第3章测量技术基础1优秀课件
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建立统一、 可靠的长度基准。 国际单位制中的长度 单位基准为米（m）， 机械制造中常用的长度单位为 毫米（mm）， 精密测量时，多用微米(μm)为单位， 超精密测量时， 则用纳米（nm）为单位。 它们之间 的换算关系如下： 1 m=1000 mm， 1 mm=1000 μm， 1 μm=1000 nm
在1960年召开的第十一届国际计量大会上，考虑到 光波干涉测量技术的发展，决定正式采用光波波长作为 长度单位基准， 并通过了关于米的新定义：“米的长 度等于氪(86Kr)原子的2p10与5d5能级之间跃迁所对应 的辐射在真空中波长的1 650 763.73倍”。从此，实现 了长度单位由物理基准转换为自然基准的设想，但因氪 (86Kr)辐射波长作为长度基准，其复现单位量值的精度 受到一定限制。
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图 3 1 长 度 量 值 传 递 系 统
角度的量值传递
• 角度基准与长度基准有本质的区别。角 度的自然基准是客观存在的，不需要建 立，因为一个整圆所对应的圆心角是定 值（2πrad或360°）。因此，将整圆任 意等分得到的角度的实际大小，可以通 过各角度相互比较，利用圆周角的封闭 性求出，实现对角度基准的复现。
所以在1983年的第十七届国际计量大会上审议并批 准了又一个米的新定义： “米等于光在真空中在1/299 792 458秒的时间间隔内的行程长度”。 新定义带有根本 性变革， 它仍属于自然基准范畴， 但建立在一个重要的 基本物理常数（真空中的光速 c = 299 792 458米/秒）的 基础上。 c常数是一个不存在误差的精确值，用它作为 米的定义，精度上不受任何条件的限制，其稳定性和复 现性是原定义的100倍以上，实现了质的飞跃。
表3-1 量块的截面尺寸
量块一般用铬锰钢或其他特殊合金钢制成，其线 膨胀系数小，性质稳定，不易变形，且耐磨性好。 量 块除了作为尺寸传递的媒介， 用以体现测量单位外， 还广泛用来检定和校准量块、量仪；相对测量时用来 调整仪器的零位；有时也可直接检验零件， 同时还可 用于机械行业的精密划线和精密调整等。
面相研合的辅助体（如平晶）表面之间的距离， 如图3-3所示。 量块上标出的尺寸为名义上的中心长度， 称为名义尺寸（或称为标称长度），如图3-2所示。尺 寸小于6 mm的量块，名义尺寸刻在上测量面上；尺寸 大于等于6 mm的量块， 名义尺寸刻在一个非测量面上， 而且该表面的左右侧面分别为上测量面和下测量面。
1. 量块长度是指量块上测量面的任意一点到与下测量面 相研合的辅助体（如平晶）平面间的垂直距离。 虽然量 块精度很高， 但其测量面亦非理想平面， 两测量面也不 是绝对平行的。可见，量块长度并非处处相等。因此，规 定量块的尺寸是指量块测量面上中心点的量块长度，用符 号 L 来表示，即用量块的中心长度尺寸代表工作尺寸。量 块的中心长度是指量块上测量面的中心到与此量块下测量
第3章测量技术基础 1
所谓“测量”，是指确定被测对象的量值而进行 的实验过程。通俗地讲，就是将一个被测量与一个作 为测量单位的标准量进行比较的过程。这一过程必将 产生一个比值，比值乘以测量单位即为被测量值。测
L=Q ·E 式中：L——被测量值；
E——测量单位； Q——
（3-1）
式（3-1）被称为基本测量方程式。它说明：如 果采用的测量单位 E 为 mm，与一个被测量比较所 得的比值 Q 为50，则其被测量值也就是测量结果应 为50 mm。 测量单位愈小， 比值就越大。测量单位 的选择取决于被测几何量所要求的测量精度，精度 要求越高，测量单位就应选得越小。
“检验”是一个比“测量”含义更广泛的概念。对 于金属内部质量的检验、表面裂纹的检验等，就不能 用“测量”这一概念。对于零件几何量的检验，通常 只是判断被测零件是否在规定的验收极限范围内，确 定其是否合格，而不一定要确定其具体的量值。
3.2 长度基准与量值传递
3. 2. 1 为了保证工业生产中长度测量的精确度， 首先要
随着科学技术的进步和发展，国际单位基准“米”也 经历了三个不同的阶段。早在1791年，法国政府决定以地 球子午线通过巴黎的四千万分之一的长度作为基本的长度 单位——米。1875年国际米尺会议决定制造具有刻线的基 准米尺，1889年第一届国际计量大会通过该米尺作为国际 米原器，并规定了1米的定义为“在标准大气压和0℃时， 国际米原器上两条规定刻线间的距离”。国际米原器由铂 铱合金制成 ，存放在法国巴黎的国际计量局 ，这是最早 的米尺。
• 为了检定和测量需要，仍然要建立角度 度量的基准 。
3. 2. 3 由图3-1长度量值传递系统可知，量块是机械制造中精密
长度计量应用最广泛的一种实体标准，它是没有刻度的平面 平行端面量具，是以两相互平行的测量面之间的距离来决定 其长度的一种高精度的单值量具。 量块的形状一般为矩形截 面的长方体和圆形截面的圆柱体（主要应用于千分尺的校对 棒）两种，常用的为长方体（见图3-2）。 量块有两个平行的 测量面和四个非测量面， 测量面极为光滑平整， 非测量面较 为粗糙一些。 两测量面之间的距离 L 为量块的工作尺寸。 量 块的截面尺寸如表3-1所示。
分析整个测量过程可知，测量包括以下四个方面 的内容：
(1) 测量对象：主要指零件的几何量。 (2) 测量单位：是指国家的法定计量单位，长度的 基本单位是米（m）， 其它常用单位有毫米（mm）和 微米(μm)。 (3) 测量方法：是指测量时所采用的测量器具、测 量原理以及检测条件的综合。
(4) 测量精度：是指测量结果与真值的一致程度。 任何测量都避免不了会产生测量误差。因此，精度和 误差是两个相互对应的概念。精度高，说明测量结果 更接近真值，测量误差更小；反之，精度低，说明测 量结果远离真值，测量误差大。由此可知，任何测量 结果都是一个表示真值的近似值。
源自文库
3. 2. 2 使用光波长度基准，虽然可以达到足够的准确性，
但却不便直接应用于生产中的量值测量。为了保证长度 基准的量值能准确地传递到工业生产中去，就必须建立 从光波基准到生产中使用的各种测量器具和工件的尺寸 传递系统（见图3-1）。目前，量块和线纹尺仍是实际工 作中的两种实体基准，是实现光波长度基准到测量实践 之间的量值传递媒介。
在1960年召开的第十一届国际计量大会上，考虑到 光波干涉测量技术的发展，决定正式采用光波波长作为 长度单位基准， 并通过了关于米的新定义：“米的长 度等于氪(86Kr)原子的2p10与5d5能级之间跃迁所对应 的辐射在真空中波长的1 650 763.73倍”。从此，实现 了长度单位由物理基准转换为自然基准的设想，但因氪 (86Kr)辐射波长作为长度基准，其复现单位量值的精度 受到一定限制。
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图 3 1 长 度 量 值 传 递 系 统
角度的量值传递
• 角度基准与长度基准有本质的区别。角 度的自然基准是客观存在的，不需要建 立，因为一个整圆所对应的圆心角是定 值（2πrad或360°）。因此，将整圆任 意等分得到的角度的实际大小，可以通 过各角度相互比较，利用圆周角的封闭 性求出，实现对角度基准的复现。
所以在1983年的第十七届国际计量大会上审议并批 准了又一个米的新定义： “米等于光在真空中在1/299 792 458秒的时间间隔内的行程长度”。 新定义带有根本 性变革， 它仍属于自然基准范畴， 但建立在一个重要的 基本物理常数（真空中的光速 c = 299 792 458米/秒）的 基础上。 c常数是一个不存在误差的精确值，用它作为 米的定义，精度上不受任何条件的限制，其稳定性和复 现性是原定义的100倍以上，实现了质的飞跃。
表3-1 量块的截面尺寸
量块一般用铬锰钢或其他特殊合金钢制成，其线 膨胀系数小，性质稳定，不易变形，且耐磨性好。 量 块除了作为尺寸传递的媒介， 用以体现测量单位外， 还广泛用来检定和校准量块、量仪；相对测量时用来 调整仪器的零位；有时也可直接检验零件， 同时还可 用于机械行业的精密划线和精密调整等。
面相研合的辅助体（如平晶）表面之间的距离， 如图3-3所示。 量块上标出的尺寸为名义上的中心长度， 称为名义尺寸（或称为标称长度），如图3-2所示。尺 寸小于6 mm的量块，名义尺寸刻在上测量面上；尺寸 大于等于6 mm的量块， 名义尺寸刻在一个非测量面上， 而且该表面的左右侧面分别为上测量面和下测量面。
1. 量块长度是指量块上测量面的任意一点到与下测量面 相研合的辅助体（如平晶）平面间的垂直距离。 虽然量 块精度很高， 但其测量面亦非理想平面， 两测量面也不 是绝对平行的。可见，量块长度并非处处相等。因此，规 定量块的尺寸是指量块测量面上中心点的量块长度，用符 号 L 来表示，即用量块的中心长度尺寸代表工作尺寸。量 块的中心长度是指量块上测量面的中心到与此量块下测量
第3章测量技术基础 1
所谓“测量”，是指确定被测对象的量值而进行 的实验过程。通俗地讲，就是将一个被测量与一个作 为测量单位的标准量进行比较的过程。这一过程必将 产生一个比值，比值乘以测量单位即为被测量值。测
L=Q ·E 式中：L——被测量值；
E——测量单位； Q——
（3-1）
式（3-1）被称为基本测量方程式。它说明：如 果采用的测量单位 E 为 mm，与一个被测量比较所 得的比值 Q 为50，则其被测量值也就是测量结果应 为50 mm。 测量单位愈小， 比值就越大。测量单位 的选择取决于被测几何量所要求的测量精度，精度 要求越高，测量单位就应选得越小。
“检验”是一个比“测量”含义更广泛的概念。对 于金属内部质量的检验、表面裂纹的检验等，就不能 用“测量”这一概念。对于零件几何量的检验，通常 只是判断被测零件是否在规定的验收极限范围内，确 定其是否合格，而不一定要确定其具体的量值。
3.2 长度基准与量值传递
3. 2. 1 为了保证工业生产中长度测量的精确度， 首先要
随着科学技术的进步和发展，国际单位基准“米”也 经历了三个不同的阶段。早在1791年，法国政府决定以地 球子午线通过巴黎的四千万分之一的长度作为基本的长度 单位——米。1875年国际米尺会议决定制造具有刻线的基 准米尺，1889年第一届国际计量大会通过该米尺作为国际 米原器，并规定了1米的定义为“在标准大气压和0℃时， 国际米原器上两条规定刻线间的距离”。国际米原器由铂 铱合金制成 ，存放在法国巴黎的国际计量局 ，这是最早 的米尺。
• 为了检定和测量需要，仍然要建立角度 度量的基准 。
3. 2. 3 由图3-1长度量值传递系统可知，量块是机械制造中精密
长度计量应用最广泛的一种实体标准，它是没有刻度的平面 平行端面量具，是以两相互平行的测量面之间的距离来决定 其长度的一种高精度的单值量具。 量块的形状一般为矩形截 面的长方体和圆形截面的圆柱体（主要应用于千分尺的校对 棒）两种，常用的为长方体（见图3-2）。 量块有两个平行的 测量面和四个非测量面， 测量面极为光滑平整， 非测量面较 为粗糙一些。 两测量面之间的距离 L 为量块的工作尺寸。 量 块的截面尺寸如表3-1所示。
分析整个测量过程可知，测量包括以下四个方面 的内容：
(1) 测量对象：主要指零件的几何量。 (2) 测量单位：是指国家的法定计量单位，长度的 基本单位是米（m）， 其它常用单位有毫米（mm）和 微米(μm)。 (3) 测量方法：是指测量时所采用的测量器具、测 量原理以及检测条件的综合。
(4) 测量精度：是指测量结果与真值的一致程度。 任何测量都避免不了会产生测量误差。因此，精度和 误差是两个相互对应的概念。精度高，说明测量结果 更接近真值，测量误差更小；反之，精度低，说明测 量结果远离真值，测量误差大。由此可知，任何测量 结果都是一个表示真值的近似值。
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3. 2. 2 使用光波长度基准，虽然可以达到足够的准确性，
但却不便直接应用于生产中的量值测量。为了保证长度 基准的量值能准确地传递到工业生产中去，就必须建立 从光波基准到生产中使用的各种测量器具和工件的尺寸 传递系统（见图3-1）。目前，量块和线纹尺仍是实际工 作中的两种实体基准，是实现光波长度基准到测量实践 之间的量值传递媒介。