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第2章 测 量 技 术 基 础 内 容 提 要 1 测量 检验和检定的概念 2 测量过程的四要素 测量对象 测量单位 测量方法 和测量精度 3 量块的 等 和 级 4 计量器具的主要度量指标 5 产生测量误差的原因 6 系统误差的产生原因 发现和消除方法 7 随机误差的特性和处理方法 8 粗大误差的评定准则和处理方法 9 测量误差的合成方法和测量结果的表达式 1 第2章 测 量 技 术 基 础 2 1 测量的基本概念 2 1 1 测量 检验与检定 1 测量 测量为确定被测量 x 数值大小的过程 用公式表示为 2 测量的四要素 1 被测对象 x 几何参数 2 计量单位 长度 m mm 3 测量方法 测量时所采用的测量原理 计量器具和测量条件的综合 4 测量精度 测量结果与真值相一致的程度 角度 rad rad 00 3 2 检验 检验是判断被测量是否合格的过程 3 检定 评定计量器具的精度是否合格的实验过程 如用量规来检验被测件 不要求得出实际测量值 4 2 1 2 测量基准和尺寸传递系统 1 长度单位 m mm rad 2 长度基准 实物基准自然基准 1 m 1889年 通过巴黎的地球 子午线 1650763 73 1983年 光在真空行 程的长度 过渡到 5 3 尺寸传递系统 主基准 副基准 工作基准 工作器具被测对象 图2 1 尺寸传递系统 国际基准 国家基准 为了复现 m 需建立的副基准 副基准 主基准 6 测量零件所用的计量器具 被测对象 经过与国家基准或副基准比对 用来检 定较低准确度的基准 或检定工作器具用的 计量器具 工作基准 工作器具 例如量块 标准线纹尺等 如千分尺 比较仪 测长仪等 7 长度量值传递系统图见图2 2 图2 2长度量值传递系统 8 角度量值传递系统图见图2 3 图2 3 角度量值传递系统 9 3 1 3 定值长度和定值角度的基准 1 量块 长度基准 量块是一种无刻度的标准端面量具 量块按一定的尺寸系列成套生产 国家规定了17 套量块 如表2 1所示 见教材 表2 1 成套量块的组合尺寸 摘自CB T6093 2001 套别总块数级别尺寸系列 mm 间隔 mm 块数 1910 10 5 1 1 001 1 002 1 009 1 01 1 02 1 49 1 5 1 6 1 9 2 0 2 5 9 5 10 20 100 0 001 0 01 0 1 0 5 10 1 1 9 49 5 16 10 10 续表2 1 成套量块的组合尺寸 摘自CB T6093 2001 套别总块数级别尺寸系列 mm 间隔 mm 块数 2830 1 2 0 5 1 1 005 1 01 1 02 1 49 1 5 1 6 1 9 2 0 2 5 9 5 10 20 100 0 01 0 1 0 5 10 1 1 1 49 5 16 10 3460 1 2 1 1 001 1 002 1 009 1 01 1 02 1 09 1 1 1 2 1 9 2 3 9 10 20 100 0 001 0 001 0 1 1 10 1 9 9 9 8 10 4380 1 2 1 1 005 1 01 1 02 1 09 1 1 1 2 1 9 1 2 9 10 20 100 0 01 0 1 1 10 1 1 9 9 8 10 11 应用时 应力求用最少的块数组合所需的尺寸 如需组合51 995的尺寸 参照表2 1组合如下 51 995 需要的量块尺寸 一般不超过四块 第一块 第二块 第三块 第四块 图 量块组合 量块的组合方法 12 1 有关量块的精度术语 量块长度 l 见下图 量块长度是指量块一个测量面上的任意 点到与其相对的另一测量面相研合的辅助体 表面之间的垂直距离 量块中心长度 lc 量块中心长度 是指对应于量块未 研合测量面中心点 的长度 13 量块标称长度 ln 见下图 量块标称长度是指在量块上 用以表明其与主 单位 m 之间关系的量值 量块长度的示值 图 量块的精度指标 任意点的量 块长度偏差 e 任意点的量块 长度偏差是指任意 点的量块长度与标 称长度的代数差 即 e l ln 14 图中 图 量块的精度指标 合格条件为 量块的长度变 动量v 量块测量面上 任意点中的最大量 块长度与最小量块 长度之差 其允许值为 tv 15 量块测量面的平面度误差 fd 见下图 量块测量面的平面度误差是指包容量块测量面的 实际表面且距离为最小的两个平行平面之间的距离 其公差为 td 见表2 4 图平面度误差 500 16 2 量块的精度等级 量块的分级 按GB T6093 2001 按量块的制造精度分五级 K 0 1 2 3级 其中K级精度最高 精度依次降低 3级最低 各级的精度指标如表2 2所示 17 量块的分等 JJG146 2003 按量块的检定精度分五等 即1 2 3 4 5等 各等的精度指标如表2 3所示 18 3 量块的使用和检验 量块的使用可分 按级使用时 是以量块的标称长度为工作尺 寸 不计量块的制造误差和磨损误差 按等使用时 是以量块经检定后给出的实际 中心长度尺寸为工作尺寸 它排除了制造误差 的影响 提高了测量精度 因此 量块按等使用比按级使用的测量精度 要高 按级使用 按等使用 19 2 多面棱体 多面棱体是角度的最常用的实物基准 它 是用特殊的合金钢或石英玻璃制成的多面棱体 常见的有4 6 8 12 24 36 72面体等 如 图2 5 为正八面棱体 它所有相邻两工作面 法线间夹角为450 图 2 5 正八面棱体 因此 可以用 作基准来测量任意 的n 450的角度 20 2 2 1 计量器具及其分类 计量器具为测量仪器和测量工具的统称 1 计量器具分类 按其原理 结构和用途分为 1 基准量具 定值基准量具 如量块 角度块等 变值基准量具 如线纹刻 线尺等 2 2 计量器具和测量方法 21 2 通用计量器具 将被测量转换成可直接观测的示值或等 效信息的测量工具 按其原理可分 游标类量具 如游标卡尺等 微动螺旋类量具 如千分尺等 机械比较仪 如齿轮杠杆比较仪等 光学量仪 如光学计 光学测角仪等 气动量仪 如浮标式气动量仪的 电动量仪 如电动轮廓仪等 微机化量仪 机电一体化量仪 如微机控制的数显测量仪 数显光学计 数显测长仪 三坐标测量机等 22 3 量规类 如光滑极限量规 螺纹量规 功能量规等 4 检验夹具 测量时所需的夹具等辅助设备 2 计量器具的度量指标 1 分度值 i 分度值是指计量器具的刻尺或度盘上相邻 两刻线所代表的量值之差 2 刻度间距 a 刻度间距是指相邻两刻线中心之间的距离 和圆弧长 为便于估读 其值为1 2 5mm 23 3 示值范围 示值范围是指标尺所指示或显示的最低值到 最高值的范围 4 测量范围 测量范围是指在允许误差范围内 测量器具 所能测量零件的最低值到最高值的范围 5 灵敏度 k 灵敏度是指计量器具示值装置对被测量变化 的反应能力 灵敏度也称放 大比 可用下 式表示 1 1 24 6 灵敏限 灵敏阈 灵敏限是指能引起计量器具示值可能觉察变化 的被测量的最小变化值 灵敏限越小 计量器具精度越高 7 测量力 测量力是指在测量过程中 计量器具与被测 表面的接触力 8 示值误差 示值误差是指计量器具的示值与被测量真 值之差 25 9 示值变动性 示值变动性是指在测量条件不变的情况下 对 同一被测量进行多次重复测量读数时 5 10次 其读数的最大变动量 10 回程误差 滞后误差 回程误差是指在相同测量条件下 对同一被 测量进行往返两个方向测量时 测量器具的示值 变化量 11 修正值 修正值是指为了消除或减少系统误差 用代 数法加到测量结果上的值 26 12 不确定度 不确定度是指由于测量误差的存在而对被测 量量值不能肯定的程度 27 2 2 2 测量方法分类及其特点 按测量值获得方式的的不同 测量方法可分为 1 绝对测量和相对测量 1 绝对测量 见图2 6 在计量器具 的示数装置上可 表示出被测量的 全值 图 2 6绝对测量法 28 2 相对测量 见图 2 7 在计量器具 的示数装置上只 表示出被测量相 对已知标准量的 偏差值 图 2 7 相对测量法 即测出的 值为尺寸实际 的偏差 29 2 直接测量和间接测量 1 直接测量 用计量器具直接测量被测量 的整个数值或相当于标准量的偏差 2 间接测量 测得的量与被测量有函数关系 的其他量 再通过函数关系式求出被测量 如图 2 8 所示测 R 通过测量 s h 图 2 8间及测量法 30 3 单项测量和综合测量 1 单项测量 对被测件的个别参数分 别进 行测量 例如 用工具显微镜对外螺纹 量规 的单一 中经 螺距和牙侧角分别进行测量 2 综合测量 对被测件某些相关联参数的综 合效果进行检验 以判断综合结果是否合格 例如 用螺纹量规通规检验普通螺纹的单一中 经 螺距和牙侧角实际值的综合结果是否合格 31 4 静态测量和动态测量 1 静态测量 对被测件在静止状态下进 行的测量 2 动态测量 对被测件在其运动状态 下进行测量 5 接触测量和非接触测量 1 接触测量 计量器具的测头与被测件 表面相接触的测量 2 非接触测量 计量器具的测头与被测 件表面不接触的测量 32 6 等精度测量和不精度测量 1 等精度测量 在测量过程中 影响测 量精度的各因素不改变 例如 环境 人员 仪器及测量方法 等都不变 2 不等精度测量 在测量过程中 影响测 量精度的各因素全部或 部分改变 33 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好