精测长度量测量.ppt

电容传感器小孔径测量仪 直接测量 将被测量直接和标准量进行比较。可分为绝对测量和相对测量 绝对测量法：仪器示值为被测量的绝对值，常以刻度尺、光栅尺、波长等作为测量基准，一般具有绝对零位，示值范围较大。如游标卡尺、千分尺、测长仪、测长机、工具显微镜、激光干涉仪等。 相对测量法：仪器示值为被测量相对于某一定值标准量的偏差值。标准量应尽可能与被测量具有相同定义及公称值。用于相对测量的仪器多称作测微仪或比较仪，一般具有放大倍数大，示值范围较小、测量精度高、零位可调的特点。如杠杆百分表，立式光学计、接触式干涉仪、电容测微仪等。 间接测量 测量得到的量值是被测量有确定函数关系的参量，被测量的值须通过计算求得。 坐标测量法 弓高弦长仪 激光衍射 间接测量——坐标测量法 接触式 非接触式 测量精度高 测量速度慢 有测力误差 需补偿测头半径 测量精度低 测量速度快 无测力误差 无需补偿测头半径 间接测量——弓高弦长法 间接测量——弓高弦长法 间接测量——激光衍射法 夫琅和费衍射原理及巴比涅互补定理 测量范围0.01~0.1mm 测量精度0.05μm 间接测量——激光衍射法 衍射级的增加 光强迅速减小 → 灵敏度下降 直径变化引起的条纹位置变化增大 → 灵敏度提高 衍射级的选择：综合考虑，一般选择第一级或第二级条纹 间接测量——激光衍射法 细漆包线在线测量 间接测量——激光衍射法 薄带宽度测量 被加工尺寸在线检测 原位测量 对正在加工的尺寸进行监测，根据测量结果决定刀具进给量 无废品、要密封好、测头耐磨、频响高、修正温度误差 离位测量 对被加工后的尺寸进行监测，根据测量结果对机床进行调整 有废品、精度高、成本高 自动补调仪 加工中的测量仪 原位测量 外圆磨床在线监测 原位测量 超精密机床自由曲面加工在线监测 机床主轴 被测工件 刀架 气浮式红宝石测头 测头底座 测量镜 激光干涉仪 长度测量的标准量——栅距 磁栅 易受外界磁场的影响，应注意屏蔽 长度测量的标准量——栅距 感应同步器 抗干扰能力很强，对使用环境的要求较低。 长度测量的基本原则 阿贝原则 基准统一原则 变形最小原则 测量链最短原则 长度测量的基本原则 阿贝原则 1890年，阿贝（Abbe）提出了一条长度尺寸测量的指导性原则 被测件的尺寸线（被测线）应和仪器中作为读数用的标准刻度线（标准线）重合或顺次排成一条直线，即被测线和标准线共线。 长度测量的基本原则 阿贝原则 测量仪器不按阿贝原则设计，所产生的测量误差较大，应用阿贝原则设计，可以显著减少测量头移动方向偏差对测量结果的影响。 长度测量的基本原则 阿贝原则 在实际测量工作中，有时很难遵守阿贝原则。 测量长度尺寸比较大的工件时，若要遵守阿贝原则，则仪器的长度就必须大于两倍工件的长度，这给仪器制造、安装带来很多不便。 对于三坐标测量机这类多自由度测量仪器，很难做到各个坐标方向都能遵守阿贝原则。 那些轴满足阿贝原则？那些轴不满足阿贝原则？ 长度测量的基本原则 阿贝原则 为减小因不遵循阿贝原则而引起的测量误差，可采取以下措施 尽可能减小被测线和标准线之间的距离，并保证它们之间平行 提高仪器导轨的精度 跟踪测量导轨的偏移并进行补偿 长度测量的基本原则 测量基准统一原则 指在测量时所选定的测量基准应该和设计时选定的设计基准、加工时选定的加工基准及装配时选定的安装基准一致，以避免因基准不同而产生的附加误差。 长度测量的基本原则 变形最小原则 由于环境温度的变化、测量力和自重的影响，被测件和测量仪器各结构部件会产生热变形和弹性变形，影响测量精度。因此，在测量过程中要求被测工件和测量仪器的变形最小。 测量链最短原则 对于一个精密测量仪器或测量系统，从感受被测量到结果显示装置，凡是直接与感受标准量和被测信息的有关组件，如被测件、标准件、传感元件、定位元件等均属测量链。要求组成测量链环节的组件数目应最少，即测量链最短。 长度测量的标准测量环境 测量环境的温度、湿度、气压、振动等因素均会引起测量值的变化。因此，某被测量的测量结果应是相对于标准测量环境而言的，即： 环境温度(Environment Temperature)：20°C 相对湿度(Relative Moisture)：50%~60% 环境气压(Environment Pressure) ：0.1MPa 测量仪器远离振动源(Vibration Source) 若测量环境不处于标准状态，则应考虑环境因素引起的测量误差，或进行修正，或计入测量不确定度 第二节 长度尺寸测量 长度尺寸的测量涉及工件的长、宽、高、厚度及轴