几何量测量基础

第二章 几何量测量基础
第二章 几何量测量基础 目录
§1 概述 §2 长度量值的传递 §3 计量器具和测量方法 §4 测量误差 §5 各类测量误差的处理 §6 等精度测量列的数据处理
§1 概述
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为了保证机械零件的互换性，需要对完 工零件的几何量进行检测，以判断是否符合 设计要求。
一、几何量测量的定义
§2 长度量值的传递
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① 量块长度 l 量块一个测量面上的任意点到与其相 对的另一测量面相研合的辅助体表面之间的垂直距 离。
② 量块的中心长度 lc 对应于量块未研合测量面中 心点的量块长度。
③ 量块标称长度 ln 标记在量块上，用以表明其与 主单位（m）之间关系的量值，也称为量块长度的 示值。
1. 有关量块精度的术语
图2-2 有关量块长度、偏差和误差的术语
有两个测量面和四个非测量面。
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两相互平行的测量面之间的距离为量块的工作 长度，称为标称长度（量块上标出的长度）。
从量块一个测量面上任意点
到与这个量块另一个测量面 L1 L4 L
量块
相研合的面的垂直距离称为
L2 L3
平晶
量块长度Li。
§2 长度量值的传递
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一、长度基准
◆国际单位制及我国法定计量单位制长度的基本 单位是米（m）。
◆1983年第17届国际计量大会上通过的米定义是： “1米是光在真空中于1/299792458秒时间间隔内所 经路径的长度”。
◆ 米的定义主要采用稳频激光来复现。因稳频激 光的波长作为长度基准具有极好的稳定性和复现 性。
量块的精度（等）：
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分“等”主要依据量块测量的不确 定度和量块长度变动量的允许值来划 分的。
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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，在使用一段时间后， 也会因磨损而引起尺寸减小，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，确定符合哪一“等”，并在检定证 书中给出的标称尺寸的修正值。
从量块一个测量面中心点
到与这个量块另一个测量面
相研合的面的垂直距离称为量块的中心长度。
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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（研磨或抛光）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 ≦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一个非 测量面上,该表面的左右侧面分别为 上测量面和下测量面。
几何量测量是指为确定被测几何量的量 值而进行的实验过程。
本质是将被测几何量与作为计量单位的 标准量进行比较，从而确定两者比值的过程 。
§1 概述
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二、测量要素
1. 被测对象 本课程被测对象是几何量，包括长度、几 何误差、表面粗糙度、螺纹及齿轮的几何参数Fra Baidu bibliotek。 2. 计量单位 采用国际单位制（SI），长度基本单位米 (m)，常用单位毫米(mm)和微米(μm)。 3. 测量方法 测量时所采用的测量原理、计量器具和测 量条件的综合。 4. 测量精度 测量结果与真值相一致的程度。由于在测 量过程中总是不可避免地出现测量误差，故无测量精度 的测量是毫无意义的测量。
§2 长度量值的传递
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④ 任意点的量块长度偏差 e 任意点的量块长度与 标称长度的代数差，即e=l-ln。合格条件： -te≤e≤+te 。
⑤ 量块的长度变动量 v 量块测量面上任意点中的 最大量块长度lmax与最小量块长度lmin之差。合格条 件：v≤tv。
⑥ 量块测量面的平面度误差 fd 包容量块测量面的 实际表面且距离为最小的两个平行平面之间的距离 。其公差为td。合格条件：fd≤ td 。
§2 长度量值的传递
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3. 量块的组合使用
量块具有研合性，故可将不同尺寸的量块进行组合而形成所需的 工作尺寸。表2-1列出了国产83块量块组的尺寸系列。
表2-1 83块一套的量块组成
量块的截面尺寸
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量块工作尺寸 <0.5
≧0.5~10 >10
截面尺寸（mm2） 5x15 9x30 9x35
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1、作为长度标准，传递尺寸量值；
2、用于检定测量口齿的示值误差； 3、作为标准件，用比较法测量工件尺寸，或 用来校准、调整测量器具的零位； 4、用于直接测量零件尺寸； 5、用于精密机床的调整和机械加工中精密划 线。
§2 长度量值的传递
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2.量块的精度等级
（1） 量块的分级
按照JJG 146-2003《量块检定规程》的规定，量 块的制造精度分为五级：K、0、1、2、3级，其中K 级精度最高，精度依次降低，3级最低。
量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。
量块的精度（级）：
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主要根据量块长度极限偏差和量块长度变动 量的允许值、测量面的平面度、粗糙度及量块的 研合性等指标来划分的。
二、 长度量值传递系统
2.2 长度量值的传递
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国家基准波长
工作基准器 激光干涉比长仪或
双频激光干涉仪
比较测量法
工作基准米尺
比较测量法 工作基准器
激光光波干涉仪 绝对测量法
1 等量块
比较测量法
比较测量法
1 等线纹尺
线
比较测量法
纹
量
2 等线纹尺
具
比较测量法
3 等线纹尺
直接测量法
2 等量块
比较测量法
端 面
3 等量块
量 比较或直接测量法 具
4 等量块
比较或直接测量法
极少数高精度 计量器具的示值
某些高精度 计量器具的示值
精密机床用尺 之类的工作计量器具
直接测量法 普通尺之类的 工作计量器具
5 等量块
某些计量器具的示值
各种计量器具
工作尺寸
工件尺寸
图2-1 长度量值传递系统
§2 长度量值的传递
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三、量块
2.2 长度量值的传递
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（2） 量块的分等
按照JJG 146-2003《量块检定规程》的规定，量块的 检定精度分为五等：1、2、3、4、5等，其中1等最高， 精度依次降低，5等最低。
（3） 量块按“等”使用与按“级”使用
量块按“级”使用时，应以量块的标称长度作为工作 尺寸，包含制造误差。量块按“等”使用时，以检定给 出的量块中心长度的实际尺寸作为工作尺寸，排除制造 误差的影响，仅包含检定的测量误差。故量块按“等” 使用的测量精度比量块按“级”使用时高。