第二章 測量基礎(chǔ)

第二章測量基礎(chǔ)第1頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)測量的基本概念測量：是將被測量和一個(gè)具有測量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的過程。一個(gè)完整的測量過程應(yīng)包括：四要素：測量對(duì)象、測量單位、測量方法和測量精度。第2頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月1．被測對(duì)象：幾何量：長度、角度、表面粗糙度、幾何形狀和相互位置等。2．計(jì)量單位：長度單位：米（m）毫米（mm）微米（

m）角度單位：弧度（rad）度（

）分（

）秒（

）3．測量方法：測量時(shí)所采用的測量原理、計(jì)量器具、測量條件的總和。4．測量精度：測量結(jié)果與真值的一致程度。與之相對(duì)的概念即測量誤差。第3頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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)：不能測得被測量的實(shí)際數(shù)值，只能確定被測量是否在兩極限尺寸之間。第4頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)

長度計(jì)量單位和基準(zhǔn)量值的傳遞第5頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月一、長度單位與計(jì)量基準(zhǔn)在國際單位制及我國法定計(jì)量單位中，長度的基本單位名稱是“米”，其單位符號(hào)為“m”。“米”的定義于18世紀(jì)末始于法國，當(dāng)時(shí)規(guī)定“米等于經(jīng)過巴黎的地球子午線的四千萬分之一”。

1983年第17屆國際計(jì)量大會(huì)又更新了米的定義，規(guī)定：“米”是光在真空中在1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)行進(jìn)路程的長度。

第6頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月長度的量值傳遞量值傳遞是“將國家計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量值，通過檢定（或其它方法）傳遞給下一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（器），并依次逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具上，以保證被測對(duì)象的量值準(zhǔn)確一致的方式”。第7頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月二、量塊量塊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8頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月1.量塊的構(gòu)成長方體的量塊有兩個(gè)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，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)稱長度小于6mm的量塊，其公稱值刻印在上測量面上；標(biāo)稱長度大于6mm的量塊，其公稱長度值刻印在上測量面左側(cè)較寬的一個(gè)非測量面上。第9頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月2.量塊的用途作為長度尺寸標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)物載體，將國家的長度基準(zhǔn)按照一定的規(guī)范逐級(jí)傳遞到機(jī)械產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)量值統(tǒng)一。作為標(biāo)準(zhǔn)長度標(biāo)定量儀，檢定量儀的示值誤差。相對(duì)測量時(shí)以量塊為標(biāo)準(zhǔn)，用測量器具比較量塊與被測尺寸的差值。也可直接用于精密測量、精密劃線和精密機(jī)床的調(diào)整。第11頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月3、量塊精度的劃分（1）按中心長度的制造偏差分為6級(jí)：

00、0、1、2、3、K00級(jí)精度最高，3級(jí)精度最低，K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)。（2）按中心長度的檢定精度分為六等：

1，2，3，4，5，6

1等精度最高，6等精度最低第12頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月4.量塊的選用粘合性：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。量塊是定尺寸量具，一個(gè)量塊只有一個(gè)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(gè)量塊研合在一起，組合使用。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T6093—2001規(guī)定，我國成套生產(chǎn)的量塊共有17種套別，每套的塊數(shù)分別為91、83、46、12、10、8、6、5等。第13頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月尺寸范圍（mm）間隔（mm）塊數(shù)10～10010102.0～9.50.5161.5～1.90.151.01～1.490.01491.005——11——10.5——1第14頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月5.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(shí)，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36.745mm的量塊組，選取方法為：

36.745…………所需尺寸－1.005…………第一塊量塊尺寸－1.24…………第二塊量塊尺寸－4.5…………第三塊量塊尺寸

30.0………第四塊量塊尺寸

35.7434.5第15頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)

測量器具和測量方法

第16頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月一、測量器具和測量方法的分類

1、測量器具的分類：量具：以固定形式復(fù)現(xiàn)一給定量的一個(gè)或多個(gè)已知值的一種測量器具。量儀：將被測的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察指示值或等效信息。第17頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月按測量器具的用途和特點(diǎn)分：1）基準(zhǔn)量具和量儀:測量中用作基準(zhǔn)的量具。2）極限量規(guī)：沒有刻度的專用檢驗(yàn)工具。3）通用量具和量儀：有刻度并能量出具體數(shù)字值的量具和量儀。4）檢測裝置：量具、量儀和定位元件等構(gòu)成的組合體，是一種專用檢驗(yàn)工具。第18頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月2、測量方法的分類1）按測量值取得方法不同分：①直接測量：直接測量被測參數(shù)來獲得被測尺寸。②間接測量：測量與被測尺寸有關(guān)的幾何參數(shù)，經(jīng)過計(jì)算獲得被測尺寸。（例右圖圓弧直徑的獲得）第19頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月2）按量具量儀的讀數(shù)值是否直接表示被測尺寸的數(shù)值可分為：①絕對(duì)測量：讀數(shù)值直接表示被測尺寸的大小。②相對(duì)測量：讀數(shù)值只表示被測尺寸相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的偏差。第20頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月3）按有無機(jī)械測量力可分為：①接觸測量：測量頭與被測零件表面接觸，并有機(jī)械作用的測量力存在。②非接觸測量：測量頭不與被測零件表面接觸。4）按測量參數(shù)指標(biāo)多少可分：①單項(xiàng)測量：對(duì)被測零件的每個(gè)參數(shù)分別單獨(dú)測量。②綜合測量：測量反映零件有關(guān)參數(shù)的綜合指標(biāo)。第21頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月5）按測量在加工過程中所起的作用分：①主動(dòng)測量：零件在加工過程中進(jìn)行測量，其結(jié)果直接用來控制零件的加工過程，防止廢品的產(chǎn)生。②被動(dòng)測量：零件加工后進(jìn)行的測量。6）按工件在測量過程中的狀態(tài)分：①動(dòng)態(tài)測量：測量時(shí)被測表面與測量頭模擬工作狀態(tài)中相對(duì)運(yùn)動(dòng)。②靜態(tài)測量：測量相對(duì)靜止。第22頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月二、測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量器具的主要指標(biāo)。1、分度值：2．標(biāo)尺間距：3、測量范圍：4、示值范圍：5．靈敏度：6、測量力：7．示值誤差：8、回程誤差：第23頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

第四節(jié)常用測量器具的基本結(jié)構(gòu)與

使用方法

（一）游標(biāo)類量具：是利用游標(biāo)讀數(shù)原理制成的一種常用量具，它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量范圍大等特點(diǎn)。種類：

游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)尺、高度游標(biāo)尺第24頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月高度游標(biāo)尺(a)電子測頭(b)劃線器第26頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月深度游標(biāo)尺(a)外形示意圖(b)測量示例深度游標(biāo)尺(a)外形示意圖(b)測量示例第27頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月電子數(shù)顯卡尺

1-內(nèi)測量爪2-緊固螺釘3-液晶顯示器4-數(shù)據(jù)輸出端口5-深度尺6-尺身7,11-去塵板8-置零按鈕9-米／英制換算按鈕10-外測量爪12-臺(tái)階測量面游標(biāo)卡尺第28頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月游標(biāo)卡尺第29頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺的分度值有：0.1mm,0.05mm,0.02mm三種。主尺1上的49mm被游標(biāo)副尺7分為50份，則分度值為.第30頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月游標(biāo)卡尺讀數(shù)原理第31頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月（

二）螺旋測微類量具

利用螺旋副運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行測量和讀數(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。

第33頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)第34頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月讀數(shù)原理第35頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月三、機(jī)械量儀利用機(jī)械結(jié)構(gòu)將直線位移經(jīng)傳動(dòng)放大后，通過讀數(shù)裝置表示出來的一種測量器具。常見的種類：百分表、內(nèi)徑百分表、杠桿百分表、扭簧比較儀機(jī)械比較儀等第36頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月1、百分表的結(jié)構(gòu)第37頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月2、百分表的特點(diǎn)和用途：特點(diǎn):傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等。用于:機(jī)械零件的長度尺寸、形狀和位置偏差的絕對(duì)測量和相對(duì)測量，也能在某些機(jī)床或測量裝置中作定位和指示用。第38頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月3、百分表的量程：百分表的分度值為0.01mm表盤上有100條等分刻線。百分表的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)使測量桿移動(dòng)1mm，指針回轉(zhuǎn)一圈。其測量范圍一般有:0～3mm、0～5mm、0～10mm，特殊情況下有:0～20mm、0～100mm大量程的表。第39頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月四、光學(xué)量儀利用光學(xué)原理制成的光學(xué)測量儀，在長度測量中應(yīng)用比較廣泛。立式光學(xué)計(jì)、萬能測長儀等。第40頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月光學(xué)計(jì)工作原理1、立式光學(xué)計(jì)第41頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月光學(xué)系統(tǒng)第42頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月立式光學(xué)計(jì)第43頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月2、萬能測長儀：是一種精密量儀，它是利用光學(xué)系統(tǒng)和電氣部分相結(jié)合的長度測量儀器。第44頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月萬能測長儀第45頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月五、三坐標(biāo)測量機(jī)1、主要功能：2、分類：（1）按其工作方式分為：點(diǎn)位測量方式和連續(xù)掃描測量方式第46頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）按測量范圍可分為大型、中型和小型。（3）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)精密測量，另一類為生產(chǎn)型。第47頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月3、三坐標(biāo)測量儀的構(gòu)成：（1）主體第48頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）三坐標(biāo)測量機(jī)的測量系統(tǒng)①測頭的類型：接觸式和非接觸式。②電氣接觸式開關(guān)測頭：第49頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月電觸開關(guān)式單測頭及測頭座第50頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）三坐標(biāo)測量機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件

①通用程序②公差比較程序③輪廓測量程序④自學(xué)習(xí)零件檢測程序的生成程序、統(tǒng)計(jì)計(jì)算程序、計(jì)算機(jī)輔助編程程序等第51頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）三坐標(biāo)測量機(jī)的測量方式①直接測量方式

②程序測量方式

③自學(xué)習(xí)測量方式

第52頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用

（①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量機(jī)。②輕型加工第53頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月③多種幾何量的測量觸頭的定義和校驗(yàn)零件的找正

第54頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

六、電動(dòng)量儀將工件被測尺寸的變動(dòng)量轉(zhuǎn)換為電量變化（電感、電容），經(jīng)過電路的放大、整流、運(yùn)算等變換后，用指示表指示。五、氣動(dòng)量儀將工件被測尺寸的變化量轉(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55頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)

測量誤差的基本知識(shí)第56頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月一、測量誤差的概念（

）：任何測量結(jié)果都不可能絕對(duì)精確，只能在某種程度上近似于被測量的真值，它們之間的差值稱為測量誤差。（1）絕對(duì)誤差（2）相對(duì)誤差第57頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月例3：測量一個(gè)長100mm尺寸誤差為0.01mm;

測量另一個(gè)長1000mm尺寸誤差也為0.01mm,求:測量誤差。（用相對(duì)誤差表示）

第58頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月二．測量誤差的來源：1、測量器具誤差：設(shè)計(jì)原理、制造、裝配和使調(diào)整不準(zhǔn)確而引起誤差。2、測量方法誤差：選擇的測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量誤差。第59頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月三．測量誤差的分類1)

隨機(jī)誤差：在相同條件下，多次重復(fù)測量時(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：由于測量者主觀上的疏忽或客觀條件的劇變所造成的誤差。第60頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月四、隨機(jī)誤差的特性：