第2章测量技术基础

思考题答案
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第2章思考题

教材P28习题2：2-1、2-2、2-3、2-7。 补充题：填空题
1、量块按制造精度分为5级，即 、 、 、 和 级。 2、测量的“四要素”是 、 、 、 。 3、欲从83块一套的量块中组合尺寸87.985mm，所选各量块的 标称尺寸应分别为即 、 、 、 mm。 4、 是指读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。 5、 是指测量器具标尺或刻度盘上两刻线间的距离。一 般为 mm。 6、 是指测量器具的标尺上最小一格所代表的被测尺寸。
测量的四要素—计量单位

计量单位——是进行测量的依据。被指定作 为计量单位的量值应该稳定不变，能够复现， 便于应用，并且应该是统一的。我国从 1984年起实行法定计量单位。确定以米制 作为我国的基本计量制度。如“米”、“千 克”、“秒”、“安”等为基本单位。
长度单位与计量基准


长度量的基本单位是米（m）。 1983年第17届国际计量大会正式通过了米的 新定义：“米”是光在真空中在 1/299792458s的时间间隔内行进路程的长度。 机械制造中常用的公制长度单位为mm，技 术测量和精密测量时，用μm和nm为单位。 1mm=10-3m，1 μm=10-3mm，1 nm=10-3 μm。
测量方法分类
1、按测量结果获得方法不同分类 ⑴直接测量 从测量器具的读数装置上直接得到 被测量值的测量。从测量器具的读数装置读出 的示值，可为被测量的全值，如用游标卡尺、 外径千分尺测量外圆直径；也可为相对某已知 标准量的偏差，如光学比较仪的测量。 ⑵间接测量 先测量出与被测量有一定函数关系 的相关量，然后按相应的函数关系式，求得被 测量的
尺寸系列（mm） 间隔（mm） 块数
0.5 1
1 1
1.005
1.01~1.49 0.01
1
49
1.5~1.9
2.0~9.5 10~100
0.1
0.5 10
5
16 10
量块的组合

为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数， 一般不超过4块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后 一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。 例如，从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块 组，选取方法为： 36.745 …………所需尺寸 － 1.005 …………第一块量块尺寸 35.74 － 1.24 …………第二块量块尺寸 34.5 － 4.5 30.0
刻度间距 测量器具标尺或刻度盘上两刻线间的距离。
通常都是等距刻度，一般为1～2.5mm。适合于眼睛辨别。
分度值 测量器具的标尺上最小一格所代表的被 测尺寸。它反映了该测量器具的测量精度的高低。
测量器具的技术性能指标

示值范围 测量器具刻度标尺或度盘内全 部刻度所代表的范围。例如比较仪的示值 范围为-0.1～+0.1mm（或±0.1mm），如图 所示。 测量范围 测量器具所能测量尺寸的最大 值和最小值。例如，外径千分尺的测量范 围有0～25mm、25～50mm等，比较仪的 测量范围为0～180mm。
…………第三块量块尺寸 ………第四块量块尺寸
量块使用的注意事项





量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。 使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损 伤，影响其粘合性。 分清量块的“级”与“等”，注意使用规则。 所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度 与环境温度相同后方可使用。 轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。 不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手 温对测量精确度的影响。 使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防 锈脂存于干燥处。
间接测量举例

例如用“弦高法”测量大尺 寸圆柱体的直径，由弦长L 与弦高H的测量结果，可求 得直径D的实际值，如图所 示。由图可得 D=L /4H+H
2
测量方法分类
2、按测量结果的读数值不同分类 ⑴绝对测量 从测量器具上直接得到被测参 数的整个量值的测量。例如用游标卡尺测 量轴径值。 ⑵相对测量 读数值只表示被测尺寸相对于 标准量的偏差。例如比较仪用量块调零后， 测量轴的直径，比较仪的示值就是量块与 轴径的量值之差。
测量方法分类
3、按测量中测量因素是否变化分类 ⑴等精度测量 在测量过程中，决定测量精度的全部因素或 条件不变。例如，由同一个人，用同一台仪器，在同样的 环境中，以同样方法，同样仔细地测量同一个量。在一般 情况下，为了简化测量结果的处理，大都采用等精度测量。 实际上，绝对的等精度测量是做不到的。 ⑵不等精度测量 在测量过程中，决定测量精度的全部因 素或条件可能完全改变或部分改变。由于不等精度测量的 数据处理比较麻烦，因此一般用于重要的科研实验中的高 精度测量。
测量的四要素— 测量方法


测量方法——是指测量时所采用的测量原理、 计量器具和测量条件的总和。 包括测量的原理、方式、步骤；根据被测对 象的特性，如精度、大小、轻重、材质、结 构形状、数量等选用计量器具和辅助用具以 及测量时的主、客观条件（如温度、湿度、 振动、噪声、环境及操作人员的水平、心理 素质、情绪）等。
量块的用途



作为长度尺寸标准的实物载体，将国家的长度 基准按照一定的规范逐级传递到机械产品制造 环节，实现量值统一。 作为标准长度标定量仪，检定量仪的示值误差。 相对测量时以量块为标准，用测量器具比较量 块与被测尺寸的差值。 也可直接用于精密测量、精密划线和精密机床 的调整。
量块的精度—级、等
测量器具的分类



标准量具 用来校对和调整其他测量器具， 或作为标准量与被测工件进行比较。 例如，量块。 光滑极限量规 一种没有刻度的专用检验工 具，检验光滑圆柱孔或轴。 例如，塞规、卡规。 通用量具 例如游标卡尺、外径千分尺、百分表、千 分表、光学比较仪等。
测量器具的技术性能指标


刻度间距 测量器具标尺或刻度盘上两刻线间的 距离。通常都是等距刻度，一般为1～2.5mm。 分度值 测量器具的标尺上最小一格所代表的被 测尺寸。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线 所代表的量值之差为0.01mm，则该测量器具的 分度值为0.01mm。分度值是一种测量器具所能 直接读出的最小单位量值，它反映了读数精度的 高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度 高低。



根据GB/T6093-2001规定，量块按制造精度分 为5级，即0、1、2、3和K级，其中，0级精度最 高，3级最低，K级为校准级。 量块分级主要是按量块长度极限偏差和量块长 度变动量的允许值等指标来划分的。 根据JG146-1994规定，量块按其检定精度分为6 等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等精度最高， 6等精度最低，“等”主要依据是量块测量的不 确定度和量块长度变动量允许值。
第2章

测量技术基础
机械制造中的测量技术主要研究零件几何 参数进行测量和检验的问题。 测量的定义 测量就是把被测的量与具 有测量单位的标准量进行比较的过程。 测量的四个基本要素 一个完整的测量过程应包含四个要素： 被测对象 计量单位 测量方法 测量精度
测量的四要素—被测对象

被测对象——指零件的几何量，即 长度、角度、形状和位置误差以及 表面粗糙度等。
测量的四要素—测量精度



测量精度——测量结果与被测量真值 的一致程度。 不考虑测量精度而得到的测量结果是 没有任何意义的。 真值的定义：当某量能被完善地确定 并能排除所有测量上的缺陷时，通过 测量所得到的量值。
量 块


量块又称块规，是一种高精度的平面平行端面 量具。它主要用于长度量值的传递、计量器具 的检定和校准以及机车、设备、夹具等的精密 调整、工件的精密划线和精密测量等。 量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、 性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。 其形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方 体。

示值范围 测量器具刻度标尺或度盘内全部刻度 所代表的范围。
测量范围 最小值。
测量器具所能测量尺寸的最大值和
测量器具的技术性能指标


示值误差 测量仪器的示值与被测量的真 值之差。示值误差是测量仪器本身各种误 差的综合反映。因此，仪器示值范围内的 不同工作点，示值误差是不相同的。一般 可用适当精度的量块或其它计量标准器， 来检定测量器具的示值误差。 不确定度 指由于测量误差的存在而对 被测量值的不肯定程度。 受随机误差和系统误差的影响。
量块的构成

长方体的量块有两个平行的测 量面，其余为非测量面。测量 面极为光滑、平整，其表面粗 糙度Ra值达0.012μm以上，两 测量面之间的距离即为量块的 工作长度（标称长度）。标称 长度到5.5mm的量块，其公称 值刻印在上测量面上；标称长 度大于5.5mm的量块，其公称 长度值刻印在上测量面左侧较 宽的一个非测量面上