第3章++測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)

1、第3章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)一、測(cè)量測(cè)量是將被測(cè)量和一個(gè)具有測(cè)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較過(guò)程。一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程應(yīng)包括：四要素：測(cè)量對(duì)象、測(cè)量單位、測(cè)量方法和測(cè)量精度。1被測(cè)對(duì)象：幾何量：長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度、幾何形狀和相互位置等。2計(jì)量單位：長(zhǎng)度單位：米（m） 毫米（mm） 微米（m）角度單位：弧度（rad）度（）分（）秒（）3測(cè)量方法：測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、計(jì)量器具、測(cè)量條件的總和。4測(cè)量精度：測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。與之相對(duì)的概念即測(cè)量誤差。二、檢驗(yàn)指確定零件的實(shí)際幾何參數(shù)是否在規(guī)定的公差范圍之內(nèi)，從而判斷是否合格。檢驗(yàn)特點(diǎn)：不能測(cè)得被測(cè)量的實(shí)際數(shù)值，只能確定被測(cè)量是否在兩極限尺寸之間。第一節(jié)

2、長(zhǎng)度計(jì)量單位和基準(zhǔn)量值的傳遞一、長(zhǎng)度計(jì)量單位基準(zhǔn)1米（m）=1000毫米（mm）1毫米（mm）=1000微米（um）二、量值傳遞系統(tǒng)傳遞系統(tǒng)：長(zhǎng)度基準(zhǔn)、測(cè)量器具、工件尺寸。我國(guó)尺寸傳遞機(jī)構(gòu)：國(guó)家計(jì)量局、各地區(qū)的省市計(jì)量機(jī)構(gòu) 、工廠的中心計(jì)量室、車(chē)間計(jì)量站三、量塊（又名塊規(guī)）是由兩個(gè)相互平行的測(cè)量面之間的距離來(lái)確定其工作長(zhǎng)度的一種高精度量具。1、量塊的特性：穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和粘合性是量塊的重要特性，利用它可從成套量塊中選擇適當(dāng)?shù)牧繅K組合成各種尺寸。2、方法：（1）首先去除尾數(shù)（從最后一位數(shù)字開(kāi)始選擇量塊）（2）總塊數(shù)力求不超過(guò)45塊，以減少測(cè)量誤差。3、量塊精度的劃分兩種方法：（1）按中心長(zhǎng)度的制

3、造偏差分為五級(jí)： 0，1，2，3、4 0級(jí)精度最高 ，4級(jí)精度 最低。 （2）按中心長(zhǎng)度的檢定精度分為六級(jí)： 1，2，3，4，5，6 1級(jí)精度最高w 例1：從83塊一套的量塊中組合成66.765mm尺寸.w 方法如下：w 1）1.005 第一塊 w 65.76w 2）1.26 第二塊w 64.5w 3） 4.5 第三塊 w 60 w 4） 第四塊w 66.7651.0051.264.560 w 四塊粘合而成.w 例2：38塊一套的量塊中組合成53.025mm尺寸。w 方法如下：w 1） 1 第一塊 w 52.025w 2）1.005 第二塊w 51.02w 3）1.02 第三塊 w 50 w

4、第四塊w 53.02511.0051.0250 w 四塊粘合而成。 第二節(jié) 測(cè)量器具和 測(cè)量方法一、測(cè)量器具和測(cè)量方法的分類一、測(cè)量器具和測(cè)量方法的分類 1、測(cè)量器具的分類：、測(cè)量器具的分類：量具：以固定形式復(fù)現(xiàn)一給定量的一個(gè)或多量具：以固定形式復(fù)現(xiàn)一給定量的一個(gè)或多個(gè)已知值的一種測(cè)量器具個(gè)已知值的一種測(cè)量器具 。量?jī)x：將被測(cè)的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察指示量?jī)x：將被測(cè)的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察指示值或等效信息。值或等效信息。按測(cè)量器具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用途分：1）基準(zhǔn)量具和量?jī)x:測(cè)量中用作基準(zhǔn)的量具。2）極限量規(guī)：沒(méi)有刻度的專用檢驗(yàn)工具。3）通用量具和量?jī)x：有刻度并能量出具體數(shù)字值的量具和量?jī)x。4）檢測(cè)裝置

5、：量具、量?jī)x和定位元件等構(gòu)成的組合體，是一種專用檢驗(yàn)工具。2、測(cè)量方法的分類1）按測(cè)量值取得方法不同）按測(cè)量值取得方法不同分：分：直接測(cè)量：直接測(cè)量被測(cè)參數(shù)來(lái)獲 得被測(cè)尺寸。 間接測(cè)量：測(cè)量與被測(cè)尺寸有關(guān)的幾何參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得被測(cè)尺寸。（例右圖圓弧直徑的獲得）例右圖圓弧直徑的獲得）2）按量具量?jī)x的讀數(shù)值是否直接表示被測(cè)尺寸的數(shù)值可分為：絕對(duì)測(cè)量：讀數(shù)值直接表示被測(cè)尺寸的大小。相對(duì)測(cè)量：讀數(shù)值只表示被測(cè)尺寸相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的偏差。3）按有無(wú)機(jī)械測(cè)量力可分為：接觸測(cè)量：測(cè)量頭與被測(cè)零件表面接觸，并有機(jī)械作用的測(cè)量力存在。非接觸測(cè)量：測(cè)量頭不與被測(cè)零件表面接觸。4）按測(cè)量參數(shù)指標(biāo)多少可分： 單項(xiàng)測(cè)量：

6、對(duì)被測(cè)零件的每個(gè)參數(shù)分別單獨(dú)測(cè)量。 綜合測(cè)量：測(cè)量反映零件有關(guān)參數(shù)的綜合指標(biāo)。5）按測(cè)量在加工過(guò)程中所起的作用分：主動(dòng)測(cè)量 ：零件在加工過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果直接用來(lái)控制零件的加工過(guò)程，防止廢品的產(chǎn)生。被動(dòng)測(cè)量：零件加工后進(jìn)行的測(cè)量。6）按工件在測(cè)量過(guò)程中的狀態(tài)分： 動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)被測(cè)表面與測(cè)量頭模擬工作狀態(tài)中相對(duì)運(yùn)動(dòng)。靜態(tài)測(cè)量：測(cè)量相對(duì)靜止。二、測(cè)量器具的基本度量指標(biāo)度量指標(biāo)是合理選擇和使用測(cè)量器具的主要指標(biāo)。1、分度值：2標(biāo)尺間距：3、測(cè)量范圍：4、示值范圍：5靈敏度：6、測(cè)量力：7示值誤差： 8、回程誤差： 三、常用測(cè)量器具的測(cè)量原理、基本結(jié)構(gòu)與使用方法（一）游標(biāo)類量具：是利用游標(biāo)讀數(shù)

7、原理制成的一種常用量具，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍大等特點(diǎn)。種類：游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)尺、高度游標(biāo)尺游標(biāo)卡尺讀數(shù)原理（ 二）螺旋測(cè)微類量具利用螺旋副運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)的裝置按用途分有：外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺、深度千分尺。結(jié)構(gòu)讀數(shù)原理三、機(jī)械量?jī)x利用機(jī)械結(jié)構(gòu)將直線位移經(jīng)傳動(dòng)放大后，通過(guò)讀數(shù)裝置表示出來(lái)的一種測(cè)量器具。常見(jiàn)的種類：百分表 、內(nèi)徑百分表、杠桿百分表、扭簧比較儀機(jī)械比較儀等1、百分表的結(jié)構(gòu)2、百分表的特點(diǎn)和用途：特點(diǎn):傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等。用于:機(jī)械零件的長(zhǎng)度尺寸、形狀和位置偏差的絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量，也能在某些機(jī)床或測(cè)量裝置中作定位和指示用。3、百分表的量程： 百分

8、表的分度值為0.01mm表盤(pán)上有100條等分刻線。百分表的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)使測(cè)量桿移動(dòng)1mm，指針回轉(zhuǎn)一圈。其測(cè)量范圍一般有:03mm、05mm 、0 10mm，特殊情況下有:0 20mm、0 100mm大量程的表。四、光學(xué)量?jī)x利用光學(xué)原理制成的光學(xué)測(cè)量?jī)x，在長(zhǎng)度測(cè)量中應(yīng)用比較廣泛。立式光學(xué)計(jì)、萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀等。光學(xué)計(jì)工作原理1、立式光學(xué)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)立式光學(xué)計(jì)2、萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀：是一種精密量?jī)x，它是利用光學(xué)系統(tǒng)和電氣部分相結(jié)合的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀五、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1、主要功能：2 2、分類：、分類：（1）按其工作方式分為：點(diǎn)位測(cè)量方式和連續(xù)掃描測(cè)量方式 （2）按測(cè)量范圍可分為大型、中型和小型。 （3）

9、按其精度可分為兩類：一類是精密型，一般放在有恒溫條件的計(jì)量室，用于生產(chǎn)精密測(cè)量，另一類為生產(chǎn)型。 3、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的構(gòu)成：（1）主體（2）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng) 測(cè)頭的類型 ：接觸式和非接觸式。電氣接觸式開(kāi)關(guān)測(cè)頭 ：電觸開(kāi)關(guān)式單測(cè)頭及測(cè)頭座（3）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件通用程序 公差比較程序 輪廓測(cè)量程序 自學(xué)習(xí)零件檢測(cè)程序的生成程序、統(tǒng)計(jì)計(jì)算程序、計(jì)算機(jī)輔助編程程序等 （4）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量方式 直接測(cè)量方式 程序測(cè)量方式 自學(xué)習(xí)測(cè)量方式 （5）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用（對(duì)于在數(shù)控機(jī)床上加工的形狀復(fù)雜的零件，當(dāng)其形狀難于建立數(shù)學(xué)模型時(shí)程序編制困難，常?？梢越柚跍y(cè)量機(jī)。輕型加工 多種幾何量

10、的測(cè)量觸頭的定義和校驗(yàn)零件的找正 六、電動(dòng)量?jī)x將工件被測(cè)尺寸的變動(dòng)量轉(zhuǎn)換為電量變化（電感、電容），經(jīng)過(guò)電路的放大、整流、運(yùn)算等變換后，用指示表指示。五、氣動(dòng)量?jī)x將工件被測(cè)尺寸的變化量轉(zhuǎn)換成空氣壓力或流量的變化，用壓力計(jì)或流量計(jì)顯示量值。第三節(jié) 測(cè)量誤差的基本知識(shí)一、測(cè)量誤差的概念（ ） ：任何測(cè)量結(jié)果都不可能絕對(duì)精確，只能在某種程度上近似于被測(cè)量的真值，它們之間的差值稱為測(cè)量誤差。（1）絕對(duì)誤差 （2）相對(duì)誤差例3：測(cè)量一個(gè)長(zhǎng)100mm尺寸 誤差為0.01mm; 測(cè)量另一個(gè)長(zhǎng)1000mm尺寸 誤差也為0.01mm,求:測(cè)量誤差。（用相對(duì)誤差表示）二測(cè)量誤差的來(lái)源：1、測(cè)量器具誤差：設(shè)計(jì)原理、制

11、造、裝配和 使調(diào)整不準(zhǔn)確而引起誤差。2、測(cè)量方法誤差：選擇的測(cè)量方法和定位方 式完善引起的誤差。3、環(huán)境影響：溫度、濕度、振動(dòng)等。4、人為誤差：由于人為的原因所引起的測(cè)量 誤差。三測(cè)量誤差的分類1) 隨機(jī)誤差：在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量時(shí)絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化的誤差。2) 系統(tǒng)誤差：在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量時(shí)絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。3) 粗大誤差：由于測(cè)量者主觀上的疏忽或客觀條件的劇變所造成的誤差。四、隨機(jī)誤差的特性：1、對(duì)稱性2、單峰性3、有界性4、抵償性第四節(jié) 測(cè)量器具的選擇一、測(cè)量器具選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素：1、與被測(cè)工件的外形、位置、尺寸的大小相適應(yīng)。2、與被測(cè)工件的尺寸公差相適應(yīng)。二、普通測(cè)量器具的選擇：1、檢驗(yàn)條件的要求（1）工件尺寸是否合格只按一次測(cè)量結(jié)果來(lái)判斷。（2）考慮到普通測(cè)量器具的