互换性与测量技术基础 第3版 教学课件作者 周兆元 02第二章.ppt

第二章 测量技术基础 第一节 概 述 测量是指为确定被测量的量值而进行的实验过程，其实质是将被测几何量L与复现计量单位E的标准量进行比较，从而确定比值q的过程，即 q＝L／E，或L＝qE。 一个完整的测量过程应包括以下四个要素： (1)测量对象 本课程涉及的测量对象是几何量，包括长度、角度、表面粗糙度、形状和位置误差等。 (2)计量单位 在机械制造中常用的单位为毫米（mm）。在机械图纸上以毫米（mm）为单位的量可省略不写。 (3)测量方法 是指测量时所采用的测量原理、计量器具以及测量条件的总和。 (4)测量精确度 是指测量结果与真值的一致程度。 第二节 长度和角度计量单位与量值传递 一、长度单位与量值传递系统 1984年国务院发布了《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》，决定在采用先进的国际单位制的基础上，进一步统一我国的计量单位，并发布了《中华人民共和国法定计量单位》，其中规定长度的基本单位为米（m）。 1983年，第十七届国际计量大会正式通过米的新定义如下： “米是光在真空中（1／299 792 458）s时间间隔内所经路径的长度。” 1985年，我国用自己研制的碘吸收稳定的0.633μm氦氖激光辐射来复现我国的国家长度基准。 机械制造中常用的长度单位为毫米（mm）；1mm＝10-3m。 精密测量时，多采用微米（μm）为单位；1μm＝10-3mm。 超精密测量时，则用纳米（nm）为单位；1nm＝10-3μm。 在实际生产和科研中，不便于用光波作为长度基准进行测量，而是采用各种计量器具进行测量。为了保证量值统一，必须把长度基准的量值准确地传递到生产中应用的计量器具和工件上去。因此，必须建立一套从长度的最高基准到被测工件的严密而完整的长度量值传递系统。我国从组织上自国务院到地方，已建立起各级计量管理机构，负责其管辖范围内的计量工作和量值传递工作。在技术上，从国家波长基准开始。长度量值分两个平行的系统向下传递（见图2-1）：一个是端面量具（量块）系统；另一个是刻线量具（线纹尺）系统。其中以量块为媒介的传递系统应用较广。 二、量块 量块是没有刻度的、截面为矩形的平面平行的端面量具。量块用特殊合金钢制成；如图所示： 国标GB/T6093—2001按制造精度将量块分为00，0，1，2，3和K级共六级，精度依次降低。 量块按“级”使用时，是以量块的标称长度为工作尺寸的，该尺寸包含了量块的制造误差，它们将被引入到测量结果中。但因不需要加修正值，故使用较方便。 量块在使用时，常常用几个量块组合成所需要的尺寸，如图2-2b所示。组合量块时，为减少量块组合的累积误差，应力求使用最少的块数获得所需要的尺寸，一般不超过4块。可以从消去尺寸的最末位数开始，逐一选取。 例如，使用83块一套的量块组；从中选取量块组成33.625mm。查表2-1，可按如下步骤选择量块尺寸： 33.625 ……………………量块组合尺寸 － 1.005 ……………………第一块量块 32.62 － 1.02 ……………………第二块量块尺寸 31.6 － 1.6　 ……………………第三块量块尺寸 30 ……………………第四块量块尺寸 三、角度单位与量值传递系统 角度也是机械制造中重要的几何参数之一。 我国法定计量单位规定平面角的角度单位为弧度（rad）及度（o ）、分（′）、秒（″）。 1 rad 是指在一个圆的圆周上截取弧长与该圆的半径相等时所对应的中心平面角。 1o ＝(л／180)rad。 度、分、秒的关系采用60进位制，即 1o＝60′, 1′＝60″。 以多面棱体为基准的角度量值传递系统如图2-4所示。 四、角度量块 角度量块有三角形和四边形两种，如图2-5所示。 第三节 计量器具与测量方法 一、计量器具的分类 计量器具可按用途、结构和工作原理分类。 1．按用途分类 2．按结构和工作原理分类 二、计量器具的基本度量指标 （1）分度值（刻度值）i 是指在测量器具的标尺或度盘上，相邻两刻线间所代表被测量的量值。 （5）灵敏度 是指计量器具对被测量变化的反应能力。若被测量变化为ΔL，计量器具上相应变化为Δx，则灵敏度S为：