任务二--直线度误差的测量概要
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。
直线度误差测量
（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。
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
❖ 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。
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。
将二直尺工作边相对地放置在可移动的仪器或机床工作台上，进行相 加（A＋B）测量，测得各点读数V1i。
直线度误差的测量教案
任务二直线度误差的测量【课题名称】平面零件直线度误差的测量【教学目标与要求】一．知识目标了解直线度误差的检测工具及测量方法。
二．能力目标能够正确使用百分表、框式水平仪和自准直仪进行测量，并准确计算误差值。
三．素质目标熟悉平面零件形位误差的检测原理、测量工具和使用方法，并能准确计算其误差。
四．教学要求能够按照误差要求正确地选择检测工具，并能够掌握测量工具的使用方法，对工件进行准确测量。
【教学重点】框式水平仪、自准直仪和百分表的使用，各种形位误差的检测方法。
【难点分析】精度为 0.02 mm/m的水平仪测量长度为200 mm长的实际误差值的计算。
从误差图形求出最大的误差值。
【分析学生】该内容的难度较大，特别是直线度误差值的计算和平面度零位调整比较难以理解，需要多做解释，学生才能够掌握。
尤其是零位调整的方法更难懂，一定要把原理讲透。
【教学设计思路】本次课内容较多，且内容难懂，建议分成4学时，以保证有更多的练习机会。
由于实训条件所限制，可以分组进行测量，教师应先讲解水平仪的测量原理，并计算按照200 mm长为一段测量时水平仪的实际误差，再让学生测量，然后按结果来讲述如何计算两端直线度的误差值。
对于平面度的检测也应先讲测量原理和方法，再给学生实测，最后介绍如何调零位计算误差值，边讲边练再总结提高。
本次课教学一定要做好预习工作。
【教学安排】4学时先讲后练，以练为主，加强巡视指导。
【教学过程】一. 复习旧课在形状和位置误差中，直线度误差在平面零件中出现得比较多，大家是否还能记住这些形位公差的含义呢？二、导入新课需要应用什么测量工具来检测零件的直线度，对于测量出来的数值又需要进行什么样的处理才能得出正确的误差值？这是本次课程的主要内容。
三、讲授新课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。
精密测量实验-自准直仪测直线度误差-精品文档
自准直仪测直线度误差一、实验目的1.掌握自准直仪测直线度误差的测量方法及数据处理方法；2.学会使用自准直仪的操作方法。
二、实验原理1.自准直仪是一种光学测角仪器，它利用光学自准直原理来观测目标位置的变化，广泛用于直线度和平面度的测量。
2.自准直仪器的光学自准直原理：光线通过位于物镜焦平面的分划板后，经物镜形成图1所示的平行光。
平行光被垂直于光轴的反射镜反射回来，通过物镜在焦平面上形成与标线重合的分划板标线像。
当反射镜倾斜一个微小角度α时，反射的光束就倾斜2α角（如图2所示）。
图1 平行光管原理图2 自准直光管的工作原理3.仪器的基本参数：分度值为0.005/1000弧度，物镜焦距400mm，目镜放大倍数20倍,示值范围±3，最大测距5000mm。
示值误差：当测微鼓轮不超过一圈时示值误差为).0015.1(n+±格，n为测+±格，当刻度鼓轮超过一圈时).0015.0(n量时测微鼓轮转过的格数。
三、实验步骤、数据记录及处理1.实验步骤1）将桥板沿着导轨的长度方向靠近被测导轨一端，可以拿一钢尺进行比较；2）打开自准直仪的电源，调整仪器目镜焦距，直到能看清楚分划板上的刻线为止；3）将反射镜安装在桥板上，并置于被测导轨的一端，最好进行简单固定，并保证开始读数后反射镜不能再动。
然后调节读数鼓轮，使指标线与影像对准，记下第一个读数，并且读数时要注意正负符号；4）将桥板依次按跨距逐段移动并进行测量，依次记下各次读数，移动时要注意首尾相接，保证桥板轮子的圆心对齐刻线，且移动的轨迹尽量是一条直线；5）为减小测量中各种误差因素，对以上的测量进行回测，并记下读数取同一位置两次读数的平均值作为测量结果，指导记录完20组数据为止；6）用最小包容区域判别法来评定直线度误差。
即两条平行直线包容误差折线，其中一条直线必须与误差折线两个最高（或最低点）相切，在两点之间应有一个最低（或最高点）与另一条平行直线相切。
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）。
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
直线度的介绍及误差检测方法
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1、直接法此类方法一Fra bibliotek是首先确定一条测量基线，然后通过测量 得到实际被测直线上的各点相对测量基线的偏差，再按 规定进行数据处理得到直线度值。（素线的测量）
如： ①光隙法（利用刀口角尺）
该方法适合于磨削或研磨加工的小平面及短圆柱（锥） 面的直线度误差的测量。
限制被测实际直线对理想直线变动量的一项指标。 被限制的直线有平面内的直线、直线回转体（圆柱 或圆锥）上的素线、平面与平面的交线（形成空间 直线）和轴线等。
简而言之表示的是零件被测的线要素直不直
的程度。
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二、直线度的基本特征
注：形状公差是对单一要素提出
的几何特征，因此无基准要求。
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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。 ① 几何特征符号 ② 公差值（单位：mm) ③ 基准符号，因直线度无基准所以不标注
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2、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 下图所示
区域。
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3、给定任意方向（Φt控制轴线）的直线度公差带
标注含义：在外圆柱面的提取（实际）中心线应限定在直径等
于Φ0.08的圆柱面内。 （如图5所示）
图5
图6
公差带形状：圆柱形（如图6所示）
公差带定义：由于公差值前加注了符号Φ，公差带为直径
等于公差值Φt的圆柱面所限定的区域。
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五、直线度误差的检测方法 1、直接法
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。
导轨直线度误差测量
实验二导轨直线度误差测量一、实验目的1、了解合像水平仪或自准直仪的结构并熟悉使用它测量直线度方法；2、掌握给定平面内直线度误差值的评定方法；3、掌握按两端点连线和最小条件作图求解直线度误差值的方法。
二、实验内容：1、了解实验使用的仪器的原理及使用方法；2、测量给定导轨的直线度；3、数据处理。
三、实验步骤及要求：1、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均匀布置的各测点相对平板(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(两端点连线)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。
2、用合像水平仪测量直线度误差(1)量仪说明和测量原理合像水平仪是一种精密测角仪器,用自然水平面为测量基准。
合像水平仪的结构见图1，它的水准器8是一个密封的玻璃管，管内注入精镏乙醚，并留有一定量的空气，以形成气泡。
管的内壁在长度方向具有一定的曲率半径。
气泡在管中停住时,气泡的位置必然垂直于重力方向。
就是说，当水平仪倾斜时，气泡本身并不倾斜，而始终保持水平位置。
利用这个原理，将水平仪放在桥板上使用，便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距的两点间高度差，如图2所示。
在水准器玻璃管管长的中部，从气泡的边缘开始向两端对称地按弧度值(mm/m)刻有若干条等距刻线。
水平仪的分度值i用[角]秒和mm/m表示。
合像水平仪的分度值为2"，该角度相当于在1m长度上，对边高0.01mm的角度，这时分度值也用0.01mm/m或0.01/1000表示。
1－底板；2－杠杆；3－支承；4－壳体；5－支承架；6－放大镜；7－棱镜；8－水准器；9－微分筒；10－测微螺杆；11－放大镜；12－刻线尺图 1 合像水平仪I－桥板；Ⅱ－水平仪；Ⅲ－实际被测直线；L－桥板跨距；0,1,2,…,n－测点序号图 2 用水平仪测量直线度误差时的示意图参看图1和图3，测量时，合像水平仪水准器8中的气泡两端经棱镜7反射的两半像从放大镜6观察。
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？。
活动二 水平仪测量直线度误差
（3）熟悉读数方法 读数值正负的确定：一般是根据主水准气泡的移动方向和水平 仪的移动方向来确定水平仪读数值的正负的，原则是，若气泡 的移动方向与水平仪的移动方向一致，如图 (a)所示，则读数 值为正(+)，表示被测量范围向上倾斜；反之，若两者的移动方 向相反，如图 (b)所示)，则读数值为负(-)，表示被测量范围向 下倾斜。
数据处理：
则中间比两端高出的数值为(0.02+0.03)÷2=0.025mm。
二、框式水平仪的结构 框式水平仪的主体2是用铸铁制成的框架式结构，四 个外面都是工作面，并且相互垂直构成四个直角， 在基座(底)工作面和一个侧工作面上各开出一条V形 槽，即构成V形测量面。
1-隔热护板；2-主体(基座)； 3-横向水准器(副水准器)；4-纵 向水准器(主水准器)； 5-盖板；6-“0”位调整窗口。
• 换算成标准的误差值 Δ，即 Δ ＝ iLn 。 • 式中 ，Δ——— 直线度误差值（mm） ； • i ——— 水平仪的分度值为（0.02mm／ 1000mm） ； • L ——— 每段测量长度（mm） ； • n——— 误差曲线中的最大误差格数 。 • 根据本例所测数值 ，可计算出 ： • Δ ＝ iLn ＝ 0.02 mm／1000mm × 200mm × 4 ＝ 0.016 mm
水平仪的分度值为002mm1000mm根据本例所测数值可计算出002mm1000mm0016mm框式水平仪的零位偏差要求和调零位的方法在精度比较高的平台上水平仪的第一次读数a与将水平仪调转180后仍准确地放在第一次位置上的第二次读数b之差如果为零即ab则说明水平仪的零位正确
活动二 用水平仪测直线度误差
2、 框式水平仪的分度值 指水平仪气泡移动一个分度，工作面所需要倾斜的角度，分度 值单位以mm／m表示。也可以理解为在1m长度上所产生的高 度差。 h i (mm／m) L
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。
直线度误差的检测
形状误差检测1．直线度误差的检测方法一：光隙法将被测直线和测量基线（刀口尺、平尺）间形成的光隙与标准光隙相比较，直接评定直线度误差值。
此方法属直接测量，适用于磨削或研磨加工的小平面及短圆柱（锥）面的直线度误差测量。
例1：如图1a的图样标注，其检测方法如图1b所示。
将平尺或刀口尺与被测素线直接接触，并使平尺和被测素线间的最大间隙为最小，这个最大间隙就是被测素线的直线度误差。
测量若干条素线，取其中最大的误差值作为被测零件的直线度误差值。
平尺做得足够精确，可以作为直线的理想形状。
由于平尺的位置就是理想直线的位置，因此，测量时，应将平尺的位置放置符合最小条件，使平尺与被测素线间的最大间隙为最小，其方法如下：⑴若素线为两端高、中间低，即高-低-高时，如图2a所示。
平尺与两个高点相接触，则平尺与高点之间的间隙即为素线的直线度误差。
⑵若素线为两端低、中间高，即低-高-低时，如图2b所示。
平尺与最高点接触，并且使平尺与最低点的间隙相等，即f1=f2，此间隙就是素线的直线度误差。
方法二：垫塞法用量块或塞尺测量被测直线和测量基线之间的间隙，直接评定直线度误差值。
此方法属直接测量，适用于低精度被测零件的直线度误差测量。
方法三：指示器法（测微法）用带指示器的测量装置测出被测直线相对于测量基线的偏离值，进而评定直线度误差值。
此方法属直接测量，适用于中、小平面及圆柱、圆锥面素线或轴线等直线度误差测量。
例2：将被测零件放在平板上，并使零件紧靠直角座，在被测素线的全长范围内测量，同时记录读数，如图3中①所示。
根据记录的读数，用计算法按最小条件计算该条素线的直线度误差；将零件按图中②所示，间断旋转，重复上述步骤，测量若干条素线的直线度误差，取其中最大的误差值作为被测零件的直线度误差值。
例3：被测零件的图样标注如图4a所示，测量方法如图4b所示。
将被测零件安装在平行于平板的两顶尖之间，在开始端将两指示器调零后，沿铅垂轴截面的两条素线测量，如图4b中的①。
直线度误差检测方法介绍
直线度误差检测方法介绍摘要：在机械加工中，都需要对零件的尺寸、精度等进行检测，以保证零件的误差值能控制在产品合格的范围内，下面主要针对形位误差中的直线度误差的检测方法进行介绍，直线度是几何误差中最基础的一项。
直线度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。
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。
检测直线度的方法1、贴切法：采用将被测要素与理想要素比较的原理来测量。
如将刀口视为理想要素，测量时将其与被测表面贴切，使两者之间的最大间隙为最小，此最大间隙就是被测要素的直线度误差。
当间隙较小时，用标准光隙估读；当间隙较大时，用厚薄规估读。
2、测微法：用于测量圆柱体素线或轴线的直线度。
3、节距法：适用于长零件的测量。
将被测量长度分成若干小段，用水平仪、自准仪等测出每一段的相对读数，最后通过数据处理求出直线度误差。
冷拔后直线度0.7mm/M内径圆度：0.005MM以内4、数据采集仪连接百分表法测量仪器：偏摆仪、百分表、数据采集仪。
测量效果示意图：优势：1）无需人工用肉眼去读数，可以减少由于人工读数产生的误差；2）无需人工去处理数据，数据采集仪会自动计算出平行度误差值。
3）测量结果报警，一旦测量结果不在直线度公差带时，数据采集仪就会自动报警。
如需了解更详细的内容，可查看：/DAQ/T01.html。
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。
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1）在给定平面内的直线度
• 当给定一个方向时，公差带是距离为公差 值t的两平行平面之间的区域；
2）在给定方向内的直线度 t
• 如图是两个方向的示例，棱线必须位于水 平方向距离为公差值0.02mm，垂直方向距 离为公差值0.1mm的两对平行平面之内。
在给定方向内的直线度
任务二--直线度误差的测量 概要
［工作情境］
• 在生产加工过程中 ，机械零件不仅会有尺寸误差 ，而且还会产生形状和位置误差 。图 3-16 所示 为一齿轮变速箱 ，图中理想形状的输出轴与轴承孔过渡配合 。 而此轴加工后的尺寸误差与表面粗 糙度都合格 ，但有时由于加工后产生了形状弯曲 ，会导致轴装不进轴承孔中 ，这就涉及直线度误 差问题 。
２ ．测量方案确定
形位误差的测量一般包括以下三个步骤 ：
• （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 ，得到形位误差数值 。
• １ ．测量器具准备 百分表 、表座 、表架 、偏摆仪 、被测件 、全棉布数块 、防锈油等 。
0.02
0.03
0.04
0.04 0.01 0.03
0.05 0.01
0.04 不合格
谢谢！
• ２ ．测量步骤 （１） 清洁零件测量表面 、工作台及百分表触头等 。 （２） 将工件和测量仪器按图 3-20a 所示安装在偏摆仪上 。
［活动实施］
２ ．测量步骤
• （３） 调整百分表 ，使其测头垂直压在被测表面 ，并有 １ ～ ２ 圈压缩量 。 • （４） 如图 3-20b 所示 ，沿被测件上 A 点所在的素线方向移动表架 。 • （５） 记录百分表最大与最小读数 。 • （６） 然后把被测工件转过 ９０ 度 ，重复上述步骤进行打表测量 ，共测量四次（ A 、 B、 A′、
［活动分析］ １ ．测量任务解读
1直线度公差
• 直线度公差用于控制直线和轴线的形状误差。 • 1）在给定平面内的直线度
• 被限制的直线有平面内的直线，回转体的素 线，平面与平面交线等
• 2）在给定方向内的直线度 • 3）任意方向上的直线度
• 其公差带是距离为公差值t的两平行直线之 间的区域。如图所示，圆柱表面上任一素 线必须位于轴向平面内，且距离为公差值
• 其公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区 域。如图所示，ød圆柱体的轴线必须位于 直径为公差值0.04mm的圆柱体，标准规定， 形位公差值前加注“ø”，表示其公差带为
一圆柱体。
3）任意方向上的直线度
• 选用打表法进行测量 。 打表法即将被测零 件 、表架 、百分表等 ，以一定方式支承在 工作台上 ，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。
B′所在素线） 。
２ ．测量步骤
• ３ ．数据处理 • 以百分表最大与最小读数之差作为该素线的直线度误差 ，并以各素线直线度误差中的最大值作为该
圆柱面素线的直线度误差 。
４ ．检测报告 • 按步骤完成测量并将被测件的相关信息及测量结果填入检测报告单（表 ３-４）中 。
0.04
0.05
0.02
0.02
活动一 打表法测量直线度误差
要求测量 φ８ 圆柱销外表面的直线度误差 。 此公差类型属于在给定方向上的直线度 ，它明确限
制了方向 。给定方向上直线度的公差带是距离为公差值
t的两平行平面之间的区域 ，如右图 所示 。 因此 ，圆柱销 标注的意义是 ： φ８圆柱销表面上的
任一素线必须位于距离为公差值 0.03 mm 的两平行平面 之内 。