[工学]第3章 长度测量技术基础.ppt

第三章 长度测量技术基础 掌握测量的基本概念 了解长度量值传递的基本常识 掌握量块的基本知识 了解测量方法和计量器具的分类 掌握一些常见计量术语的定义 了解误差分类、来源和特点 掌握数据处理的基本方法 了解测量不确定度的评定方法 第一节 测量的基本概念 测量 是指将被测量与作为单位或标准的量作比较，从而确定二者比值的过程。 测量四要素 测量对象、计量单位、测量方法和测量准确度 1.测量对象 主要是指几何量，包括长度、角度、表面形状和位置误差、表面粗糙度以及螺纹、齿轮的各种参数等。 3.测量方法 是对测量操作中逻辑结构的一般描述，通常指在测量时所采用的测量器具、测量原理和测量条件的综合。 3.2 长度量值传递系统 量值传递就是将国家基准（标准）所复现的计量单位量值，通过计量标准逐级传递到工作计量器具，以保证对被测对象所测量值的准确一致。传递一般是自上而下，由高等级向低等级进行。 量值传递是统一计量器具量值的重要手段，是保证计量结果准确可靠的基础。任何一种计量器具，由于种种原因，都存在不同程度的误差。 计量器具的使用上，需定期用规定等级的计量标准对其进行检定，根据检定结果作出进行修理或继续使用的判断。 首先面临计量单位的复现问题： 1.量块的形状、用途及尺寸系列 量块gauge block： 是精密测量中经常使用的标准器，分长度量块和角度量块； 是没有刻度的端面量具，也称块规，是用特殊合金钢制成的长方体。 线膨胀系数小、不易变形、耐磨性好等。 量块有经过精密加工的平整、光洁的两个平行平面，称为测量面。 两测量面之间的距离为工作尺寸，又称标称尺寸，具有很高的精度。 量块的测量面可以和另一量块的测量面相研合而组合使用，也可以和具有类似表面质量的辅助体表面相研合而用于量块长度的测量。 两个平行的测量面，四个非测量面。 测量面表面粗糙度Ra：0.012μm。 量块的用途： 量值传递的媒介； 检定和校准量具和量仪； 比较测量时用来调整仪器零位； 低精度量块：直接用于精密测量、精密划线 和精密机床的调整。 按国标GB/T6093-2001，量块按制造精度，分为5级，即0、1、2、3级和K级，其中0级精度最高，3级精度最低，K级是校准级。 主要根据量块标称长度极限偏差、量块长度变动允许值、测量面的平面度、量块的研合性及测量面的表面粗糙度等指标来划分的。 量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。 量块按其检定精度分为5等，即1、2、3、4、5等，其中1精度最高，5等精度最低。 量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。 按“级”使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸包含其制造误差。 按“等”使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。 就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。所以，量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高，且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。 2.量块的尺寸组合及使用方法 量块的选用 下面的表中所列为83块组和91块组一套的量块的尺寸系列。 选用量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。 例如，从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方法为： 36.745 …………所需尺寸 － 1.005 …………第一块量块尺寸 － 1.24 …………第二块量块尺寸 － 4.5 …………第三块量块尺寸 30.0 ………第四块量块尺寸 一、计量器具的分类 测量仪器和测量工具的统称。 按结构特点分 1．量具 量具是指以固定形式复现量值的计量器具，一般结构较简单，没有传动放大系统。 只用来复现单一量值的量具称为单值量具，如量块、直角尺等。 可用来复现一定范围内的一系列不同量值的量具，称为通用量具。 通用量具按其结构特点分为以下几种：固定刻线量具，如钢尺、圈尺等； 游标量具，如游标卡尺、万能角度尺等； 螺旋测微量具，如内、外径千分尺和螺纹千分尺等。 2．量规 量规是指没有刻度的专用计量器具，用于检验由零件要素的实际尺寸及形状、位置的实际情况所形成的综合结果是否在规定的范围内，从而判断零件被测的几何量是否合格。量规检验不能获得被测几何量的具体数值。 如用光滑极限量规检验光滑圆柱形工件的合格性；用螺纹量规综合检验螺纹的合格性等。 3．量仪 量仪是指能将被测几何量的量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量器具。量仪一般具有传动放大系统。 按对原始信号转换原理的不同，量仪又可分为下面四种： （1）机械式量仪 机械式量仪是