《互换性与测量技术》课件第3章.pptx

第3章测量技术基础3.1概述3.2基准与量值传递3.3计量器具和测量方法3.4测量误差和数据处理习题与思考题本章导读了解测量的基本概念及其四要素；了解尺寸传递的概念；学习尺寸传递中的重要介质———量块的基本知识；掌握计量器具的分类及常用的度量指标；掌握测量方法的分类及特点；掌握测量误差的概念。3.1概述?在生产和科学实验中，经常需要对各种量进行测量。所谓测量，就是把被测量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。测量中，假设L为被测量值，E为采用的计量单位，那么，它们的比值为q=(3－1)式(3－1)表明，在被测量值一定的情况下，比值的大小完全取决于所采用的计量单位，且成反比关系。同时，计量单位的选择取决于被测量值所要求的精确程度，因此，经比较而确定的被测量值为L=qE。由此可知，任何一个测量过程，必须有被测的对象和所采用的计量单位，还有测量的方法和测量的精确度。因此，测量过程包括测量对象、计量单位、测量方法及测量精确度四个因素。测量方法是指测量时所采用的方法、计量器具和测量条件的综合。测量精确度是指测量结果与标准值的一致程度。测量结果与标准值之间总是存在着差异，因此，任何测量过程不可避免地会出现测量误差。测量误差小，测量精确度就高；相反，测量误差大，测量精确度就低。测量过程可分为等精度测量和不等精度测量。前者是指在所用的测量方法、计量器具、测量条件和测量人员都不变的条件下对某一量进行多次重复测量。如果在多次重复的测量过程中上述条件都不恒定，则称为不等精度测量。用这两种不同测量过程测量同一被测几何量，产生的测量误差和数据处理方法都不同。3.2基准与量值传递为了保证工业生产中长度测量的精度，首先要建立国际统一、稳定可靠的长度基准。长度基准米的定义为平面电磁波在真空中(1/299792458)s时间内所经过的距离。目前，在实际工作中使用线纹尺和量块作为两种长度量值传递实体基准，并用光波波长传递到基准线纹尺和1等量块，然后，再由它们逐次传递到工件，以保证量值准确一致(见图3－1)。图31长度基准的量值传递系统量块是没有刻度的平面平行端面量具，用特殊合金钢制成，其线膨胀系数小，不易变形，且耐磨性好。量块的形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体(见图3－2)。量块上有两个平行的测量面和四个非测量面，测量面极为光滑平整。量块长度是指量块测量面上任意一点到与下测量面相研合辅助体(如平晶)表面间的垂直距离，量块的中心长度是指量块测量面上中心点的量块长度，如图3－2所示。量块上标出的尺寸为名义上的中心长度，称名义尺寸。按GB/T6093—2001的规定，量块按制造精度分为6级，即00、0、1、2、3和K级，00级精度最高，3级精度最低，K级是校准级。分级的主要依据是量块长度极限偏差、量块长度变动量允许值、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。量块按检定精度分为五等，即1等、2等、3等、4等、5等，其中，1等量块精度最高，5等精度最低。分等的主要依据是量块中心长度测量不确定度和量块长度变动量的允许值。图32量块量块的测量面极为光滑平整，具有可研合的特性。利用这一特性，可以在一定的尺寸范围内，将不同尺寸的量块组合成所需要的各种尺寸。量块是成套生产的，根据GB/T6093—2001规定，我国成套生产的量块共有17套。其每套数目分别为91、83、46、38、10、8、6、5等，见表3－1。组合量块时，为减少量块的组合误差，应尽力减少量块的数目，一般不超过四块。选用量块时，应从消去所需尺寸最小尾数开始，逐一选取。例如，从83块一套的量块中选取36.375mm的量块组的过程如下：即：36.375=1.005+1.37+4+30。3.3计量器具和测量方法3.3.1计量器具和测量方法的分类1.计量器具分类计量器具可以按计量学的观点进行分类，也可以按器具本身的结构、用途和特点进行分类。按用途、特点，可分为标准量具、极限量规、检验夹具以及计量仪器等四类：(1)标准量具。标准量具只有某一个固定尺寸，通常是用来校对和调整其他计量器具或作为标准用来与被测工件进行比较，如量块、直角尺、各种曲线样板及标准量规等。(2)极限量规。极限量规是一种没有刻度的专用检验工具，用这种工具不能得出被检验工件的具体尺寸，但能确定被检验工件是否合格。(3)检验夹具。检验夹具也是一种专用的检验工具，当配合各种比较仪时，能用来检查更多和更复