测量技术概论

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平安装,长度﹥100mm,量块的轴线可水 平安装。 • 钢质量块的测量面硬度不低于800 HV(≈63HRC)
(3) 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(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。
测量方法分类 (续)
(3)按被测件表面与测量器具测头是否有机 械接触分类
• ①接触测量 测量器具的测头与零件被测表面接
触后有机械作用力的测量。如用外径千分尺、游 标卡尺测量零件等。为了保证接触的可靠性,测 量力是必要的,但它可能使测量器具及被测件发 生变形而产生测量误差,还可能造成对零件被测 表面质量的损坏。
间接法测量举例
• 例如用“弦高法”测量 大尺寸圆柱体的直径, 由弦长S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:
• 对上式微分后,得到测 量结果的测量误差为
• 式中 dS——弦长S的测 量误差

dH——弦高H的测
量误差。
R b2 h 8h 2
测量方法分类 (续)
(2)按测量结果的读数值不同分类 ①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 量零件轴径值。 • ②相对测量 将被测量和与其量值只有微小 差别的同一种已知量(一般为测量标准量) 相比较,得到被测量与已知量的相对偏差。 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。
测量器具的技术性能指标(续)
(8)灵敏度 计量器具反映被测几何量微小 变化的能力。如果被测参数的变化量为ΔL, 引起测量器具示值变化量为Δx,则灵敏度 S=Δx/ΔL。当分子分母为同一类量时,灵 敏度又称放大比K。
(9)重复性 在规定的使用条件下,重复用 相同的激励,测量仪器给予出非常相似响 应的能力。反映的是测量仪器的工作稳定 性。
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,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”。
1983年第17届国际计量大会又更新了米的 定义,规定:“米”是在真空中在 1/299792458s的时间间隔内行进路程的长度。
具上,以保证被测对象的量值准确一致的方式”。
• 我国长度量值传递系统如图所示,从最高基 准谱线向下传递,有两个平等的系统,即端面量 具(量块)和刻线量具(线纹尺)系统。其中尤 以量块传递系统应用最广。
3、量块
• 使用波长作为长度基准,虽然可以达到足够 的精确度,但因对复现的条件有很高的要求,不 便在生产中直接用于尺寸的测量。因此,需要将 基准的量值按照定义的规定,复现在实物计量标 准器上。常见的实物计量标准器有量块(块规) 和线纹尺。
3.分度值 测量器具的标尺上,相邻两刻线所代表 的量值之差。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。
测量器具的技术性能指标(续)

(4)量块的截面尺寸
量块工作尺寸 <0.5
≧0.5~10 >10
截面尺寸(mm2) 5x15 9x30 9x35
(5)量块的用途
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。
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。
若为按“级”测量,则测量结果即为按“级”
测量的测得值;若是按“等”测量,可将测出的
结果加上量块检定表中所列各量块的实际偏差,
即为按“等”测量的测得值。
1.28
6.5
20
1.005
28.785
例如:要组成28.935mm的尺寸,采用91块一套的量块
• ②非接触测量 测量器具的感应元件与被测零件
表面不直接接触,因而不存在机械作用的测量力。 属于非接触测量的仪器主要是利用光、气、电、 磁等作为感应元件与被测件表面联系。如干涉显 微镜、磁力测厚仪、气动量仪等。
测量方法分类 (续)
(4)按测量在工艺过程中所起作用分类 • ①主动测量 在加工过程中进行的测量。其
2.1.3 测量方法与测量器具分类
1.测量方法分类 (1)按所测得的量(参数)是否为欲测之量分类 • ①直接测量 从测量器具的读数装置上得到欲测
之量的数值或对标准值的偏差。例如用游标卡尺、 外径千分尺测量外圆直径,用比较仪测量长度尺 寸等。 ②间接测量 先测出与欲测之量有一定函数关系的 相关量,然后按相应的函数关系式,求得欲测之 量的测量结果。
常见的长度基准:
国际单位制
机械制造
超精密测量
精密测量
米(m)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm) 换算关系为:
1m=1000mm 1mm=1000μm 1μm=1000 nm
2、 尺寸量值传递系统

量值传递是“将国家计量基准所复现的计量
值,通过检定(或其它方法)传递给下一等级的
Baidu Nhomakorabea
计量标准(器),并依次逐级传递到工作计量器
第2章 测量技术概论
2.1 测量技术的基本知识
量值传递系统; 量块基本知识; 测量器具的基本计量参数; 测量误差的特点及其分类; 测量误差的处理方法; 测量结果的数据处理;
测量技术的基本原则。
2.1 测量技术的基本知识
所谓“测量”就是将被测的量与作为单位或标准 的量,在量值上进行比较,从而确定二者比值的实验 过程。
按“等”使用时,必须以检定后的 实际尺寸作为工作尺寸,该尺寸不包含 制造误差,但包含了检定时的测量误差。
就同一量块而言,检定时的测量 误差要比制造误差小得多。所以, 量块按“等”使用时其精度比按 “级”使用要高,并且能在保持量 块原有使用精度的基础上延长其使 用寿命。
• 标称长度大于100mm量块用于5、
(8)量块的选用:
量块在使用时,常用几个量块组合使用。国家 标准共规定了17种系列的成套量块。
1)组合量块时,为减少量块组合的累积误差,应 尽量减少量块的组合块数,一般不超过4块。
2)必须从同一套量块中选取,决不能在两套或两套 以上的量块中混选。 3)组合时,不能将测量面与非测量面相研合。 4)组合时,下测量面一律朝下。
(9)量块使用的注意事情项:
1. 量块必须在使用有效期内,否则应及时送 专业部门检定。
2. 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。
3. 分清量块的“级”与“等”,注意使用规 则。
4. 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。
5. 轻拿、轻放量块,杜绝磕碰、跌落等情况 的发生。
(4)示值 由测量器具所指示的被测量值。 ( 5)示值范围 由测量器具所显示或指示的最低值到最 高值的范围。如机械式比较仪的示值范围为-0.1~ +0.1mm(±0.1mm),如下图所示。
( 6)测量范围 在允许不确定度内,测量器具所能测量
的被测量值的下限值至上限值的范围。例如,外径千分尺 的测量范围有0~25mm、25~50mm等,机械式比较 仪的测量范围为0~180mm,如下图所示。 4. 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。 (7)测量力 在接触式测量过程中,测量器具测头与被 测量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形,测量 力太小会影响接触的稳定性。
测量结果直接用来控制零件的加工过程, 决定是否继续加工或判断工艺过程是否正 常、是否需要进行调整,故能及时防止废 品的发生,所以又称为积极测量。 • ②被动测量 加工完成后进行的测量。其结 果仅用于发现并剔除废品,所以被动测量 又称消极测量。
《量块检定规程》按检定精度将量 块分为六等,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。
(7)量块的精度(等):
量块 按“级”使用时,以标记在量 块上的标称尺寸作为工作尺寸,该尺寸包 含量块制造误差。并将被引入到测量结果 中,由于不需要加修正值,故使用较方便。
• 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他材料制成。 其形状有长方体和圆柱体两种,常用的是长方体。
3、量块
(1)量块的构成:
它有两个测量面和四
个非测量面。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
L4
L1
L
量块
度)。从量块一个测量面
L2 L3
平晶
上任意点到与这个量块另
一个测量面相研合的面的
垂直距离称为量块长度Li。 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。
图2-1量块
• (2)量块的检定条件 • • 温度20℃,大气压为101.325KPa,湿
度1.333KPa。 • 长度≦100mm,量块的轴线可竖直或水
(6) 量块的精度(级):
GB/T6093-2001按制造精度将量块分 为00,0, K ,1,2,和3级共6级,其中 00级精度最高,3级精度最低,K级为校准级。 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。
(7)量块的精度(等): 国家计量局标JJG146-2003
若被测量为Q(L),标准量为u(E),那么测量 就是确定Q(L)是u(E)的多少倍。即确定比值 x(q) = Q(L) / u(E) ,最后获得被测量L的量值,

Q(L) = x(q) u(E)
一个完整的测量过程应包含:
四个要素
测量对象 计量单位 测量方法 测量精度(测量器具、测量者、 测量环境等)
6等或3级。
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。
6. 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。
7. 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。
2.1.2测量器具的技术计量学指标
1.量具的标称值 标注在量具上用以标明其特性或 指导其使用的量值。
2.刻线间距 测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线 中心间的距离。为便于读数,一般做成刻线间距为 0.75~2.5mm的等距离刻线。
测量器具的技术性能指标(续)
(10)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。
(11)回程误差 在相同条件下,被测量值不变, 测量器具行程方向不同时,两示值之差的绝对值。 它是由测量器具中测量系统的间隙、变形和磨擦 等原因引起的。
28.935 -1.005…………………第一块量块尺寸为1.005mm 27.93 -1.43………………… 第二块量块尺寸为1.43mm 26.5 -6.5……………………第三块量块尺寸为6.5mm 20 -20 ……………………第四块量块尺寸为20mm
0 以上四块量块研合后的整体尺寸为28.935mm
对技术测量的基本要求是:采用正确的测 量方法与测量器具,将测量误差控制在允许限 度内,正确判断测量结果是否符合技术规范的 要求。
2.1.1 计量单位与量值传递系统
计量单位是有明确定义和名称且其数值为1的 一个固定物理量。
1、长度的计量单位 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”。 18世纪末,当时规定“米等于经过巴黎的地球子
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