課幾何量測量演示文稿

課幾何量測量演示文稿第一頁，共四十八頁。（優(yōu)選）課幾何量測量第二頁，共四十八頁。第一節(jié)概述第二節(jié)長度和角度計量單位與量值傳遞第三節(jié)計量器具與測量方法第四節(jié)測量誤差第五節(jié)直接測量列的數(shù)據(jù)處理（下次課）第三頁，共四十八頁。重點：1、量塊的使用方法；2、隨機誤差的種類和特性3、直接測量列的數(shù)據(jù)處理難點：1、隨機誤差的分布規(guī)律2、正態(tài)分布隨機誤差概率的計算3、直接測量列的數(shù)據(jù)處理第四頁，共四十八頁。第一節(jié)概述問題：1、什么叫測量？它的實質(zhì)是什么？2、測量有什么意義？3、測量過程包括幾個要素？4、測量的一般步驟是什么？（了解）第五頁，共四十八頁。主要內(nèi)容：測量的意義、測量的基本要素測量的意義：通過測量零件的尺寸、形位公差及表面粗糙度等幾何參數(shù)，確定加工后的零件是否符合技術(shù)要求，實現(xiàn)零件的互換性測量的定義：為了確定被測量的量值而進行的試驗過程測量的實質(zhì)：是將被測幾何量L與復(fù)現(xiàn)計量單位E的標(biāo)準(zhǔn)量進行比較，從而確定比值q的過程：第六頁，共四十八頁。測量的基本要素一個完整的測量過程應(yīng)包含測量對象、計量單位、測量方法（含測量器具）和測量精度等四個要素：測量對象－－機械精度的檢測中主要是有關(guān)幾何精度方面的參數(shù)量，其基本對象是長度、角度、表面粗糙度、形狀和位置誤差等。

第七頁，共四十八頁。計量單位（簡稱單位）－－是以定量表示各種量的量值而約定采用的特定量。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等為基本單位。機械工程中常用的長度單位有“毫米”、“微米”和“納米”，常用的角度單位是非國際單位制的單位“度”、“分”、“秒”和國際單位制的輔助單位“弧度”、“球面度”。第八頁，共四十八頁。測量方法－－根據(jù)一定的測量原理，在實施測量過程中對測量原理的運用及其實際操作。廣義地說，測量方法可以理解為測量原理、測量器具（計量器具）和測量條件（環(huán)境和操作者）的總和。第九頁，共四十八頁。測量精度－－測量結(jié)果與真值的一致程度。不考慮測量精度而得到的測量結(jié)果是沒有任何意義的。真值的定義為：當(dāng)某量能被完善地確定并能排除所有測量上的缺陷時，通過測量所得到的量值。由于測量會受到許多因素的影響，其過程總是不完善的，即任何測量都不可能沒有誤差。所以，對于每一個測量值都應(yīng)給出相應(yīng)的測量誤差范圍，說明其可信度。第十頁，共四十八頁。檢測的一般步驟：確定被檢測項目認(rèn)真審閱被測件圖紙及有關(guān)的技術(shù)資料，了解被測件的用途，熟悉各項技術(shù)要求，明確需要檢測的項目。設(shè)計檢測方案根據(jù)檢測項目的性質(zhì)、具體要求、結(jié)構(gòu)特點、批量大小、檢測設(shè)備狀況、檢測環(huán)境及檢測人員的能力等多種因素，設(shè)計一個能滿足檢測精度要求，且具有低成本、高效率的檢測預(yù)案。選擇檢測器具按照規(guī)范要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測器具，設(shè)計、制作專用的檢測器具和輔助工具，并進行必要的誤差分析。補充內(nèi)容:第十一頁，共四十八頁。第二節(jié)長度和角度計量單位

與量值傳遞問題：1、什么叫量值傳遞系統(tǒng)？2、量塊的特點？如何使用量塊？第十二頁，共四十八頁。一、長度單位與量量值傳遞系統(tǒng)在國際單位制及我國法定計量單位中，長度的基本單位名稱是“米”，其單位符號為“m”。“米”的定義于18世紀(jì)末始于法國，當(dāng)時規(guī)定“米等于經(jīng)過巴黎的地球子午線的四千萬分之一”。19世紀(jì)“米”逐漸成為國際通用的長度單位。1889年在法國巴黎召開了第一屆國際計量大會，從國際計量局訂制的30根米尺中，選出了作為統(tǒng)一國際長度單位量值的一根米尺，把它稱之為“國際米原器”。1983年第17屆國際計量大會又更新了米的定義，規(guī)定：“米”是在真空中在1/299792458s的時間間隔內(nèi)行進路程的長度。第十三頁，共四十八頁。長度的量值傳遞量值傳遞：是“將國家計量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計量值，通過檢定（或其它方法）傳遞給下一等級的計量標(biāo)準(zhǔn)（器），并依次逐級傳遞到工作計量器具上，以保證被測對象的量值準(zhǔn)確一致的方式”。在實際生產(chǎn)中，不便用光波作為長度基準(zhǔn)來進行測量，而采用計量器具進行測量。為了保證量值統(tǒng)一，必須把長度基準(zhǔn)和量值準(zhǔn)確的傳遞到生產(chǎn)應(yīng)用的計量器具和工件上去。因此，國家從組織上，建立了一套從最高標(biāo)準(zhǔn)到被測工件的嚴(yán)密而完整的長度量值傳遞系統(tǒng)：一個是端面量具（量塊）系統(tǒng)；另一個是刻線量具（線紋尺）系統(tǒng)。如P4圖2-1第十四頁，共四十八頁。第十五頁，共四十八頁。二、量塊使用波長作為長度基準(zhǔn)，雖然可以達(dá)到足夠的精確度，但因?qū)?fù)現(xiàn)的條件有很高的要求，不便在生產(chǎn)中直接用于尺寸的測量。因此，需要將基準(zhǔn)的量值按照定義的規(guī)定，復(fù)現(xiàn)在實物計量標(biāo)準(zhǔn)器上。常見的實物計量標(biāo)準(zhǔn)器有量塊（塊規(guī)）和線紋尺。量塊特點：用鉻錳鋼等特殊合金鋼或線膨脹系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨以及不易變形的其它材料制成。其形狀有長方體和圓柱體兩種，常用的是長方體。第十六頁，共四十八頁。83塊第十七頁，共四十八頁。量塊的構(gòu)成長方體的量塊有兩個平行的測量面，其余為非測量面。測量面極為光滑、平整，其表面粗糙度Ra值達(dá)0.012μm以上量塊長度Li:從量塊一個測量面上任意一點（距邊緣0.5mm區(qū)域除外）到此量塊另一個測量面相研合的面的面的垂直距離量塊的中心長度L：從一個量塊的測量面上中心點到此量塊另一個測量面相研合的面的垂直距離。第十八頁，共四十八頁。圖2-2量塊第十九頁，共四十八頁。兩測量面之間的距離即為量塊的工作長度（標(biāo)稱長度）。標(biāo)稱長度到5.5mm的量塊，其公稱值刻印在上測量面上；標(biāo)稱長度大于5.5mm的量塊，其公稱長度值刻印在上測量面左側(cè)較寬的一個非測量面上第二十頁，共四十八頁。量塊的精度（級）按國標(biāo)GB6093-85，量塊按制造精度分6級，即00、0、1、2、3和K級，其中00級精度最高，3級最低，K級為校準(zhǔn)級，主要根據(jù)量塊長度極限偏差、測量面的平面度、粗糙度及量塊的研合性等指標(biāo)來劃分的。用戶按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊。因此，按“級”使用量塊必然受到量塊長度制造偏差的影響，將把制造誤差帶入測量結(jié)果。量塊的“級”與“等”第二十一頁，共四十八頁。量塊的精度（等）按照計量局標(biāo)準(zhǔn)JJG146—2003《量塊檢定規(guī)程》規(guī)定了量塊按其檢定精度分為六等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低，“等”主要依據(jù)量塊中心長度測量的極限偏差和平面平行性允許偏差來劃分的。第二十二頁，共四十八頁。量塊的“級”與“等”的區(qū)別量塊的“級”和“等”是從成批制造和單個檢定兩種不同的角度出發(fā)，對其精度進行劃分的兩種形式。按“級”使用時，以標(biāo)記在量塊上的標(biāo)稱尺寸作為工作尺寸，該尺寸包含其制造誤差。按“等”使用時，必須以檢定后的實際尺寸作為工作尺寸，該尺寸不包含制造誤差，但包含了檢定時的測量誤差。就同一量塊而言，檢定時的測量誤差要比制造誤差小得多。所以，量塊按“等”使用時其精度比按“級”使用要高，且能在保持量塊原有使用精度的基礎(chǔ)上延長其使用壽命。第二十三頁，共四十八頁。量塊的使用：量塊是定尺寸量具，一個量塊只有一個尺寸。為了滿足一定范圍的不同要求，量塊可以利用其測量面的高精度所具有粘合性，將多個量塊研合在一起，組合使用。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6093—85規(guī)定，我國成套生產(chǎn)的量塊共有17種系列，每套的塊數(shù)分別為91、83、46、12、10、8、6、5、等。p8表2-1所列為83塊組和46塊組一套的量塊的尺寸系列。粘合性：測量層表面有一層極薄的油膜，在切向推合力的作用下，由于分子間吸引力，使兩量塊研合在一起的特性。第二十四頁，共四十八頁。表3-4第二十五頁，共四十八頁。量塊的組合為了減少量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的組合塊數(shù)，一般不超過4塊。選用量塊時，應(yīng)從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，每選一塊至少應(yīng)減去所需尺寸的一位尾數(shù)。例如，從83塊一套的量塊中選取尺寸為33.625mm的量塊組，選取方法為：33.625…………所需尺寸

－1.005……….…第一塊量塊尺寸

－1.02……….…第二塊量塊尺寸

－1.6……….…第三塊量塊尺寸30.0……….…第四塊量塊尺寸第二十六頁，共四十八頁。第二十七頁，共四十八頁。思考：如何從46塊一套的量塊中選取尺寸為33.379mm的量塊組？第二十八頁，共四十八頁。量塊使用的注意事項量塊必須在使用有效期內(nèi)，否則應(yīng)及時送專業(yè)部門檢定。使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)及灰塵對測量面的損傷，影響其粘合性。分清量塊的“級”與“等”，注意使用規(guī)則。所選量塊應(yīng)用航空汽油清洗、潔凈軟布擦干，待量塊溫度與環(huán)境溫度相同后方可使用。輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對量塊的腐蝕及手溫對測量精確度的影響。使用完畢，應(yīng)用航空汽油清洗所用量塊，并擦干后涂上防銹脂存于干燥處。第二十九頁，共四十八頁。三、角度單位與量值傳遞系統(tǒng)角度也是機械制造種的重要幾何參數(shù)之一。我國法定計量單位規(guī)定平面角的角度單位為弧度（rad）及度（°）、分(`)、秒(``)。1rad是指在一個圓的圓周上截取弧長與該圓的半徑相等時所對應(yīng)的中心平面角。1°＝（π/180）rad基準(zhǔn)與長度基準(zhǔn)有本質(zhì)的區(qū)別。角度的自然基準(zhǔn)是客觀存在的，不需要建立，因為一個整圓所對應(yīng)的圓心角是定值（2πrad或360°）第三十頁，共四十八頁。因此，將整圓任意等分得到的角度的實際大小，可以通過各角度相互比較，利用圓周角的封閉性求出，實現(xiàn)對角度基準(zhǔn)的復(fù)現(xiàn)。但，為了檢定和測量需要，仍然要建立角度度量的基準(zhǔn)。在高精度的分度中，仍常以多面棱體作為角度基準(zhǔn)來建立角度傳遞系統(tǒng)。第三十一頁，共四十八頁。第三十二頁，共四十八頁。四、角度量塊在角度量值傳遞系統(tǒng)中，角度量塊是量值傳遞媒介，它的性能與長度量塊類似，用于檢定合調(diào)整普通精度的測角儀器，校正角度樣板，也可直接用于檢驗工件。角度量塊有三角形和四邊形三角形有一個工作角（角度值在10°～79°）四邊形有四個工作角（角度值在80°～100°）第三十三頁，共四十八頁。四邊形量塊，在短邊相鄰的兩個工作角之和為180°第三十四頁，共四十八頁。同成套的長度量塊一樣，角度量塊也有若干塊組成一套，以滿足測量不同角度的需要角度量塊也可以單獨使用，也可以在10°～350°范圍內(nèi)組合使用第三十五頁，共四十八頁。一套角度量塊第三十六頁，共四十八頁。第三節(jié)測量器具和測量方法問題：1、計量器具按用途分為哪幾類？2、計量器具的基本度量指標(biāo)有哪幾項？3、測量方法分哪幾類？第三十七頁，共四十八頁。一、測量器具的分類計量器具可按用途、結(jié)構(gòu)和工作原理分類1、按用途分標(biāo)準(zhǔn)計量器具——是指測量時體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量的測量器具。通常用來校對和調(diào)整其它計量器具，或作為表準(zhǔn)量與被測幾何量進行比較，如：線紋尺、量塊、多面棱體等。第三十八頁，共四十八頁。專用計量器具——專門用來檢驗?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見的有：檢驗光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī)，判斷內(nèi)螺紋或外螺紋合格性的螺紋量規(guī)，判斷復(fù)雜形狀的表面輪廓合格性的檢驗樣板，用模擬裝配通過性來檢驗裝配精度的功能量規(guī)等等。

通用計量器具——我國習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡單的測量儀器稱為通用量具，通用性大。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。

第三十九頁，共四十八頁。2、按結(jié)構(gòu)和工作原理分類（了解）機械式計量器具——比較儀、百分表和扭簧比較儀等光學(xué)式計量器具——光學(xué)比較儀、投影儀等氣動式計量器具——水注式和浮標(biāo)式氣動儀器等電動式計量器具——電動輪廓儀和電感測微儀等光電式計量器具——光電顯微鏡和光電測長儀等第四十頁，共四十八頁。二、測量器具的技術(shù)性能指標(biāo)度量指標(biāo)是用來說明計量器具的性能和功用。它是選擇和使用計量器具，研究和判斷測量方法的依據(jù)。分度值測量器具的標(biāo)尺上，相鄰兩刻線所代表的量值之差。如一外徑千分尺的微分筒上相鄰兩刻線所代表的量值之差為0.01mm，則該測量器具的分度值為0.01mm。分度值是一種測量器具所能直接讀出的最小單位量值，它反映了讀數(shù)精度的高低，從一個側(cè)面說明了該測量器具的測量精度高低?？叹€間距測量器具標(biāo)尺或刻度盤上兩相鄰刻線中心間的距離。為便于讀數(shù)，一般做成刻線間距為0.75～2.5mm的等距離刻線。第四十一頁，共四十八頁。測量器具的技術(shù)性能指標(biāo)（續(xù)）示值范圍由測量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍。如機械式比較儀的示值范圍為-0.1～+0.1mm（或±0.1mm），如圖所示。測量范圍在允許不確定度內(nèi)，測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的范圍。例如，外徑千分尺的測量范圍有0～25mm、25～50mm等，機械式比較儀的測量范圍為0～180mm，如圖所示。靈敏度計量器具反映被測幾何量微小變化的能力。如果被測參數(shù)的變化量為ΔL，引起測量器具的變化為Δx，則靈敏度S=Δx/ΔL。當(dāng)分子分母為同一類量時，靈敏度又稱放大比K。第四十二頁，共四十八頁。第四十三頁，共四十八頁。第四十四頁，共四十八頁。測量器具的技術(shù)性能指標(biāo)（續(xù)）測量力在接觸式測量過程中，測量器具測頭與被測量面間的接觸壓力。測量力太大會引起彈性變形，測量力不恒定會使示值不穩(wěn)定。示值誤差是指計量器具上的示值與被測量真實值的代數(shù)差。示值變