几何量计量基础知识共81页
计量学基础——几何量计量
标准。它是单值量具，以其两端面之间的距离复现 长度量值。常用的量块是矩形平行六面体。
量块的主要用途是常被用作计量器具的标准。高 等级的量块可用来检定低等级的量块，低等级的量 块还可以直接作为精密的量具使用。
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第三节 几何量计量的传递和校准
一、 长度计量
如便携式光纤干涉测量仪、便携式大量程三 维测量系统等，往往用于解决现场大尺寸的测量 问题。
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第四节 几何量计量的发展
一、 测量尺寸继续向着两个极端发展
4、测试方式向多样化发展 4）虚拟仪器
虚拟仪器是虚拟现实技术在精密测试领域的应用， 国内已有深入的研究。一种是将多种数字化的测试仪器 虚拟成一台以计算机为硬件支撑的数字式的智能化测试 仪器；另一种是研究虚拟制造中的虚拟测量，如虚拟量 块、虚拟螺纹量规、虚拟坐标测量机等。
1、量块 量块的等和级 按制造准确度分可分为0级，1级，2级，3级，4
级共5个级别； 按量块的测量准确度分可分为1等，2等，3等，4
等，5等，6等共6个等级。
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第三节 几何量计量的传递和校准
一、 长度计量
1、量块 量块的性能
1）稳定性，即量块的实际长度随时间变化的程度。 2）耐磨性，量块在工作中经常与其他物体有接触， 所以要求计量面要有足够的耐磨性。 3）研合性，量块与量块经互相推合或贴合而形成一 体的性能。
2
第一节 几何量计量的基本名称与概念
一、 几何量的概念
几何量表征物体的大小、长短、形状和位置，其 基本参量是长度和角度，除此之外，还必须加入一些 工程参量，如：圆度、锥度、粗糙度、渐开线、螺旋 线等。
几何量计量的单位有：长度单位为“米”，单位 符号为“m”，是SI的七个基本单位之一。角度单位 有两个，即平面角单位为“弧度”，单位符号为 “rad”；立体角单位为“球面度”，单位符号为 “sr”。
几何量计量概述
第一节几何量计量概述一、几何量计量简介：几何量计量又称长度计量，是起步比较早，发展比较快，技术比较成熟的一门科学。
主要包括：光波波长、量块、线纹、表面粗糙度、平直度、角度、通用量具（游标类、测微类、指示表类）、工程测量等。
几何量计量的单位有：长度单位“米”。
角度单位有两个，即平面角单位为“弧度”，单位符号为“rad”；立体角单位为“球面度”，单位符号为“sr”。
二、几何量测量的基础知识：1、测量的基本要素：任何一项测量过程都必须有被测的对象和所采用的计量单位，此外还两者怎样进行比较和比较所得结果的准确度如何的问题，即测量方法和测量准确度问题。
这四个部分称为测量的四个基本要素。
1.1 测量对象：是指被测定物理量的实体。
而被测量则是指某一被测的物理量或被测对象的某一被测参数。
测量对象可能包含有多个被测的量。
1.2 计量单位：是在定量评定物理量时，作为标准并用以与被测量进行比较的同类物理量的量值。
计量单位的定义是：有明确定义和名称并命其数值为1的一个固定值。
如长度的单位有米、毫米、微米等。
1.3 测量方法：是指参与测量过程的各组成因素和测量条件的总称。
一般可从获得测量结果的方式、测量的接触形式、被测参数的多少等方面进行分类。
大致可分为：直接测量和间接测量；绝对测量和相对测量；接触测量和非接触测量；综合测量与单项测量；组合测量与独立测量；静态测量与动态测量；被动测量与主动测量等。
测量方法虽然有以上多种分类，但从测量本质来说，又可归结为直接测量、间接测量和组合测量三大类。
还必须指出，对于某一个具体的测量方法，他可能是直接测量，又可能是绝对测量。
计量人员可根据不同的测量对象和测量参数选择不同的方法。
1.4 测量结果的准确度：是指测量结果的正确可靠程度。
2、测量方法的误差因素：对测量方法的各种误差因素进行认真分析，以估计它们对测量结果的影响，是设计测量方法或评定测量结果准确度的一个重要工作。
在一般精确度的测量中，测量方法的主要误差因素包括计量器具误差、标准件误差、瞄准误差、读数误差、定位误差。
几何量测量基础ppt课件
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。
计量标准 是指准确度低于计量基准的计量标准器 具，用于检定其它计量标准或工作计量器具
量块
工作计量器具
量值传递 定义：量值传递就是将国家计量基准所
复现的计量单位量值，通过检定（或其它传
递方式）传递给下一级计量标准，并依次逐 级传递到工作计量器具，以保证被测量的量 值准确一致。
2.2.2 量值传递系统
• 长度量值传递系统
长度量值传递系统
量值传递与溯源实例
1.2.3
量块
材料：线膨胀系数小、性能稳 定、耐磨、不易变形
L
上、下测量面 极为光滑、平整，
具有粘合性
实际量块
40
量块的基 本长度
40.001
40
量块的精度等级
① 量块的分级: 按制造精度分为6级: 00, 0, k, 1, 2, 3 级
例:
机械比较仪
③计量装置：指为确定被测几何量的量 值所必须的计量器具和辅助设备的总体．
另: 量规----指没有刻度的专用计量器具．
例:
通 端 止 端
光滑量 规
不合 不合 格 格
通 通 止 端 端 端
通 止 止 端 端 端
测量—获取被测量量值的实验过程。 • 检验—仅判断被验零件合格与否而不获取量 值的过程。
D
直接测量
用千分尺测直径
b R
h 8h 2
2
先测b与h,再代入 公式计算R的值
弓高弦长法测圆弧半径
间接测量
2.按示值是否为被测几何量的量值分类
＜1＞绝对测量：指计量器具显示的示值即为被测几 何量的量值.
＜2＞相对测量：指计量器具显示出被测几何量相对 于已知标准量的偏差，被测几何量量值为已知标准量 与该偏差的代数和．
土木专业建筑学2几何量测量基础随堂讲义共83页PPT资料
材料：线膨胀系数小、性能稳 定、耐磨、不易变形
L
40.001
40
上、下测量面 极为光滑、平
整，具有粘合
性
4400
量块的标称长 度(=基本长度)
量块中心长 度的实际值
• 量块的精度等级
① 量块的分级: 按制造精度分为5级: k ，0，1，2，3 级。
精度依次降低
L
L a
L中含制造误差:L- La
按级使用:以标称长度L 为工作尺寸
② 量块的分等
量块按检定时的测量精度分为5等: 1, 2, 3, 4, 5等, 精度依次降低．
按等使用:以La为工
La
L
作尺寸
La----检定后给出的量块中心长度的实际值. La中不含制造误差，含测量误差。
∴按等使用比按级使用的测量精度高.
量块的组合使用
量块具有研合性，因此，可在一定的范围内将不 同尺寸的量块组合成所需的工作尺寸．
6.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。
7.校正值 为校正计量器具系统测量误差，用代数法加 到测量结果上的值，与计量器具系统测量误差的绝对值相等而 符号相反。
的程度．
§2 长度量值的传递系统
一、长度基准
1983年第17届国际计量大会上通过的米的定 义是：1米等于光在真空中1/299792458秒的时 间间隔内所经过的距离。
米是自然基准，米的定义主要采用能辐射稳定波 长的激光来复现。
二、长度量值传递系统
量 值 传 递
国家基准波长
几何量计量概述
第一节几何量计量概述一、几何量计量简介：几何量计量又称长度计量，是起步比较早，发展比较快，技术比较成熟的一门科学。
主要包括：光波波长、量块、线纹、表面粗糙度、平直度、角度、通用量具（游标类、测微类、指示表类）、工程测量等。
几何量计量的单位有：长度单位“米” 。
角度单位有两个，即平面角单位为“弧度”，单位符号为“rad”；立体角单位为“球面度”，单位符号为“ sr”。
二、几何量测量的基础知识：1、测量的基本要素：任何一项测量过程都必须有被测的对象和所采用的计量单位，此外还两者怎样进行比较和比较所得结果的准确度如何的问题，即测量方法和测量准确度问题。
这四个部分称为测量的四个基本要素。
1.1 测量对象：是指被测定物理量的实体。
而被测量则是指某一被测的物理量或被测对象的某一被测参数。
测量对象可能包含有多个被测的量。
1.2 计量单位：是在定量评定物理量时，作为标准并用以与被测量进行比较的同类物理量的量值。
计量单位的定义是：有明确定义和名称并命其数值为1 的一个固定值。
如长度的单位有米、毫米、微米等。
1.3 测量方法：是指参与测量过程的各组成因素和测量条件的总称。
般可从获得测量结果的方式、测量的接触形式、被测参数的多少等方面进行分类。
大致可分为：直接测量和间接测量；绝对测量和相对测量；接触测量和非接触测量；综合测量与单项测量；组合测量与独立测量；静态测量与动态测量；被动测量与主动测量等。
测量方法虽然有以上多种分类，但从测量本质来说，又可归结为直接测量、间接测量和组合测量三大类。
还必须指出，对于某一个具体的测量方法，他可能是直接测量，又可能是绝对测量。
计量人员可根据不同的测量对象和测量参数选择不同的方法。
1.4 测量结果的准确度：是指测量结果的正确可靠程度。
2、测量方法的误差因素：对测量方法的各种误差因素进行认真分析，以估计它们对测量结果的影响，是设计测量方法或评定测量结果准确度的一个重要工作。
在一般精确度的测量中，测量方法的主要误差因素包括计量器具误差、标准件误差、瞄准误差、读数误差、定位误差。
长度计量第二章 几何量测量基础
§4 各类测量误差的处理
σ
x
目录
根据误差理论，测量列算术平均值的标准偏差与测量 列单次测量值的标准偏差存在如下关系：
σ N
说明测量次数越多， x 就越小，测量精密度就越高。 但当 σ一定时，N>10以后， x 减小已很缓慢，故一般取 N=10～15次为宜。
多次测量的测量结果可 表示为
xe x 3 x
§2 计量器具和测量方法
三、测量方法的分类
1. 按实测几何量是否为被测几何量分类
目录
直接测量 被测几何量的数值直接由计量器具读出。 间接测量 由实测几何量的量值按一定的函数关系 式运算后获得。
2. 按示值是否为被测几何量的量值分类
绝对测量 计量器具显示或指示的示值即是被测几 何量的量值。 相对测量（比较测量） 计量器具显示或指示出被 测几何量相对于已知标准量的偏差，被测几何量的量 值为已知标准量与该偏差值的代数和。
§4 各类测量误差的处理
目录
而测量次数一般不超过几十次，随机误差超出±3 的情况实际上很难出现。因此，可取δ=±3 作为随机 误差的极限值，记作
lim 3
显然，它也是测量列中单次测量值的测量极限误差。 选择不同的 t 值，就对应不同的概率，测量极限误 差的可信程度也就不一样。随机误差在±t范围内出现的 概率称为置信概率，t称为置信因子或置信系数。在几何 量测量中，通常取t=3，即置信概率为99.73%。
§4 各类测量误差的处理
2. 测量列中随机误差的处理步骤
目录
① 计算测量列中各个测得值的算术平均值 设测量列测得值为x1、x2、…、xN，则算术平均值为
1 x N
x
i 1
N
第二章_几何量测量技术基础
原始信号转换为电量信号，具有放大、 滤波电路。
特点：精度高，测量信号经A/D转换后， 易于与计算机接口，实现测量和数据处 理的自动化。
如电感比较仪、圆度仪等。
山东理工大学机械学院 电感比较仪
山东理工大学机械学院
电感测量的基本原理如图所示。 图（a）是气隙式电感传感器，它 由线圈1、衔铁3、铁心2和测杆4 组成。铁心与衔铁之间有一个厚 度为的空气隙，仪器的测杆与衔 铁3连接在一起。当被测工件尺寸 发生变化时，引起测杆向上或向 下移动，使空气隙的厚度 也随之 改变。
山东理工大学机械学院
山东理工大学机械学院
4. 示值范围 计量器具所能显示或指示的 被测几何量起始值到终止值的范围。
5. 测量范围 计量器具在允许误差限度内 所能测出的被测几何量的下限值到上 限值的范围。测量范围上限值与下限 值之差称为量程。
示值范围和测量范围的关系。
山东理工大学机械学院 机械式比较仪
1. 被测对象：本课程主要是几何量，即长度、 角度、形状、位置、表面粗糙度以及齿轮 等零件的几何参数；
2. 测量单位：我国法定计量单位，长度为米， 角度为弧度和度、分、秒。
3. 测量方法：测量时采用的测量原理、测量 器具和测量条件的总和。
4. 测量精度：测量结果与被测真值一致的程 度。反义词为测量误差。测量误差大，测 量精度低，测量误差小，测量精度高。
8. 修正值 为消除或减小系统误差，用代数法加到 测量结果上的数值。其大小与示值误差绝对值相 等，符号相反。
9. 测量重复性 相同测量条件，对同一被测几何量 多次测量，各测量结果间的一致性。通常以测量 重复性误差的极限值表示。
10. 不确定度 由于测量误差的存在而对被测几何量 量值不能确定的程度。表征测量结果的分散性。
几何量测量基础课件正式幻灯片
计量单位
计量单位（简称单位）是以定量表示同种量 的量值而约定采用的特定量。
我国规定采用以国际单位制为基础的“法定 计量单位制”。它是由一组选定的基本单位和由 定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。 如“米”、“千克”、“秒”、“安”等为基本 单位。
机械工程中常用的长度单位有“毫米”、 “微米” 和“纳米” ，常用的角度单位是非国 际单位制的单位“度”、“分”、“秒”和国 际单位制的辅助单位“弧度”、“球面度” 。
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。
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）。标称长度小于或等于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 。
数据处理 对检测数据进行计算和处理，获得检测结果。
填报检测结果 将检测结果填写在检测报告单及有关的 原始记录中，并根据技术要求作出合格性的判定。
长度、角度量值的传递
长度单位与计量基准
在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本 单位名称是“米”，其单位符号为“m”。
“米”的定义于18世纪末始于法国，当时规定“米等 于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一”。19世纪 “米”逐渐成为国际通用的长度单位。1889年在法国巴 黎召开了第一届国际计量大会，从国际计量局订制的30 根米尺中，选出了作为统一国际长度单位量值的一根米 尺，把它称之为“国际米原器”。
由于测量会受到许多因素的影响，其过程总 是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。对 于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围， 说明其可信度。
08工程测量讲义(几何量基础知识)
几何量计量基础培训讲义（工程测量参数）438站梅利江一、几何量计量概述几何量是空间量，是由长度和角度组成的多维量，可以用来描叙物体的大小、长短、形状和位置等几何特征。
通常我们把这些特征量的检定、校准和测试统称为几何量计量。
几何量计量是现代计量科学技术的重要组成部分，它与国民经济建设和国防建设有着十分密切的关系，尤其在机械制造业、国防科技工业中应用特别广泛，在各级计量检测机构中几何量计量占有重要位置。
几何量计量的主要任务是研究和确定长度单位的定义，建立、保存长度计量基准和标准，开展长度、角度的检定、校准、测试和进行量值传递，以确保量值的统一和正确。
几何量计量有两大分支，即长度计量和角度计量，它们分别是直线段的长度和圆弧长度的相对值的计量。
所以，习惯上也称其为长度计量。
长度的基本单位是米（m)，是国际单位制七个基本单位之一。
角度的单位是弧度，是国际单位制的两个辅助单位之一。
除此以外，由于几何量的多维性质，为了表示物体的大小、长短、形状和位置等几何特征，还定义了许多工程参量。
这些工程参量的计量与测试都属于几何量计量。
国防科技工业的几何量计量，按计量标准的计量特性划分为十一个分专业，它们是量块、线纹、角度、平直度、表面粗糙度、齿轮、工程测量、万能量具、坐标测量、经纬仪类仪器、几何量仪器。
二、测量的有关概念1、测量测量就是以确定量值为目的的一组操作。
操作可以是自动地进行的，测量有时也称计量。
测量实质上就是被测量与标准的比较。
2、测量结果由测量所得到的赋予被测量的值。
在测量结果的完整表述中应包括测量不确定度。
3、真值与给定的特定量的定义一致的值。
4、约定真值对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值，有时该值是约定采用的。
约定真值可以是在给定地点，由参考标准复现而赋予该量的值，也可以是常数委员会推荐的常数，如光速、阿佛加德罗常数等。
三、测量的四个基本要素测量的四个基本要素是测量对象、测量单位、测量方法、测量的准确度。
【免费下载】几何量计量概述
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
几何量计量基础培训讲义(工程测量参数)
例如：对某一长度尺寸为L＝80mm的 被测量进行测量，测量方法有多种。 可以用卡尺测量，可以千分尺测量， 也可以用量块、光学计对被测对象 进行比较测量。
四、测量误差
1、测量误差的概念 测量误差是指由测量赋予的被测量
之值与被测量的真值之差。 由于真值不能确定，实际上用的是
约定真值。
测量误差有时也称为测量的绝对误 差，
对于一个不完整的圆，我们可以先 测出圆的一部分弦长和弦高。通公 式计算圆的直径
s2 D h
4h
式中：s － 孔的弦长 h － 弦高 不同的测量方法，产生的 s
误差是不同的。 h
（3）测量环境 ①温度：有两方面的影响 a、 偏离标准温度20℃; b、被测件与标准件存在温度差; 对温度的修正可以用下面的公式进
二、测量的有关概念
1、测量 测量就是以确定量值为目的的
一组操作。操作可以是自动地进行 的，测量有时也称计量。 测量实质上就是被测量与标准 的比较。
2、测量结果 由测量所得到的赋予被测量的值。
在测量结果的完整表述中应包括测 量不确定度。
3、真值 与给定的特定量的定义一致的值。
360°= 21600′= 1296000″。
（3）密位制
密位是军用光学仪器的一种角度计 量单位，常见于炮用的测角仪器中。 目前定义密位的方法有两种。一种 是将圆周分为6000等分，每一等分 即为一密位，相当于六十分制的 3′36″；另一种是将圆周6400等分， 每一等分为一密位，相当于3′22.5″。
几何量计量的主要任务是研究和 确定长度单位的定义，建立、保存 长度计量基准和标准，开展长度、 角度的检定、校准、测试和进行量 值传递，以确保量值的统一和正确。
第6章+几何计量
精思国计，细量民生
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第二节 长度计量
精思国计，细量民生
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第二节 长度计量
1、量块
量块是几何量计量中应用广、精度高的一种实 物标准。它是单值量具，以其两端面之间的距离复 现长度量值。常用的量块是矩形平行六面体。 量块的主要用途是常被用作计量器具的标准。 高等级的量块可用来检定低等级的量块，低等级的 量块还可以直接作为精密的量具使用。
o
精思国计，细量民生
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第二节 长度计量
2、线纹尺 常用的金属线纹尺有按横截面分有H型，X型， 和矩型三种。
精思国计，细量民生
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第二节 长度计量
3、计量光栅
光栅的基本工作原理是利用光栅的莫尔条纹现象 进行测量的。
取两块光栅常数相同的光栅，一块为标尺光栅， 另一块为指示光栅，把二者刻线面相对，中间留有很 小的间隙相叠合，便组成了光栅副，当两块光栅的刻 线相交一个极小的角度θ时，在相对运动时就会出现 莫尔条纹。
精思国计，细量民生 8
第一节 几何量计量概述
3. 几何量计量的几个基本原则
1）几何量测量的四个要素 ①测量对象和被测量
测量对象－是指被测定的物理量的实体。
被 测 量－是指某一被测的物理量或被测对
象的某一被测参数。
精思国计，细量民生
9
第一节 几何量计量概述
3. 几何量计量的几个基本原则
1）几何量测量的四个要素 ②计量单位
最短测量链原则－为保证一定的测量准确 度，总的测量误差控制在最小的程度，应选择测 量链最短。
精思国计，细量民生
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第一节 几何量计量概述
3. 几何量计量的几个基本原则
2）几何量测量的四条基本原则 ④封闭原则