技術(shù)測量基礎(chǔ)與技能

劉全鋒2013.9技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)（常用量儀具的使用）精品資料講解(jiǎngjiě)內(nèi)容目的參數(shù)的正確測量與數(shù)據(jù)處理課題講解(jiǎngjiě)內(nèi)容測量過程（基本技能）測量基礎(chǔ)（基本知識）計量儀器的使用計量儀器和測量方法分類精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)計量儀器(yíqì)的分類一計量器具的基本技術(shù)性能指標二測量方法的分類三Ⅰ、計量儀器和測量方法分類測量誤差四精品資料4、計量(jìliàng)裝置2、量規(guī)(liángguī)類1、量具類3、計量儀器(量儀）一、計量儀器的分類1、量具類通用的有刻度的或無刻度的一系列單值和多值量塊和量具。單值量具：如長度量塊、90°角尺；多值量具：如線紋尺、游標卡尺、千分尺；游標卡尺技術(shù)測量基礎(chǔ)精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)2、量規(guī)類沒有刻度且專用的計量(jìliàng)器具，可檢驗零件要素實際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果。特點：得不到工件的具體實際尺寸和形位誤差值，只能判斷工件是否合格。例如：光滑極限量規(guī)檢驗孔軸。光滑環(huán)規(guī)光滑塞規(guī)精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)3、計量儀器將被測幾何(jǐhé)量的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀測的示值或等效信息的一類計量器具。2）光學(xué)量儀：用光學(xué)方法實現(xiàn)原始信號的轉(zhuǎn)換，有光學(xué)放大機構(gòu)。特點：精度高、性能穩(wěn)定。例如：光學(xué)比較儀、工具顯微鏡等。按原始信號轉(zhuǎn)換原理分為：1）機械量儀：機械方法實現(xiàn)原始信號轉(zhuǎn)換，有機械測微機構(gòu)。如：機械式測微比較儀。光學(xué)比較儀機械式測微比較儀精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)3）電動量儀：原始信號轉(zhuǎn)換為電量信號，具有放大、濾波(lǜbō)電路。特點：精度高，測量信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，易于與計算機接口，實現(xiàn)測量和數(shù)據(jù)處理的自動化。如電感比較儀、圓度儀等。4）氣動量儀：以壓縮空氣為介質(zhì)，通過氣動系統(tǒng)流量或壓力變化實現(xiàn)原始信號轉(zhuǎn)換。特點：結(jié)構(gòu)簡單、測量精度和效率都高，但示值范圍小。如水柱式氣動量儀、浮標式氣動量儀。電感比較儀浮標式氣動量儀精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)4、計量(jìliàng)裝置為確定被測幾何量量值所必需的計量(jìliàng)器具和輔助設(shè)備的總體。特點：測同一工件上較多的幾何量和形狀比較復(fù)雜的工件。如：齒形齒向測量儀、齒輪綜合精度檢查儀。齒形齒向測量儀精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)1、刻度間距：計量器具的標尺或分度盤上相鄰(xiānɡlín)兩刻線中心之間的距離或圓弧長度。（1～2.5mm)二、計量器具的基本技術(shù)性能指標3、分辨力：計量器具所能顯示的最末一位所代表的量值（能有效辨別的顯示示值間的最小差值）。如數(shù)字式量儀，其讀數(shù)采用非標尺或非分度盤顯示，不能采用分度值的概念。2、分度值：計量器具的標尺或分度盤上每一刻度間距所代表的量值。（0.1mm~0.001mm)分度值越小，精度越高。精品資料4、示值范圍：計量器具(qìjù)所能顯示或指示的被測幾何量起始值到終止值的范圍5、測量范圍：計量器具(qìjù)在允許誤差限度內(nèi)所能測出的被測幾何量的下限值到上限值的范圍。測量范圍上限值與下限值之差稱為量程6、靈敏度：計量器具對被測幾何量微小變化的響應(yīng)變化能力。10、不確定度：由于測量誤差的存在而對被測幾何量量值不能確定的程度。7、示值誤差：計量器具的示值與被測幾何量的真值的代數(shù)差。一般可用量塊作為真值來檢定計量器具的示值誤差。8、修正值：為消除或減小系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到測量結(jié)果上的數(shù)值。其大小與示值誤差絕對值相等，符號相反。9、測量重復(fù)性：相同測量條件，對同一被測幾何量多次測量，各測量結(jié)果間的一致性。技術(shù)測量基礎(chǔ)精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)1、按實測幾何量是否(shìfǒu)為被測幾何量1）直接測量被測幾何量的量值直接由計量器具讀出。2）間接測量欲測量的幾何量的量值由實測幾何量的量值按一定的函數(shù)關(guān)系式運算得出三、測量方法的分類2、示值是否為被測幾何量的量值1）絕對測量計量器具的示值就是被測幾何量的量值。2）相對測量（比較測量）示值為被測幾何量相對于標準量的偏差，被測幾何量的量值等于已知標準量與該偏差值的代數(shù)和精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)3、被測表面與計量器具的測頭是否接觸1）接觸測量測頭和被測表面的接觸會引起彈性變形，產(chǎn)生(chǎnshēng)測量誤差；2）非接觸測量注意：接觸測量會產(chǎn)生(chǎnshēng)彈性變形，故易變形的軟質(zhì)表面或薄壁工件多用非接觸測量。4、按工件上是否有多個被測幾何量同時被測量1）單項測量對工件上的各個被測量分別進行測量；2）綜合測量對工件上幾個相關(guān)幾何量的綜合效應(yīng)同時測量得到綜合指標，以判斷綜合結(jié)果是否合格。例如：齒距儀測量齒輪的齒距累積誤差，反映公法線長度變動和齒圈徑向跳動誤差的綜合結(jié)果。

注意：綜合測量的效率比單項測量的效率高。精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)其他分類形式1）動態(tài)測量和靜態(tài)測量依據(jù)測頭和被測表面之間是否有相對運動狀態(tài)。動態(tài)測量效率高，能測出工件上幾何參數(shù)連續(xù)變化(biànhuà)的情況。2）主動測量在加工工件的同時對被測幾何量進行測量。四、測量誤差1、測量誤差的概念

在測量過程中，由于計量器具本身的誤差以及測量方法和測量條件的限制，任何一次測量的測得值都不可能是被測幾何量的真值，兩者存在這差異。這種差異在數(shù)值上則表現(xiàn)為測量誤差。測量誤差可用絕對誤差和相對誤差來表示。1）絕對誤差：被測幾何量的測得值與其真值之差。絕對誤差可能是正值，也可為負值2、相對誤差：絕對誤差（取絕對值）與真值之比。真值無法得到，用測得值代替。精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)2、測量誤差的來源1）計量器具的誤差：計量器具本身的誤差，設(shè)計、制造和使用過程中的誤差，總和反映在示值誤差和測量重復(fù)性上。阿貝原則(yuánzé)是指測量長度時，應(yīng)使被測零件的尺寸線和量儀中作為標準的刻度尺重合或順次排成一條直線。例如，游標卡尺與千分尺。計量器具零件的制造和裝配誤差也會產(chǎn)生測量誤差。例如：游標卡尺的刻線距離之間不準確；指示表的分度盤與指針回轉(zhuǎn)軸的安裝有偏心。相對測量中量塊的制造誤差。2）方法誤差：測量方法不完善引起的。包括工件安裝、定位不準確、計算公式不準確、測量方法選擇不當(dāng)?shù)取＠纾簻y量大型工件的直徑，可用直接測量法，也可以用弓高弦長法，測量誤差不同。再如：接觸測量時，測頭測量力的存在，被測零件和測量裝置發(fā)生變形。精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)3、測量誤差的分類1）系統(tǒng)誤差：⑴定值系統(tǒng)誤差：在一定測量條件下，多次測取同一量值時，絕對值和符號均保持不變的測量誤差。例如：比較儀上量塊(liànɡkuài)的誤差。⑵變值系統(tǒng)誤差：在一定測量條件下，多次測取同一量值時，絕對值和符號按某一規(guī)律變化的測量誤差。例如：量儀分度盤與指針回轉(zhuǎn)軸偏心產(chǎn)生的示值誤差。2）隨機誤差：在相同的測量條件下，多次測取同一量值時，其絕對值大小和符號均以不可預(yù)知的方式變化的誤差。產(chǎn)生原因：計量器具變形、測量力不穩(wěn)定、溫度波動等。特點：單次測量，無法預(yù)知絕對值大小和符號，多次重復(fù)測量，符合一定的概率統(tǒng)計規(guī)律。3）環(huán)境誤差：測量時環(huán)境條件（溫度、濕度、氣壓、照明、電磁場等）不符合標準的測量條件。例如，溫度的影響，設(shè)規(guī)定的測量溫度20℃，產(chǎn)生的測量誤差。4）人員誤差：測量人員人為差錯，如瞄準不準、讀數(shù)或估讀錯誤。精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)4、測量精度分類1）正確度：反映測量結(jié)果受系統(tǒng)誤差的影響程度，系統(tǒng)誤差小，正確度高；2）精密度：反映測量結(jié)果受隨機誤差的影響程度。指在一定測量條件下連續(xù)多次測量所得的測量值之間相互(xiānghù)接近的程度。隨機誤差小，精密度高。3）準確度：反映測量結(jié)果同時受系統(tǒng)誤差和隨機誤差的綜合影響程度。系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小，準確度高。3）粗大誤差：超出一定測量條件預(yù)計下的測量誤差，對測量結(jié)果產(chǎn)生明顯歪曲，為異常值。產(chǎn)生原因：主觀原因如人員疏忽的讀數(shù)誤差；客觀原因如外界突然震動。精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)5、各類測量誤差的處理(chǔlǐ)1）測量列中隨機誤差的處理(chǔlǐ)2）測量列中系統(tǒng)誤差的處理(chǔlǐ)3）測量列中粗大誤差的處理(chǔlǐ)1）測量列中隨機誤差的處理：測量列：對某一被測幾何量進行連續(xù)多次的重復(fù)測量，得到的一系列測量數(shù)據(jù)。（1）隨機誤差的特性及分布規(guī)律：通常服從正態(tài)分布規(guī)律（其他分布規(guī)律，如等概率分布、三角分布、反正弦分布等）。正態(tài)分布的隨機誤差的四個基本特征：①單峰性絕對值越小的隨機誤差出現(xiàn)概率大，反之小；②對稱性絕對值相等的正負隨機誤差出現(xiàn)概率相等；③有界性在一定測量條件下，隨機誤差絕對值不超過一定界限；④抵償性測量次數(shù)增加，算術(shù)平均值趨于零。精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)（3）隨機誤差的極限值

拉普斯函數(shù)(hánshù)（概率函數(shù)(hánshù)積分）精品資料技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)2）測量列中系統(tǒng)誤差的處理（1）發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的方法(fāngfǎ)：目前還無找到可以發(fā)現(xiàn)各種系統(tǒng)誤差的方法(fāngfǎ)，只介紹適用于發(fā)現(xiàn)某些系統(tǒng)誤差的兩種方法(fāngfǎ)。①實驗對比法：通過改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的測量條件，進行不同測量條件下的測量來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。適于發(fā)現(xiàn)定值系統(tǒng)誤差。②殘差觀察法：根據(jù)測量列的各個殘差大小和符號的變化規(guī)律，直接由殘差數(shù)據(jù)或殘差曲線圖形來判斷有無系統(tǒng)誤差，主要適用于發(fā)現(xiàn)大小和符號按一定規(guī)律變化的變值系統(tǒng)誤差。（2）消除系統(tǒng)誤差的方法：①從產(chǎn)生誤差根源上消除系統(tǒng)誤差(托盤天平的調(diào)零）②用修正法消除系統(tǒng)誤差③用抵消法消除定值系統(tǒng)誤差④用半周期法消除系統(tǒng)誤差精品資料技術(shù)測量(cèliáng)基礎(chǔ)3）測量(cèliáng)列中粗大誤差的處理粗大誤差是指明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。在正常情況下一般不會產(chǎn)生這類誤差。例如，由于測量(cèliáng)者主觀上疏忽大意，在測量(cèliáng)過程中看錯、讀錯、記錯以及突然的沖擊振動而引起的測量(cèliáng)誤差。這類誤差使結(jié)果明顯歪曲，應(yīng)避免或剔除（拉依達準則）。精品資料技術(shù)測量(cèliáng)技能Ⅱ、常用量儀器(yíqì)的使用游標卡尺一千分尺二角尺四量塊及其他用具五常用測量儀器六百分表三精品資料技術(shù)測量(cèliáng)技能游標卡尺(yóubiāokǎchǐ)帶表卡尺電子數(shù)顯卡尺1、分類游標卡尺一精品資料技術(shù)測量(cèliáng)技能2、卡尺的結(jié)構(gòu)(jiégòu)、功能精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能3、游標(yóubiāo)卡尺——游標(yóubiāo)理論

游標原理是法國人P.韋尼埃于1631年提出的。主尺上的線距為1毫米，游標尺（副尺）上有10格，其線距為0.9毫米。當(dāng)兩者的零刻線相重合，若游標尺移動0.1毫米，則它的第1根刻線與主尺的第1根刻線重合；若游標尺移動0.2毫米，則它的第2根刻線與主尺的第2根刻線重合。依此類推，可從游標尺與主尺上刻線重合處讀出量值的小數(shù)部分。主尺與游標尺線距的差值0.1毫米就是游標卡尺的最小讀數(shù)值。同理，若它們的線距的差值為0.05毫米或0.02毫米(游標尺上分別有20格或50格)，則其最小讀數(shù)值分別為0.05毫米或0.02毫米。線距：刻線間距。精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能線距（精度(jīnɡdù)）=1-9/10=0.1mm精品資料技術(shù)測量(cèliáng)技能4、游標卡尺(yóubiāokǎchǐ)的讀數(shù)精品資料技術(shù)測量(cèliáng)技能游標卡尺讀數(shù)(dúshù)練習(xí)34cm010精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能123cm12345678900精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能01234501020304050cm小結(jié)：以mm為單位：1、10分度的游標卡尺的讀數(shù)(dúshù)應(yīng)有1位小數(shù)；2、20和50分度的游標卡尺的讀數(shù)(dúshù)應(yīng)有兩位兩位小數(shù)；精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能帶表卡尺帶表卡尺是用表式機構(gòu)(jīgòu)代替游標讀數(shù)，測量準確迅速實物操作演示注意：調(diào)零精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能實物操作(cāozuò)演示注意：調(diào)零電子數(shù)顯卡尺電子數(shù)顯卡尺采用LCD數(shù)字顯示并可進行公英制轉(zhuǎn)換，在任意位置置零；還具有輸出功能。電子數(shù)顯卡尺是一種國際先進水平的通用測量工具。采用非接觸性容柵線位移測量系統(tǒng)，液晶顯示。具有讀數(shù)直觀、顯示清晰、使用方便、測量效率高等優(yōu)點。電源采用1粒1.5V氧化銀電池，可連續(xù)使用12個月，電量低，以閃耀顯示。液晶顯示器:顯示窗口采用特殊石英玻璃，抗劃傷能力強。ON/OFF：手動電源開關(guān)。任意位置開關(guān)電源，測量原點（零點）不變。mm/in：單公制和英制轉(zhuǎn)換鍵，mm和in不同的計量單位轉(zhuǎn)換。ZERO：任意位置清零。電池蓋：打開，更換電池。數(shù)據(jù)輸出端口蓋：打開，數(shù)據(jù)輸出端口。具有RS-232數(shù)據(jù)接口，通過專用接口可與計算機或打印機連接精品資料技術(shù)測量(cèliáng)技能5、其他(qítā)游標卡尺

1）深度游標卡尺：用于測量深度，臺階等。2）高度游標卡尺：廣泛用于機械加工中的高度測量、劃線等。精品資料感謝您的關(guān)注下次(xiàcì)再會！精品資料劉全鋒2013.9技術(shù)(jìshù)測量基礎(chǔ)（常用量儀具的使用）精品資料技術(shù)測量(cèliáng)技能千分尺二精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能千分尺按用途不同一般(yībān)分為：外徑千分尺、杠桿千分尺、公法線千分尺、螺紋千分尺、內(nèi)徑千分尺和測深千分尺等。外徑千分尺主要由尺架、測微頭、測力裝置和鎖緊裝置組成。1、分類精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能2、千分尺的工作原理應(yīng)用螺旋副傳動原理，借助(jièzhù)測微螺桿與螺紋軸套作為一對精密螺旋偶合件，將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動后，從固定套管和微分筒所組成的讀數(shù)機構(gòu)上，讀得長度尺寸。精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能千分尺的讀數(shù)機構(gòu)由固定套管和微分筒組成。在固定套管口刻有縱刻線，作為微分筒讀數(shù)的基準線，縱刻線上、下方(xiàfānɡ)各刻有25個分度，每分度刻線間距為1毫米，上下排刻線的起始點錯開0.5毫米，這樣可讀得0.5毫米數(shù)。微分筒圓周斜面上刻有50個等分刻線。當(dāng)微分筒旋轉(zhuǎn)一周時，測微螺桿移動0.5毫米。微分筒旋轉(zhuǎn)一個分度時，測微螺桿移動0.01毫米。故常用千分尺的讀數(shù)值為0.01毫米。精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能精品資料技術(shù)測量(cèliáng)技能精品資料技術(shù)(jìshù)測量技能精品資料8、9、11、千分尺的讀數(shù)方法：1、測量前對準“0”位；2、測量時利用測力裝置使兩測量面與被測工件接觸；3、讀尺寸的方法分為三步：（1）在固定套管上露出的刻線讀出被測工件的整數(shù)和半毫米數(shù)；（2）在微分筒上由固定套管縱刻線所對準的刻線讀出被測工件的小數(shù)部分；不足(bùzú)一格的數(shù)，由估數(shù)法確定；（3）將整數(shù)和小數(shù)部分相加，即為被測工件尺寸精品資料外徑千分尺701702703704705

外徑千分尺廣泛應(yīng)用于外尺寸的精密(jīngmì)測量，精品資料公法線千分尺712

公法線千分尺用于測量齒輪公法線長度，是一種通用(tōngyòng)的齒輪測量工具。精品資料帶表外徑千分尺723

帶表外徑千分尺用于測量(cèliáng)大中型工件外尺寸的高精度量具。它的主要優(yōu)點是：可以用微分筒一端和表頭一端分別是進行工件尺寸的測量(cèliáng)。尤其是使用表頭一端測量(cèliáng)時，讀數(shù)更直觀、方便，并具有剛性好、變形小、精度高的特點。

精品資料杠桿(gànggǎn)千分尺725

用于外尺寸的精密測量，精品資料螺紋千分尺711

螺紋千分尺具有(jùyǒu)60°錐型和V型測頭，用于測量螺紋中徑。精品資料內(nèi)徑(nèijìnɡ)千分尺707708709710

內(nèi)徑(nèijìnɡ)千分尺用于內(nèi)尺寸精密測量（分單體式和接桿式）精品資料深度千分尺713

深度千分尺用于機械加工中的深度，臺階(táijiē)等尺寸的測量。精品資料壁厚千分尺719

壁厚千分尺固定測砧為球面，適用于測量管壁(ɡuǎnbì)厚度。精品資料板厚千分尺724

板厚