（精）第七节 大尺寸测量.ppt

§2-7 大尺寸测量 本节主要内容 尺寸测量的特点及主要误差因素； 大尺寸直接、间接测量各种方法的原理及使用场合； 大尺寸无导轨测量各种方法的原理。 一．概述 　　　大尺寸测量一般指500mm以上尺寸的测量，由 于超出了一般测量范围，以及测量条件差，因而测 量方法和使用的量仪都具有特殊性。测量方法分类 如下： 1、依有无导轨分： 有导轨测量 无导轨测量 2、依测量方式分： 直接测量 间接测量 直接测量 用通用量具 　　　　　用测长机：大尺寸量值传递、高精度工件； 　　　　　用激光干涉仪：依相干原理、以波长为基 准、非接触、高精度。 间接测量 辅助基面：主要是测量大尺寸工件的外 　 弦 高 法：直径1000mm至10000mmm的非整圆 的内外径 围 绕 法：通过测周长求直径 长杆量规：简便、现场常用 对 滚 法：利用对滚原理，被测圆柱与标准 滚柱比较转角进行测量； 经纬仪法：不仅可测量直径和长度，还可测 量安装位置误差。 二、大尺寸的直接测量法 1．用通用量具测量 常用的大型通用量具： 大卡尺，大千分尺， 数显高度规，内径千分 尺，内径百（千）分表； 大型量具的校准 测量误差分析 A.主要误差来源:温度、受力变形和量具 　　的检定误差； B.其他测量误差:示值、读数瞄准、接触 　　误差和量具的对零误差等　　 C.与中等尺寸的测量相反，大尺寸中的外 　　尺寸比内尺寸的测量精度为低。　　 2．用测长机测量 　　　 测长机是机械制造中测量大尺寸的精密仪器。按其测量范围来分，有1、2、3、4、6m，甚至还有12m的。该仪器的使用主要采用绝对测量法，特别是大尺寸量具的校准工作，但也可以采用比较测量法。 绝对测量是将被测工件与仪器本身的刻度尺进行比较. 比较测量则是将被测工件和一个预先用来对准仪器零位的标准件（如量块等）相比较，从仪器上读取两者之差值。 　　　 光学补偿式测长机的基本结构 测长机的光学系统： （１）光学系统示意图； 式中： H—测量线与刻线尺表面间的距离；　　 F—准直物镜9和11的焦距； 　　　 l—尾架测头顶端距S点的垂线的距离； φ—尾架偏转角； Δl和Δl1互相补偿，因此测量误差ΔＬ为: 3．激光干涉测量法 由于激光具有良好的方向性、单色性和相干性等优点，采用激光器作为光源, 以激光稳定的波长作基准，利用光波干涉原理实现大尺寸的精密测量是目前大尺寸测量中比较理想的方法。 （1）单频激光干涉测长 单频激光干涉仪是将同一激光器发出的光束，经分光镜后分成相同频率的参考光束和测量光束,它们分别经固定参考棱镜和随被测件移动的可动棱镜(图2-38)反射，而在分光面上重新产生干涉，相应的被测长度对应于干涉场的干涉条纹信号变化的次数，通过光电接受、转换和电路处理，求出相应被测长度的数值。其基本测量原理同迈克尔逊干涉仪 单频激光干涉仪一般没有专门的空气折射率测量装置，在进行大尺寸测量时，温度误差将对被测件的尺寸有较大影响，故对测量环境应有一定的要求，必要时应对上述影响进行修正。 三、大尺寸的间接测量 1．辅助基面法 　 图2-40为以机床的床面 为基面，对大尺寸工件的外 径进行测量的示意图。 2．弦高法 　图2-42所示的专用量具适用于从1000到10000mm的内外径测量。 　　　　　　　　　　　　　 3．围绕法 　　　图2-43 ，图b所示为金属带尺两端附有角铁，以便 　拉紧带尺。 　 带尺的厚度不用考虑，因为它并未计入带尺长度的 　测量结果。 4．用长杆规测量大孔直径 式中：　?Ｌ—长杆规定长度L的极限误差； ? l—摆动距离的极限误差。 可用于IT8甚至IT7的内孔测量。为了检验被测孔是否存在圆度误差，应 在同一圆周的三个等分处进行测量。 5．对滚法 　　对滚法根据无滑动对滚原理，利用已知直径的标准滚柱1所 转过的累积角度?(见图2-46、2-47)，测出被测件2的直径，即 7．光电对准—干涉测量法 　如图2-51所示，对准部分由激光准直仪、五角棱镜和定 位块组成，定位块由永久磁铁吸附在圆周上，定位块上的四 象限硅电池用于判断五角棱镜的位置。当激光束恰好对准硅 光电池中心（位置 A）时，干涉仪清零开始计数，这时将定 位块移到对径位置并翻转180o，仍然使硅光电池向着五角棱 镜方向