长度计量基础知识及长度量具检定(课件3)
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一．长度计量的特点：
历史悠久 基础性强
长度是七个国际基本单位(米,
千克, 秒, 安 [培], 开[尔文], 摩[尔], 坎[德拉])之一, 是其他导出单位的基本组成, 如: 速度(m/s), 磁场强度(A/m)等, 长度单位量值的准确性决 定着导出单位的准确度。
第一节 长度计量的任务和内容
测量的基本概念 第二节 计量器具的基本计量特 性 第三节 长度测量的基本原则 第四节 长度计量的一般测量程 序
第一节．测量的基本概念
一.有关测量的名词 1.测量：通过实验获得并可合理赋予某量一个或多 个量值的过程。 2.计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。 3.测试：是指具有试验性质的测量。为试验和测量 的全过程。 4.检验：判断被测物理量是否合格（在规定范围内） 的过程，通常不一定要求测出具体值。（检验的 主要对象是工件）。如用光滑极限量规检验孔和 轴的直径.
第一节．测量的基本概念
二.测量过程-----测量过程的四要素
1.
测量对象和被测量 2. 测量单位和标准量 3. 测量方法（直接、间接、组合） 4. 测量准确度－测量结果与真值的一致程度。
第二节．计量器具的基本计量特性
计量器具:单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具， 包括计量基准和计量标准．分为：量具，量仪和测量装置 1. 标称值：计量器具（测量仪器）上表明其特性或指导其 使用的量值，该量值为圆整值或近似值。 2. 标称范围：计量（测量）仪器的操纵器件调到特定位置 时可得到的示值范围。 3. 测量范围：计量（测量）的误差处在规定极限内的一组 被测量的值。 4. 示值误差：计量器具示值与被测量（约定）真值之差。 真值是不能确定的，采用的是约定真值。
几何量表征物体的大小长短形状和位置，其基 本参数是长度和角度。 长度量的单位是:米(m); 角度量分为:平面角(弧度rad)和球面角(球面 度sr) 米定义:光在真空中于(1/299792458)s时间间 隔内所经路径的长度. 复现方法:时间法,频率法,辐射波长法 当前,以辐射稳定波长的激光为基准.
第一章 游标类量具的检定
二
游标量具的读数方法： 1.先读整数部分，游标零刻线所指示的尺身 上左侧刻线的毫米整数， 2.再读小数部分，看游标上零刻线右侧第几 条刻线与尺身上某一条刻线对准，将读到的 刻线条数乘以游标刻度值， 3.最后把毫米整数与小数值相加，就得到被 测件的尺寸。
第一章 游标类量具的检定
第一章 游标类量具的检定
游标刻线的总长 i=0.1,n=10 l=nb=n(ra-i)
i=0.1,n=10
b=0.9,r =1,l=9
b=1.9,r =2,l=19
i=0.05,n=20 b=0.95,r =1,l=19
i=0.05,n=20 b=1.95,r =2,l=39
i=0.02,n=50 b=0.98,r =1,l=49
三
长度计量的内容：
按检定项目分：
1.光波波长；2.量块； 3.线纹；4.角度 5.表面粗糙度；6.平面度和直线度； 7.万能量具；8.螺纹测量 9.齿轮测量； 10.坐标测量；11.量仪（光学机械和电动）； 12测绘仪器。
第一节 长度计量的任务和内容
三
长度计量的内容：
第三节长度计量的基准,标准,量值 传递及计量检定系统表
3.量值传递:通过对计量器具的检定或校准,将国家 基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传 递到工作计量器具,以保证对被测对象所测得的量值 的准确和一致. 为什么要进行量值传递呢？ 任何计量器具由于加工装配等原因，都存在不同程 度的误差。如新制造的，使用中的，修理后的计量 器具。 建立量值传递系统是统一计量器具量值的重要手段， 是保证计量结果准确可靠的基础，是保证全国量值 的准确可靠而采取的具体措施和技术保证。
第三节长度计量的基准,标准,量值 传递及计量检定系统表
1.长度计量基准:用以复现和保存计量单位米的量值, 经国家鉴定并批准,作为统一全国量值最高依据的计 量器具.基准，副基准和工作基准 2.长度计量标准:按国家规定的准确度等级,实际用 于长度检定工作的计量器具. 如端度实物标准器是量块，量块按测量不确定度分 为1，2，3，4，5等，按制造级别分为0，K,1,2,3级 线纹标准器有标准线纹米尺，200mm短标尺；
２．清洗：航空汽油、无水酒精或乙醚，脱脂棉，细布，绸布，脱脂长 丝绵； ３．防止划痕，避免碰撞和跌落； ４．润滑，定期加注仪表油；
Biblioteka ５．预防变形，对大尺寸标准器，量具及待检零件要注意预防变形；
６．其他要求：远离磁场，振动，热源等，要有严格管理制度，定期检 查制度。
第二章长度测量基础
第一节
第三节．长度测量的基本原则
热变形：
1.概述：Δ L=L•α •Δ t 2.热变形引起的测量误差： Δ L=L•[α 1（t1-20）-α 2（t2-20)] 弹性变形： 1.支撑变形 2.接触变形：测力引起，接触方式引起
第四节．长度计量的一般测量程序
1
选择测量方法 2 选择计量器具 3 选择测量基准及定位方式 4 控制测量条件
第一节．测量的基本概念
5.检定：查明和确认计量器具是否符合法定要求 的程序，它包括检查、加标记和出具检定证书。 6.校准：在规定条件下的一组操作，其第一步是 确定由测量标准提供的量值与相应示值之间的关 系，第二步是用此信息确定由示值获得测量结果 的关系，这里测量标准提供的量值与相应示值都 具有测量不确定度。 7.比对：在规定的条件下，对相同准确度等级的 同种计量基准、标准或工作计量器具之间的量值 进行的比较。 比对结果的判定原则En≤1
第二节 长度计量的单位
（1）最初米的定义：米是通过巴黎的地球子午线弧长的四千万分之一的长 度为一米。 （2）米的长度是把通过巴黎地球子午线长度的四千万分之一复制在一根矩 形截面为3.5mm×25mm的铂杆（阿希夫尺）两端面之间的距离。世界 上最原始的米尺, 巴黎档案局---档案尺。 （3）这之后, 又制作31根X型铂, 铱合金尺, 选中一根(第6号)尺子与巴黎档 案局---保存档案尺1米的数值最接近, 批准为国际米原器(米尺), 保存在巴 黎国际计量局---米原器。1927年国际计量大会规定, 1米的长度等于国际 米原器在标准大气压下 0度时, 米原器上两根刻线间的轴向距离。 （4）米的长度是氪的同位素８６（Ｋr)原子在２p10---5d5能级之间跃迁时 所对应的光谱辐射线在无扰动真空中１６５０７６３.７３个波长. （5）现代米的定义是1983年第十七届国际计量大会通过的。 1米: 光在真空中在1/299792458 S的时间间隔内所经路程的长度。 l =c× t
第三节．长度测量的基本原则
四个基本原则： 一.最小变形原则：为使测量的结果准确可靠，在测量中应使 各种原因所引起的变形为最小。 1 热变形 2 弹性变形（测力、自重） 二.阿贝原则：如果要使测量仪器得出正确的测量结果，则 必须将仪器的标尺安装在被测件测量中心线的延长线上。即 串联排列． 三.封闭原则：又称闭合原则,它是角度计量的最基本原则。 圆周被分割成若干等分,每等分实际上都不会是理想的等 分值,都存在误差,但圆周分度首尾相接的间距误差的总和为0. 四.最短测量链原则：使尺寸链最短
第三章 长度计量常用计量器具
分四大类：
1.标准器具—量块，角度块，多面棱体，
线纹尺等。 2.极限量规—专用检验量具 3.通用量具—游标类、微分类、指示表 类量具，角度量具、平直量具等 4.计量仪器
常用长度计量器具检定
第一章 游标类量具的检定 第一节 概述 利用游标尺和主尺相互配合进行测量和读 数的量具，称为游标量具。 包括：游标卡尺、高度游标卡尺、深度游 标卡尺，电子数显卡尺、数显测高仪等。 特点：结构简单，使用方便，易于维护 保养，机械加工中应用广泛。
长度计量基础知识及 长度量具检定
第一章
第二章
第三章
长度计量概述 长度测量基础
长度计量常用计量器具检定
第一章长度计量概述
第一节
长度计量的任务和内容 第二节 长度计量的单位 第三节 长度计量的基准,标准,量值传 递及计量检定系统表 第四节 长度计量器具的维护保养
第一节长度计量的任务和内容
第三节长度计量的基准,标准,量值传 递及计量检定系统表
按各类器具分别制定，如量块检定系统框图、
线纹量值传递系统框图。 制定检定系统时，要考虑量值传递的合理性， 各等级计量标准的准确度要求，必须从工作 计量器具的准确度要求开始，由下向上逐级 确定。
第四节长度计量器具的维护保养
１．防止锈蚀，工作室除温度要求外，要保持相对湿度，一般在50－ 60%RH；检定操作时要戴手套；使用后的标准器应涂防锈油（短时间 用无水变压器油；长时间用无水凡士林）；
第一章 游标类量具的检定
一 游标读数原理： 将两根直尺相互重叠，其中一根固定不动，另一根 沿着它作相对滑动，固定不动的直尺称为主尺，滑 动的尺为游标尺。 主尺每格的宽度为a,一般为1mm, 游标分度值为i,一般为0.02mm\0.05mm\0.1mm三种； 游标的刻线格数为n，n=a/i 游标尺每格宽度为b，b=ra-i,r称为游标模数，一般 取r=1或r=2;
三.游标量具的主要技术数据
分度值：0.1mm,0.05mm,0.02mm 测量范围：游标卡尺：0-3000mm，
高度游标卡尺：0-1000mm， 深度游标卡尺：0-500mm 示值误差：见JJG30-2002通用卡尺检定规程 中第6页 4.9条表7的要求。
第三节长度计量的基准,标准,量值 传递及计量检定系统表
4.计量检定系统表:国家对计量基准到各等级的 计量标准直至工作计量器具的检定程序所作 的技术规定. 构成:文字和框图 内容:基准;各等级计量标准;工作计量器具的 名称,测量范围,准确度(或不确定度或允许误 差)和检定方法等. 目的:保证工作计量器具具备应有的准确度.
按测量对象分： 1.长度尺寸：如端度，轴孔直径，坐标尺寸，线纹间尺寸， 箱体结构尺寸等； 2.角度：平面角，圆分度，空间位置角，锥度等； 3.表面形状和位置：平面度，直线度，圆度，垂直度，平行 度等； 4.表面粗糙度和波度 5.齿轮，螺纹，花键及各类加工刀具等的各类工程参数。
第二节 长度计量的单位
第三节长度计量的基准,标准,量值传 递及计量检定系统表
角度实物标准是端面角度标准----正多面棱体，
角度块 线纹角度标准----刻线度盘，圆光栅，编码盘 机械分度标准----多齿分度盘，分度台； 电子测角标准----环形激光器 平面度的实物标准器是平面平晶 粗糙度----标准单刻线样板，标准多刻线样板， 磨削样板
二．长度计量的主要任务：
1.研究和确定长度单位； 2.建立和保存长度计量基准、标准； 3.建立长度各项计量检定系统，组织量值
传递、开展计量检定和修理，确保量值的 准确一致； 4.研究长度计量测量方法和手段，确定量 值的准确性； 5.应用新的科学技术理论、开拓计量新领 域。
第一节 长度计量的任务和内容
第二节．计量器具的基本计量特性
5. 重复性：在相同的测量条件下，重复测量同一被 测量，计量器具提供相近示值的能力。 相同的测 量程序、观测者、设备、地点、短时期内完成。 6. 分辨力：显示装置有效辨别的最小的示值差。 7. 稳定性：计量器具保持其计量特性随时间恒定的 能力。 8. 准确度等级：符合一定的计量要求，使误差保持 在规定的等别、级别。
第二节 长度计量的单位
“米”的倍数单位和分数单位： 千米（km）、米（m）、毫米（mm）、微米 （µm）、纳米（nm）、埃（A） １米（m）＝10分米（dm)=100厘米（cm） = 1000毫米（mm); １毫米（mm）＝1000微米（µm）; １微米（µm）＝ 1000纳米（nm）。 长度计量单位的特点：基本性、多维性、广泛性。
历史悠久 基础性强
长度是七个国际基本单位(米,
千克, 秒, 安 [培], 开[尔文], 摩[尔], 坎[德拉])之一, 是其他导出单位的基本组成, 如: 速度(m/s), 磁场强度(A/m)等, 长度单位量值的准确性决 定着导出单位的准确度。
第一节 长度计量的任务和内容
测量的基本概念 第二节 计量器具的基本计量特 性 第三节 长度测量的基本原则 第四节 长度计量的一般测量程 序
第一节．测量的基本概念
一.有关测量的名词 1.测量：通过实验获得并可合理赋予某量一个或多 个量值的过程。 2.计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。 3.测试：是指具有试验性质的测量。为试验和测量 的全过程。 4.检验：判断被测物理量是否合格（在规定范围内） 的过程，通常不一定要求测出具体值。（检验的 主要对象是工件）。如用光滑极限量规检验孔和 轴的直径.
第一节．测量的基本概念
二.测量过程-----测量过程的四要素
1.
测量对象和被测量 2. 测量单位和标准量 3. 测量方法（直接、间接、组合） 4. 测量准确度－测量结果与真值的一致程度。
第二节．计量器具的基本计量特性
计量器具:单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具， 包括计量基准和计量标准．分为：量具，量仪和测量装置 1. 标称值：计量器具（测量仪器）上表明其特性或指导其 使用的量值，该量值为圆整值或近似值。 2. 标称范围：计量（测量）仪器的操纵器件调到特定位置 时可得到的示值范围。 3. 测量范围：计量（测量）的误差处在规定极限内的一组 被测量的值。 4. 示值误差：计量器具示值与被测量（约定）真值之差。 真值是不能确定的，采用的是约定真值。
几何量表征物体的大小长短形状和位置，其基 本参数是长度和角度。 长度量的单位是:米(m); 角度量分为:平面角(弧度rad)和球面角(球面 度sr) 米定义:光在真空中于(1/299792458)s时间间 隔内所经路径的长度. 复现方法:时间法,频率法,辐射波长法 当前,以辐射稳定波长的激光为基准.
第一章 游标类量具的检定
二
游标量具的读数方法： 1.先读整数部分，游标零刻线所指示的尺身 上左侧刻线的毫米整数， 2.再读小数部分，看游标上零刻线右侧第几 条刻线与尺身上某一条刻线对准，将读到的 刻线条数乘以游标刻度值， 3.最后把毫米整数与小数值相加，就得到被 测件的尺寸。
第一章 游标类量具的检定
第一章 游标类量具的检定
游标刻线的总长 i=0.1,n=10 l=nb=n(ra-i)
i=0.1,n=10
b=0.9,r =1,l=9
b=1.9,r =2,l=19
i=0.05,n=20 b=0.95,r =1,l=19
i=0.05,n=20 b=1.95,r =2,l=39
i=0.02,n=50 b=0.98,r =1,l=49
三
长度计量的内容：
按检定项目分：
1.光波波长；2.量块； 3.线纹；4.角度 5.表面粗糙度；6.平面度和直线度； 7.万能量具；8.螺纹测量 9.齿轮测量； 10.坐标测量；11.量仪（光学机械和电动）； 12测绘仪器。
第一节 长度计量的任务和内容
三
长度计量的内容：
第三节长度计量的基准,标准,量值 传递及计量检定系统表
3.量值传递:通过对计量器具的检定或校准,将国家 基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传 递到工作计量器具,以保证对被测对象所测得的量值 的准确和一致. 为什么要进行量值传递呢？ 任何计量器具由于加工装配等原因，都存在不同程 度的误差。如新制造的，使用中的，修理后的计量 器具。 建立量值传递系统是统一计量器具量值的重要手段， 是保证计量结果准确可靠的基础，是保证全国量值 的准确可靠而采取的具体措施和技术保证。
第三节长度计量的基准,标准,量值 传递及计量检定系统表
1.长度计量基准:用以复现和保存计量单位米的量值, 经国家鉴定并批准,作为统一全国量值最高依据的计 量器具.基准，副基准和工作基准 2.长度计量标准:按国家规定的准确度等级,实际用 于长度检定工作的计量器具. 如端度实物标准器是量块，量块按测量不确定度分 为1，2，3，4，5等，按制造级别分为0，K,1,2,3级 线纹标准器有标准线纹米尺，200mm短标尺；
２．清洗：航空汽油、无水酒精或乙醚，脱脂棉，细布，绸布，脱脂长 丝绵； ３．防止划痕，避免碰撞和跌落； ４．润滑，定期加注仪表油；
Biblioteka ５．预防变形，对大尺寸标准器，量具及待检零件要注意预防变形；
６．其他要求：远离磁场，振动，热源等，要有严格管理制度，定期检 查制度。
第二章长度测量基础
第一节
第三节．长度测量的基本原则
热变形：
1.概述：Δ L=L•α •Δ t 2.热变形引起的测量误差： Δ L=L•[α 1（t1-20）-α 2（t2-20)] 弹性变形： 1.支撑变形 2.接触变形：测力引起，接触方式引起
第四节．长度计量的一般测量程序
1
选择测量方法 2 选择计量器具 3 选择测量基准及定位方式 4 控制测量条件
第一节．测量的基本概念
5.检定：查明和确认计量器具是否符合法定要求 的程序，它包括检查、加标记和出具检定证书。 6.校准：在规定条件下的一组操作，其第一步是 确定由测量标准提供的量值与相应示值之间的关 系，第二步是用此信息确定由示值获得测量结果 的关系，这里测量标准提供的量值与相应示值都 具有测量不确定度。 7.比对：在规定的条件下，对相同准确度等级的 同种计量基准、标准或工作计量器具之间的量值 进行的比较。 比对结果的判定原则En≤1
第二节 长度计量的单位
（1）最初米的定义：米是通过巴黎的地球子午线弧长的四千万分之一的长 度为一米。 （2）米的长度是把通过巴黎地球子午线长度的四千万分之一复制在一根矩 形截面为3.5mm×25mm的铂杆（阿希夫尺）两端面之间的距离。世界 上最原始的米尺, 巴黎档案局---档案尺。 （3）这之后, 又制作31根X型铂, 铱合金尺, 选中一根(第6号)尺子与巴黎档 案局---保存档案尺1米的数值最接近, 批准为国际米原器(米尺), 保存在巴 黎国际计量局---米原器。1927年国际计量大会规定, 1米的长度等于国际 米原器在标准大气压下 0度时, 米原器上两根刻线间的轴向距离。 （4）米的长度是氪的同位素８６（Ｋr)原子在２p10---5d5能级之间跃迁时 所对应的光谱辐射线在无扰动真空中１６５０７６３.７３个波长. （5）现代米的定义是1983年第十七届国际计量大会通过的。 1米: 光在真空中在1/299792458 S的时间间隔内所经路程的长度。 l =c× t
第三节．长度测量的基本原则
四个基本原则： 一.最小变形原则：为使测量的结果准确可靠，在测量中应使 各种原因所引起的变形为最小。 1 热变形 2 弹性变形（测力、自重） 二.阿贝原则：如果要使测量仪器得出正确的测量结果，则 必须将仪器的标尺安装在被测件测量中心线的延长线上。即 串联排列． 三.封闭原则：又称闭合原则,它是角度计量的最基本原则。 圆周被分割成若干等分,每等分实际上都不会是理想的等 分值,都存在误差,但圆周分度首尾相接的间距误差的总和为0. 四.最短测量链原则：使尺寸链最短
第三章 长度计量常用计量器具
分四大类：
1.标准器具—量块，角度块，多面棱体，
线纹尺等。 2.极限量规—专用检验量具 3.通用量具—游标类、微分类、指示表 类量具，角度量具、平直量具等 4.计量仪器
常用长度计量器具检定
第一章 游标类量具的检定 第一节 概述 利用游标尺和主尺相互配合进行测量和读 数的量具，称为游标量具。 包括：游标卡尺、高度游标卡尺、深度游 标卡尺，电子数显卡尺、数显测高仪等。 特点：结构简单，使用方便，易于维护 保养，机械加工中应用广泛。
长度计量基础知识及 长度量具检定
第一章
第二章
第三章
长度计量概述 长度测量基础
长度计量常用计量器具检定
第一章长度计量概述
第一节
长度计量的任务和内容 第二节 长度计量的单位 第三节 长度计量的基准,标准,量值传 递及计量检定系统表 第四节 长度计量器具的维护保养
第一节长度计量的任务和内容
第三节长度计量的基准,标准,量值传 递及计量检定系统表
按各类器具分别制定，如量块检定系统框图、
线纹量值传递系统框图。 制定检定系统时，要考虑量值传递的合理性， 各等级计量标准的准确度要求，必须从工作 计量器具的准确度要求开始，由下向上逐级 确定。
第四节长度计量器具的维护保养
１．防止锈蚀，工作室除温度要求外，要保持相对湿度，一般在50－ 60%RH；检定操作时要戴手套；使用后的标准器应涂防锈油（短时间 用无水变压器油；长时间用无水凡士林）；
第一章 游标类量具的检定
一 游标读数原理： 将两根直尺相互重叠，其中一根固定不动，另一根 沿着它作相对滑动，固定不动的直尺称为主尺，滑 动的尺为游标尺。 主尺每格的宽度为a,一般为1mm, 游标分度值为i,一般为0.02mm\0.05mm\0.1mm三种； 游标的刻线格数为n，n=a/i 游标尺每格宽度为b，b=ra-i,r称为游标模数，一般 取r=1或r=2;
三.游标量具的主要技术数据
分度值：0.1mm,0.05mm,0.02mm 测量范围：游标卡尺：0-3000mm，
高度游标卡尺：0-1000mm， 深度游标卡尺：0-500mm 示值误差：见JJG30-2002通用卡尺检定规程 中第6页 4.9条表7的要求。
第三节长度计量的基准,标准,量值 传递及计量检定系统表
4.计量检定系统表:国家对计量基准到各等级的 计量标准直至工作计量器具的检定程序所作 的技术规定. 构成:文字和框图 内容:基准;各等级计量标准;工作计量器具的 名称,测量范围,准确度(或不确定度或允许误 差)和检定方法等. 目的:保证工作计量器具具备应有的准确度.
按测量对象分： 1.长度尺寸：如端度，轴孔直径，坐标尺寸，线纹间尺寸， 箱体结构尺寸等； 2.角度：平面角，圆分度，空间位置角，锥度等； 3.表面形状和位置：平面度，直线度，圆度，垂直度，平行 度等； 4.表面粗糙度和波度 5.齿轮，螺纹，花键及各类加工刀具等的各类工程参数。
第二节 长度计量的单位
第三节长度计量的基准,标准,量值传 递及计量检定系统表
角度实物标准是端面角度标准----正多面棱体，
角度块 线纹角度标准----刻线度盘，圆光栅，编码盘 机械分度标准----多齿分度盘，分度台； 电子测角标准----环形激光器 平面度的实物标准器是平面平晶 粗糙度----标准单刻线样板，标准多刻线样板， 磨削样板
二．长度计量的主要任务：
1.研究和确定长度单位； 2.建立和保存长度计量基准、标准； 3.建立长度各项计量检定系统，组织量值
传递、开展计量检定和修理，确保量值的 准确一致； 4.研究长度计量测量方法和手段，确定量 值的准确性； 5.应用新的科学技术理论、开拓计量新领 域。
第一节 长度计量的任务和内容
第二节．计量器具的基本计量特性
5. 重复性：在相同的测量条件下，重复测量同一被 测量，计量器具提供相近示值的能力。 相同的测 量程序、观测者、设备、地点、短时期内完成。 6. 分辨力：显示装置有效辨别的最小的示值差。 7. 稳定性：计量器具保持其计量特性随时间恒定的 能力。 8. 准确度等级：符合一定的计量要求，使误差保持 在规定的等别、级别。
第二节 长度计量的单位
“米”的倍数单位和分数单位： 千米（km）、米（m）、毫米（mm）、微米 （µm）、纳米（nm）、埃（A） １米（m）＝10分米（dm)=100厘米（cm） = 1000毫米（mm); １毫米（mm）＝1000微米（µm）; １微米（µm）＝ 1000纳米（nm）。 长度计量单位的特点：基本性、多维性、广泛性。