机械测量仪器介绍大全.pdf

第一篇 测量基础知识概要 测量技术是一门具有自身专业体系、涵盖多种学科、理论性和实践性都非常强的前沿科 学。而熟知测量技术方面的基本知识，则是掌握测量技能，独立完成对机械产品几何参数测 量的基础。 1.1 测量的定义 一件制造完成后的产品是否满足设计的几何精度要求，通常有以下几种判断方式。 测量：是以确定被测对象的量值为目的的全部操作。在这一操作过程中，将被测对象与 复现测量单位的标准量进行比较，并以被测量与单位量的比值及其准确度表达测量结果。例 如用游标卡尺对一轴径的测量，就是将被对象（轴的直径）用特定测量方法（用游标卡尺测 量）与长度单位（毫米）相比较。若其比值为 30.52，准确度为±0.03mm，则测量结果可表 达为（30.52±0.03）mm。 任何测量过程都包含：测量对象、计量单位、测量方法和测量误差等四个要素。 测试：是指具有试验性质的测量。也可理解为试验和测量的全过程。 检验：是判断被测物理量是否合格（在规定范围内）的过程，一般来说就是确定产品是 否满足设计要求的过程，即判断产品合格性的过程， 通常不一定要求测出具体值。因此检验也可理解为不 要求知道具体值的测量。 计量：为实现测量单位的统一和量值准确可靠的 测量。 1.2 测量基准 测量基准是复现和保存计量单位并具有规定计量 单位特性的计量器具。 在几何量计量领域内，测量基准可分为长度基准 和角度基准两类。 长度基准：1983 年第十七届国际计量大会根据国 际计量委员会的报告，批准了米的新定义：即“一米 是光在真空中在 1／299 792 458 秒时间间隔内的行程 图1－1 长度计量检定系统表（简化） 长度”。根据米的定义建立的国家基准、副基准和工作基准，一般都不能在生产中直接用于 对零件进行测量。为了确保量值的合理和统一，必须按《国家计量检定系统》的规定，将具 有最高计量特性的国家基准逐级进行传递，直至用于对产品进行测量的各种测量器具。图 1 －1 为长度（端度）计量检定系统表（简化）。 角度基准：角度量与长度量不同。由于常用角度单位（度）是由圆周角定义的，即圆周 角等于 360°，而弧度与度、分、秒又有确定的换算关系，因此无需建立角度的自然基准。 1.3 量块 5 量块是一种平行平面端度量具，又称块规。它是保证长度量值统一的重要常用实物量具。 除了作为工作基准之外，量块还可以用来调整仪器、机床或直接测量零件。 一般特性：量块是以其两端面之间的距离作为长度的实物基准（标准），是一种单值量具， 其材料与热处理工艺应满足量块的尺寸稳定、硬度高、耐磨性好的要求。通常都用铬锰钢、 铬钢和轴承钢制成。其线胀系数与普通钢材相同，即为（11.5±1）×10－6/℃，尺稳定性约 为年变化量不超出±0.5～1μm／m。 结构：绝大多数量块制成直角平行六面体，如图 1－2 所示；也有制成φ20 的圆柱体。每块量块都有两 个表面非常光洁、平面度精度很高的平行平面，称为 量块的测量面（或称工作面）。量块长度（尺寸）是 指量块的一个测量面上的一点至与量块相研合的辅 助体（材质与量块相同）表面（亦称辅助表面）之间 的距离。为了消除量块测量面的平面度误差和两测量面间的平行度误差对量块长度的影响， 将量块的工作尺寸定义为量块的中心长度，即两个测量面的中心点的长度。 精度：量块按其制造精度分为五个“级”：00、0、1、2和 3级。00 级精度最高，3 级最 低。分级的依据是量块长度的极限偏差和长度变动量允许值。量块生产企业大都按“级”向 市场销售量块，此时用户只能按量块的标称尺寸使用量块，这样必然受到量块中心长度实际 偏差的影响，将反制造误差带入测量结果。 在量值传递工作中，为了消除量块制造误差对测量的影响，常常按量块检定后得到的实 际尺寸使用。各种不同精度的检定方法可以得到具有不同测量不确定度的量块，并依此划分 量块的等别，如图 1－1 所示。检定后的量块可得到每量块的中心长度的实际偏差，显然同 一套量块若按