. 测量误差：将测量仪沿着基准线移动，同时记录另一个点到基准线的距离。
重复该过程数次，并计算最大偏离量或最大偏离值。
实验结果：经过反复测量，本组实验数据如下：| 点号 | 到基准线的距离（mm） ||------|----------------------|| P1 | 0.03 || P2 | 0.06 || P3 | 0.02 || P4 | 0.05 || P5 | 0.04 |通过计算可得，最大偏离量为0.06mm，最大偏离值为0.05mm。
实验结论：在三点法测量仪的帮助下，本组实验成功测量出了试块的直线度误差，并得到了较为准确的结果。
根据测量结果，可以得出试块的偏差程度较小，较为符合要求。
在实验过程中，我们也进一步了解了测量仪器的使用和保养方法，为今后的实验工作打下了坚实的基础。
直线度误差测量
i
0
各测量段读数a i
82 +2
72 -8
83 +3
84 +4
89 +9
81 +1
79 -1
0
a–a a i 1( 1=80)
各测点累积值
h i
0
0
+2
-6
-3
+1
+10
+11
+10
然后把各测点累积值作为坐标值按一定比例绘出直线度误差曲线(图 4.80)。
画误差曲线图
4.80)。
图4.80
计算直线度误差值
4.5 用自准直仪测量 自准直仪测量 直线度误差
4.5.1 用间接测量 -节距法测量导 节距法测量导 轨的直线度
自准直仪
节距法
准直仪的调整
准直仪的调整
视场要明亮清晰
用双刻线瞄准
粗读数为3′ 粗读数为3′
Hale Waihona Puke 测微鼓上读细读数19″ 测微鼓上读细读数19″
合成读数为3′19″ 合成读数为3′19″
测水平方向直线度误差 时必须将测微目镜转过90° 时必须将测微目镜转过90°
4.5.3 测量举例
测量举例
i
用自准直仪测量一根 1m 导轨的800mm部分,测得数据如表2-2所列.仪器的分度值 =0.005/1000(≈1 秒 ),桥板跨距l=100mm.
表2-2 测点顺序
测量数据处理 1 80 2 3 4 5 6 7 8
从图中可看出A,B,C三点符合“高—低 --高”的最小区域判断条件(B,C,D不符合) 故为最小包容区域线,即为直线度误差。可 以用坐标旋转法求得BE值。将横坐标转至 AC线,先求单位旋转量 q=10/6 则直线度误差为: f_=3q+∣-6∣=3×10/6+∣-6∣=11格 =11×0.5µm=5.5µm
任务二直线度误差的测量概要课件
允许最大误差
误差范围
重复测量
直线度误差的统计分析
数据处理
误差分布 精度评估
04
直线度误差的案例分析
案例一：机床导轨直线度误差测量
总结词
详细描述
案例二：大型设备基础安装直线度误差测量
总结词
大尺寸、高标准
详细描述
大型设备基础的直线度误差对设备的运行和使用寿命有着重要影响。由于基础尺 寸较大，直线度误差的测量标准也相对较高。同时，由于基础安装的环境和条件 各异，测量时需要考虑多种因素的综合影响。
案例三：精密零件加工直线度误差测量
总结词
高精度、复杂形状
详细描述
精密零件的直线度误差直接影响其使用性能和寿命。由于精密零件的形状复杂，其直线度误差的测量需要采用先 进的测量技术和高精度的测量仪器。同时，在加工过程中还需要严格控制工艺参数和环境条件，以确保零件的加 工精度和质量。
05
展前景
智能化 高精度 多功能化
THANKS
感谢观看
新型测量技术的发展趋势
光学测量技术
利用光学原理，实现高精度、非 接触的直线度误差测量。
激光干涉测量技术
利用激光干涉现象，提高直线度 误差测量的精度和稳定性。
机器视觉测量技术
结合计算机视觉和图像处理技术， 实现快速、自动的直线度误差测 量。
人工智能在直线度误差测量中的应用
数据处理与分析 自动化检测 预测与优化
接触测量法
接触测量法是一种通过接触被测物体 来测量直线度误差的方法。
接触测量法适用于测量各种材料的直 线度误差，如金属、木材、塑料等。
接触测量法通常使用触头或传感器在 被测物体表面移动，通过测量触头或 传感器的位置变化来计算直线度误差。
实验三 直线度误差的测量
实验三 三坐标测量机测量直线度误差一、实验目的1．掌握形状误差评定的原理；2．了解三坐标测量机的测量原理与操作方法；3．熟悉使用三坐标测量机评定直线度误差的原理与方法。
二、实验内容使用三坐标测量机测量直线度误差，绘制直线度误差曲线三、直线度误差的评定直线度误差是指实际被测直线对其理想直线的变动量，理想直线的位置应符合最小条件。
最小条件是指实际被测直线对其理想直线(评定基准)的最大变动量为最小。
测量数据可以用指示表测量实际被测直线上各测点相对于平板(测量基准)的高度来获得，也可以用水平仪或自准直仪对实际被测直线均匀布点测量，测量两相邻测点之间的高度差来获得。
然后，按照最小条件或以首、尾两个测点的连线(即两端点连线)作为评定基准，由获得的测量数据用作图或计算的方法求解直线度误差值。
四、使用三坐标测量机测量直线度误差1．三坐标测量机的组成和测量原理图3-1 三坐标测量机的组成1—工作台 2—移动桥架 3—中央滑架 4—Z 轴 5—测头 6—电子系统 Z43615X2Y（一）CMM 的组成三坐标测量机（Coordinate Measuring Machining ，简称CMM ）是典型的机电一体化设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。
（1）机械系统：一般由三个正交的直线运动轴构成。
如图3-1所示结构中，X 向导轨系统装在工作台上，移动桥架横梁是Y 向导轨系统，Z 向导轨系统装在中央滑架内。
三个方向轴上均装有光栅尺用以度量各轴位移值。
人工驱动的手轮及机动、数控驱动的电机一般都在各轴附近。
用来触测被检测零件表面的测头装在Z 轴端部。
（2）电子系统：一般由光栅计数系统、测头信号接口和计算机等组成，用于获得被测坐标点数据，并对数据进行处理。
（二）CMM 的工作原理三坐标测量机是基于坐标测量的通用化数字测量设备。
它首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。
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❖ 对长形工件：可分段法测量，测得值通过图解法或计算法得 到直线度误差
（5） 光线基准法：测量基准为几何光线 ❖ （A）传统的光学准直法
该法是利用测微准直望远镜光轴作为测量基准，通过靶标偏 离光轴的情况来反映被测要素的直线度误差。参见图5-5
图5-5 光线基准法
❖ （B）现代激光准直法：以激光作为基准线。 最基本的激光准直仪的原理如图5—6所示。光源一般为 氦—氖激光器，输出功率为1—2mw。
图5—6 激光准直法测直线度
直线度误差通常可用下列公式来表示：
Vx = VI ＋VIV －VII －VIII
Vy = VI ＋VII －VIII －VIV
克服激光束的漂移（角漂移和平行漂移）是提高激光准 直技术的关键之一。克服激光束漂移的影响的其他设计 方案有：菲涅耳波带片法、零级条纹干涉法、不对称位 相板法等。
现代激光准直法，与传统光学准直法相比，照度高、有 效工作距离长。
❖ （6）双光束准直系统
这种方法的原理如图5-7所示。在原来激光准直仪的扩束 系统之后增设一套光束变换棱镜系统Ａ，将原来的一束 激光分为能量相近、相互平行或接近平行的两束光射出。 当从望远镜出射的激光束发生平移、角漂移和变形时， 由于棱镜组A的变换作用，使得通过棱镜A后出射的对称 中心线并不发生变化。
式中：λ为激光波长；θ为沃拉斯顿棱镜出射光之间的夹角； N为计数电路的倍频数；C为计数器的累加数。
这种干涉仪还可以用光栅衍射的1级来构成。
❖ （8）．偏振测量型
利用偏振光偏振面的变化来测量直线度的典型例子是旋光法。旋光法 测量直线度的基本原理如图5-11。其中的位敏器件是旋光石英楔，由 两块左右旋的石英光楔组成。
4．分类：
❖ 平面线 平面线直线度误差 给定一个方向
❖线
给定两个方向
❖ 空间线 空间线直线度误差 任意方向
如下图所示，实际轴线为一空间线，它的形状误差可能发 生在空间的任意方向，因此，必须用一个以公差值为直径 的圆柱面的公差带，以限制这样的误差фf。
实际轴线最小区域图
二．测量方法
❖ 分类：有两大类
❖ 用途：测量较长机床导轨水平面内（垂直面内不采用此法） 的直线度误差。
（3） 测微仪法： ❖ 测量基准： 测量平板或基准平尺。 ❖ 偏差值： 用测微仪或指示表测得。 ❖ 用途： 适用中等尺寸的工件测量。
图5-3钢丝法
（4）平晶法 ❖ 基准：平晶工作面。
❖ 偏差值的获得：读取由平晶和被测表面形成的等厚干涉条纹 的弯曲量，求得被测表面相对平晶标准平面的偏差。
❖ 特点：简便，测量精度可达到1—3m，但难于定量测量。
❖ 测偏差值具体方法：
经验估读；
图5-1 刀口尺法
与标准光隙作比较
❖ 标准光隙：
用量块研合在平晶上 与刀口尺组成。
（2） 钢丝法：如图5-3所示。
❖ 测量基准：张紧的钢丝
❖ 偏差值的获得：读数装置（显微镜）沿被测表面移动，通过 显微视场观察并测量钢丝相对视场中央水平线的偏差。
有测量基准： （1）直接测量法——统一基准法 （2）间接测量法——节距法
无测量基准： （1）组合法 （2）量规检验法
（一）有基准的测量方法 ❖ 测量基准是对理想线的模拟，常用有
实物基准：标准平面、平尺、平晶、钢丝 重力水平基准，自然基准 光线基准：以光的直线传播为基准
1．直接测量法——统一基准法
❖ 方法精度 ❖ 仪器精度 ❖ 影响因素 ❖ 改善精度的措施
一．基本概念
1．直线度误差：
❖ 被测实际线对其理想线的变动量。
❖ 理想线的位置应符合最小条件。
2．最小区域：
❖ 包容被测实际要素时，具有最小宽度或直径的区域。
3．直线度误差的评定原则
❖ 基本原则：最小区域法。
❖ 其他原则：贴切原则、最小二乘原则、两端点连线法。
这种类型的优点是：
❖ 激光束通过大气时，偏振面不发生变化；
❖ 可以进行不连续测量，能够用于测量同轴度。
❖ （9）全息型
如图5-12是一种全息直线度测量仪。激光器发出的光经分光镜分为两 束，其中一束反射后经一定的光学系统成平行光落在全息底片上形成 参考光，另一束经散射板后也落在全息底片上形成物光，全息底片经 记录、处理后放回原处。参考光照射底片再现物光，与散射板来的直 接物光产生干涉。当全息底片与光学部件一同沿光轴移动而产生横向 偏移时，屏幕上干涉条纹的数量和形状均发生改变，由此可测得直线 度偏差。这种方法还不完善，精度也不很高。
❖ 用模拟法建立理想直线作为测量时的统一基准，将被测实际线上各被测 点与理想线上相应点比较，以此确定其偏差，最后经数据处理，评定直 线度误差。
❖ 特点：测得值既统一的坐标值。
（1）刀口尺法：
❖ 测量基准：刀口尺、平尺或量块
❖ 偏差值：用光隙的大小类判断范围，
❖ 用途：磨削或研磨的较短表面，如图5-1
❖ 问题2：测哪里的直线度？ （或外表面；水平或垂直面；平面或空间）
❖ 问题3：测量有什么特点？ ❖ 问题4：与长度、角度、表面粗糙度测量有何不同？
测量单位和标准量
❖ 长度单位-um、秒 ❖ 量块、线纹尺 ❖ 光波波长 ❖ 电压、电流标准
测量方法
❖ 测量方案设计
测量方法 测量仪器 安装、定位
测量精度
在0～30m范围内可获得1×10－6的相对稳定精度。
❖ （7）相位测量型 典型的例子是双频激光干涉仪直线度测量系统，图5-10 是双频激光直线度测量系统，它的传感元件是由沃拉斯 顿棱镜和一个二面反射镜组成。
图5-10 双频激光干涉仪测量直线度
棱镜与反射镜的相对横向位移量h为
/N h 4 sin / 2 C
以双光束的对称中心线为空间准直基准线，从理论上讲， 空间准直基准线的稳定性不再依赖激光束本身的稳定性。 当棱镜组A安装在可靠的固定位置上时，便实现了空间基 准线的高度稳定，用具有双光电坐标的检测靶可测出这 条中心线相对位置，便实现了高精度准直测量。
分束变换棱镜组A的具体结构如图5-8所示，由图5-9可 看出光束变换后的漂移是关于中心线对称的。
第五章 形位误差的测量
§5-1 直线度误差测量
主要内容：
1、有基准的测量方法
（基准、仪器、辅具、特点、过程） 直接测量法：统一基准（9种）
间接测量法：节距法（3种）
2、无基准的测量法测直线度 误差的评定方法
任务：直线度误差的测量
测量对象和被测量
❖ 问题1：测量对象的特点？ （工件、机床或标准器；形状、大小、轻重；材料）