公差配合与测量技术 教学课件 作者 李坤淑 杨普国 钱斌 主编 【杨】第3章 测量技术基础.ppt

第3章 测量技术基础 学习任务: 1、掌握检测技术的基本知识，量块按“等”、按“级”使用，三坐标测量机的功能。 2、掌握常用的量具使用、读数原理、测量误差 的处理方法。 3、掌握光滑工件尺寸验收极限的确定和量具的选择。 3.1 概述 ?一、 所谓“测量”就是将被测的量与作为单位或标准的量，在量值上进行比较，从而确定二者比值的实验过程。 若被测量为L，标准量为E，那么测量就是确定L是E的多少倍。即确定比值q = L / E，最后获得被测量L的量值，即 L = qE。 一个完整的测量过程应包含: 3.3.2 计量器具的度量指标 计量器具的度量指标是表征计量器具技术性能和功用的计量参数，是合理选择和使用计量器具的重要依据，其中的主要指标如下： 1. 刻度间距 2. 分度值（刻度值） 3. 测量范围 4. 示值范围 5. 灵敏度 6．示值误差 7．测量的重复性误差 8．不确定度 3.4 常用的计量器具的工作原理 3.4.1 验收极限 验收极限是检验工件尺寸时，判断合格与否的尺寸界限。 1. 验收极限方式的确定 验收极限可以按照下列两种方式之一确定。 验收极限方式的选择要结合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等级、测量不确定度和工艺能力等因素综合考虑。 （1）对遵循包容要求（见第四章）的尺寸公差等级高的尺寸，其验收极限要选内缩方式。 （2）对工艺能力指数Cp≥1时〔工艺能力指数Cp值是工件公差T与加工设备工艺能力之比值。c为常数，为加工设备的标准偏差。当工件尺寸遵循正态分布时c=6，Cp=T/（6）〕，其验收极限可按不内缩方式确定；但对采用包容要求的尺寸，在最大实体极限尺寸一边仍按内缩方式确定验收极限。 （3）对偏态分布的尺寸，尺寸偏向的一边应按内缩方式确定。 （4）对非配合和一般公差的尺寸，其验收极限则选不内缩方式。 3.4.2 计量器具的选择 按照计量器具的测量不确定度允许值（ u1 ）选择计量器具。选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定度数值等于或小于选定的值。 计量器具的测量不确定度允许值（ u1 ）按测量不确定度（u）与工件公差的比值分档。 对IT6 ~ IT11级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三档，分别为工件公差的1/10、1/6、1/4，对IT12 ~ IT18级分为Ⅰ、Ⅱ、两档，见表3-1。一般情况下应优先选用Ⅰ档，其次选用Ⅱ、Ⅲ档。 3.4.3 较精密的尺寸测量器具 1. 内径百分表 内径百分表是用相对法测量孔径、深孔、沟槽等内表面尺寸的量具。测量前应使用与工件同尺寸的环规（或千分尺）标定表的分度值（或零位）后，在进行比较测量。如下图 2. 杠杆百分表 杠杆百分表是将杠杆测头的位移，通过机械传动系统，转化为表针的转动。如下图 3. 万能卧式测长仪 万能卧式测长仪是以一精密线纹尺为实物基准，并利用显微镜细分读数的高精度长度测量仪器。对零件的外形尺寸可进行绝对测量和相对测量。它不仅能测量外尺寸，更换附件还能测量内尺寸以及内、外螺纹的中径等。如下图 4. 立式光学计 ?立式光学计又称立式光学比较仪，是利用相对测量法进行测量的精度较高、结构简单的常用光学量仪。 5. 三坐标测量机 三坐标测量机是由精密机械、电子技术、传感器技术、电子计算机等集成的机电一体化测量设备。任何复杂的几何表面与几何形状，只要测头能感受（或瞄准）到的地方，就可测量出它们的几何尺寸和相互位置关系，并由计算机完成测量数据处理。 3.5 测量误差及数据处理 3.5.1 测量误差的产生和分类 由于测量过程中计量器具本身的误差以及测量方法 和条件的限制，任何一次测量的测得值都不可能是被测 量的真值，二者存在着差异，这种差异数值上是测得值 与被测量的真值之差，这就是测量误差。 测量误差常用两种指标来评定：即绝对误差和相对误差。 2.相对误差f 相对误差f 是测量的绝对误差δ与被测量真值（μ）之比。在实际测量中，被测真值是未知的，因此可以用被测量的测得值代替真值进行估算，即 3.5.2 测量误差的分类 测量误差按其性质可分为三类，即系统误差、随机误差和粗大误差。 1.系统误差 系统误差是指在相同条件下多次重复测量同一量值时，误差的大小和符号保持不变；或按某一确定规律变化的测量误差。前者称为定值系统误差，后者称为变值系统误差。 二、随机误差 1. 随机误差的分布规律及其特性 随机误差可用试验方法来确定。实践表明，大多数情况下，随机误差符合正态分布。为便于理解，现举例说明。 表3-2 测量数据统计表