检测技术第五章

三． 长度测量的标准量
测量是将被测量与标准量进行比 较的过程。标准量是体现测量单位 的某种物质形式，具有较高的稳定 性和精确度。 光波波长：直接使用米定义咨询委 员会推荐使用的五种激光和两种同 位素光谱灯的任一种来复现。
量块是由两个相互平行的测量面中心之间的距离来确定其工作长度的 一种高精度量具。
2. 用激光跟踪干涉测量仪测量大曲面形 状
激光跟踪测量仪采用球坐标测量系统。整个干涉系 统安装在一个立柱上，它可以绕水平轴和铅锤轴旋转。 两个回转角度φi，θi由装在两根轴上的测角系统读 出，矢径Li采用激光干涉原理测量，作为测量靶采用 猫眼反射器或角锥棱镜。
图5-13，5-14
(二)．坐标测量法——三坐标测量机
测头
工件 定位心轴
内圆定位
测头
工件
顶尖 顶尖定位
选择定位面应考虑下面原则：
1．尽可能与测量基面，工艺基面，装配基面统一。 2．选取尺寸和形状精度高的面为定位面。 3．定位面应保证定位稳定。 4 ．多参数测量时应避免多次定位。 5．测量系统中多有辅助定位系统，如可调工作台，可调测 头等。被测工件装 夹后，应正确调整仪器的辅助定位系 统，找到最佳定位点。
第五章 长度及线位移测量
第一节 概述
一. 长度单位：米的定义
我国和国际的长度单位是米。在1983年第十七届国际计量大会 上正式通过米的新定义如下：
“米是光在真空中1／299792458秒的时 间内所经过的距离。”
二． 长度量值传递
为了保证长度量值的准确和统一，必须把测得的尺寸与基 准长度联系起来，这一联系的渠道就是量值传递系统。目前， 在实际工作中常使用下述两种实物基准：量块和线纹尺。首先 由稳定激光的基准波长传递到基准线纹尺和一等量块，然后再 由它们逐次传递到工件，以确保量值准确一致。
理论上用三坐标测量机可测不经过 定位调整的任何工件的任意参数，实现测 量的关键是建立采样点与被测参量在坐标 测量中坐标的关系模型，即通过测量被测 几何要素上若干个点的位置坐标继而求得 被测参量。包括采样读数和数据处理两个 步骤。
(三)． 微小尺寸测量
随着科学技术和工业生产的发展，产品的小型 化或微型化越来越成为一个重要的分支，因而微 小尺寸的测量越来越多：如细丝、小孔、镀层厚 度、集成电路中的氧化层厚度、各元件间的微小 距离、计算机中磁头与磁盘间的微小间隙等等； 而且精度要求也越来越高，如超大规模集成电路 中要求位置的测量精度为0.lum的数量级。显然， 现有的传统测量方法和仪器是难以完成任务的， 迫切地要求提出新的测量方法，下面将介绍几个 测量方法的实例。
1、用激光衍射法测量金属细丝直径
一般的钢丝直径常用电感测微仪以接 触法进行测量，这种方法受测量力的影 响很大，即使在测量力较小的情况下， 其相对测量误差也是较大的，而且容易 引起细丝的弯曲变形。此外，如测力过 小，也由于测量不稳定而无法保证测量 精度。近年来由于激光技术的发展，为 测量细丝直径提供了新的测量原理和方 法。
夫琅和费衍射原理
当光源和衍射场(即屏幕P)都距衍射物(小孔、狭 缝等)无限远时的衍射称为夫琅和费衍射(或平行 光衍射)，实际上只要光源、屏幕离衍射物有足够 大的距离部可认为是夫琅和费衍射。
L Lt L
第二节 长度尺寸的测量
长度尺寸测量方法分类：
直接测量 间接测量
绝对测量 相对测量
测量的主要步骤：定位，瞄准，读数，数据 处理，给出测量结果等
一．工件的定位
常见的工件定位方法有：平面定位，外圆柱定位， 内圆柱定位，顶尖定位等。
测头
工件
固定侧头
工件
可动侧头 工作台
wk.baidu.com平面定位
外圆定位
V形架
3.光栅、容栅的栅距和感应同步器的线距。 ①测量效率高； ②容易实现数字显示和自动记录， ③可以实现测量自动化和自动控制。
黑白透射光栅
4.长度测量的基本原则
阿贝原则：在长度测量时，为了
保证测量的准确，应使被测零件 的尺寸线(简称被测线)和量仪中作 为标准的刻度尺(简称标准线)重合 或顺次排成一条直线。符合阿贝 原则的测量，可减小导轨直线度 误差对测量结果的影响。
量块是单值量具，可以组合使用。 量块的公称尺寸和实测尺寸。
量块“等”和“级”之间的关系是：
（1）对研合性及平面平行性偏差规定为：l、2等与0级，3、4等与1、 2级，5、6等与3、4级分别相同。
（2）“等”和‘级”可以代替使用。 例如，0、1、2级量块的中心长度制造极限偏差分别与3、4、5等量 块的中心长度测量极限误差相同，因此，0、l、2级量块可分别代 替3、4、5等量块来使用。
5．长度测量的标准环境
长度测量的标准环境为：环境温度20°，相对湿度50％~60％之间，气 压为0.1MP，测量装置远离振源等。否则要对测量结果进行修正：
L Lt [2(t2 200 ) 1(t1 200 )]
Lt — —被测工件长度测量值
2 , t2 — —工件的线胀系数和温度 1, t1 — —标准件的线胀系数和温度
量应尽可能与被测量具有相同定义及公称值。用于相对测量的仪器多称作测微仪 或比较仪，一般具有放大倍数大，示值范围较小、测量精度高、零位可调的特点。 如杠杆百分表，光学比较仪、接触式干涉仪、电感测微仪等。
三. 间接测量法常用装置：
测量得到的量值是采样点的坐标（坐标测量 法）或其他与被测量有确定函数关系的参量， 被测量的值须通过计算求得。
测有 线三 与个 测自 量由 线度 一使 致得
被
直接测量法：
将被测量直接和标准量进行比较。 可分为绝对测量和相对测量
绝对测量法：仪器示值为被测量的绝对值，常以刻度尺、光栅尺等作为
测量基准，一般具有绝对零位，示值范围较大。如游标卡尺、千分尺、测长仪、 测长机、工具显微镜等。
相对测量法：仪器示值为被测量相对于某一定值标准量的偏差值。标准
•大直径的间接测量
•坐标测量法
•微小尺寸的间接测量
(一)．大尺寸的测量
1. 用弓高弦长法测量大直径的孔和轴
如图所示为手持式测量装 置。在装置基体1的中央放 着指示表4；两侧装有带滚 柱3的支杆2。
这种装置在测量前应在 平板上进行调整指示表的 零位，即两个滚柱与平板 表面接触，而在指示表的 量杆下端，垫以适当的块 规。