機械精度設(shè)計與檢測基礎(chǔ)-第2章 測量技術(shù)基礎(chǔ)01

1、1內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要測量、檢驗和檢定的概念；測量、檢驗和檢定的概念；測量過程的四要素：測量對象、測量單位、測量方測量過程的四要素：測量對象、測量單位、測量方法和測量精度；法和測量精度；量塊的量塊的 “等等” 和和 “級級” ；計量器具的主要度量指標；計量器具的主要度量指標；產(chǎn)生測量誤差的原因；產(chǎn)生測量誤差的原因；系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因、發(fā)現(xiàn)和消除方法；系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因、發(fā)現(xiàn)和消除方法；隨機誤差的特性和處理方法；隨機誤差的特性和處理方法；粗大誤差的評定準則和處理方法；粗大誤差的評定準則和處理方法；測量誤差的合成方法和測量結(jié)果的表達式。測量誤差的合成方法和測量結(jié)果的表達式。第第2章章 測測 量量

2、 技技 術(shù)術(shù) 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)2第第 2 章章 測測 量量 技技 術(shù)術(shù) 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)2.1 測量的基本概念測量的基本概念2.1.1 測量、檢驗與檢定測量、檢驗與檢定1. 測量測量測量測量為確定被測量為確定被測量 x 數(shù)值大小的過程。用公式表示為數(shù)值大小的過程。用公式表示為Exq 即)()( )(qEx測量值測量單位被測量 機器或儀器的零、部件加工后是否符合設(shè)計圖樣的技術(shù)機器或儀器的零、部件加工后是否符合設(shè)計圖樣的技術(shù)要求，需要經(jīng)過測量來判定。要求，需要經(jīng)過測量來判定。32. 測量的四要素：測量的四要素： （1） 被測對象被測對象 x 幾何參數(shù)（長度、角度、幾何誤差、表面幾何參數(shù)（長度、角度、幾何誤差、

3、表面粗糙度輪廓、及鍵、螺紋、齒輪等典型零件的各個幾何參數(shù)）粗糙度輪廓、及鍵、螺紋、齒輪等典型零件的各個幾何參數(shù)） （2）計量單位）計量單位 長度長度(m ，mm，m，nm)；角度；角度【rad, rad, (0)、（、（ ）、（）、（ ）】）】 （3）測量方法）測量方法 測量時所采用的測量原理、計量器具和測量測量時所采用的測量原理、計量器具和測量條件的綜合條件的綜合,亦即獲得測量結(jié)果的方式。亦即獲得測量結(jié)果的方式。 （4）測量精度）測量精度 測量結(jié)果與真值相一致的程度。測量結(jié)果與真值相一致的程度。測量精度測量精度的的高低用測量極限誤差或測量不確定度表示。高低用測量極限誤差或測量不確定度表示。測

4、量結(jié)果測量結(jié)果應包括測應包括測量值和測量極限誤差。量值和測量極限誤差。完整的幾何量測量應包公以下四個要素。完整的幾何量測量應包公以下四個要素。系：長度、角度單位換算關(guān)061 ,06rad,10174533. 01rad,10radmm;110m mm,1101nm006-3-6- 43. 檢驗和檢定檢驗和檢定 檢驗檢驗是判斷被檢對象是否合格的過程。不要求出實際是判斷被檢對象是否合格的過程。不要求出實際測量值。一般用量規(guī)、樣板等專用定值量具來判斷被檢對測量值。一般用量規(guī)、樣板等專用定值量具來判斷被檢對象的合格性。例如用光滑極限量規(guī)來檢驗孔和軸。象的合格性。例如用光滑極限量規(guī)來檢驗孔和軸。 檢定檢

5、定是指為評定計量器具的精度指標是否合乎該計量是指為評定計量器具的精度指標是否合乎該計量器具的檢定規(guī)程的全部過程。器具的檢定規(guī)程的全部過程。 例如用量塊來檢定千分尺的精度指標等。例如用量塊來檢定千分尺的精度指標等。52.1.2 測量基準和尺寸傳遞系統(tǒng)測量基準和尺寸傳遞系統(tǒng)（1） 長度單位長度單位 m, mm，m，nm（2） 長度基準長度基準 實物基準實物基準自然基準自然基準1 m =4000000011889年（通過巴黎的地球年（通過巴黎的地球 子午線）子午線）1650763.73原子波長）年（86r1960K(s)29979245811983年（光在真空行年（光在真空行 程的長度）程的長度）m

6、101mmmm10m,1 mm10nm1-3-3-6，過渡到過渡到1. 長度尺寸基準和轉(zhuǎn)遞系統(tǒng)長度尺寸基準和轉(zhuǎn)遞系統(tǒng)6(3) 長度尺寸傳遞系統(tǒng)長度尺寸傳遞系統(tǒng)主基準（副基準主基準（副基準）工作基準工作基準工作器具工作器具被測對象被測對象圖圖2.1 尺寸傳遞系統(tǒng)尺寸傳遞系統(tǒng)國際基準、國家基準。國際基準、國家基準。為了復現(xiàn)為了復現(xiàn)“m” ,需建立的副基準。需建立的副基準。副基準副基準 主基準主基準 7 測量零件所用的計量器具。測量零件所用的計量器具。被測對象被測對象 經(jīng)過與國家基準或副基準比對，用來檢經(jīng)過與國家基準或副基準比對，用來檢定較低準確度的基準，或檢定工作器具用的定較低準確度的基準，或檢定

7、工作器具用的計量器具。計量器具。工作基準工作基準工作器具工作器具例如量塊、標準線紋尺等。例如量塊、標準線紋尺等。如千分尺如千分尺 、比較儀、測長儀等。、比較儀、測長儀等。 8長度量值傳遞系統(tǒng)圖見圖長度量值傳遞系統(tǒng)圖見圖2-2圖圖2-2長度量值傳遞系統(tǒng)長度量值傳遞系統(tǒng)9061 ,061rad 0174533. 01 , rad 10rad 100-6 2. 角度尺寸基準和傳遞系數(shù)角度尺寸基準和傳遞系數(shù)（1） 角度單位角度單位rad、rad,度、分、秒度、分、秒（2） 角度基準角度基準 一個圓周角為一個圓周角為360，因此角度沒有必要再一，因此角度沒有必要再一個自然基準。但在實際應用中，為了穩(wěn)定和

8、測量的個自然基準。但在實際應用中，為了穩(wěn)定和測量的需要，仍然需要建立角度量值基準（如量塊）以及需要，仍然需要建立角度量值基準（如量塊）以及角度量值的轉(zhuǎn)遞系統(tǒng)。角度量值的轉(zhuǎn)遞系統(tǒng)。10（3）角度尺寸傳遞系統(tǒng)（見圖）角度尺寸傳遞系統(tǒng)（見圖2-3）圖2-3 角度量值傳遞系統(tǒng)112.1.3 定值長度和定值角度的基準定值長度和定值角度的基準1. 量塊量塊長度基準長度基準（1）量塊是一種無刻度的標準端面量具。）量塊是一種無刻度的標準端面量具。 量塊按一定的尺寸系列成套生產(chǎn)。國家規(guī)定了量塊按一定的尺寸系列成套生產(chǎn)。國家規(guī)定了17套量塊，套量塊，如表如表2-1所示（摘錄所示（摘錄4套：套：2、3、5、6）。）

9、。 成套量塊的尺寸（摘自成套量塊的尺寸（摘自CB/T60932001中：第中：第1套）套）11949516100.0010.010.10.5100.511.001，1.002，1.0091.01，1.02，1.491.5，1.6，1.92.0，2.5，9.510，20，1000，1911塊數(shù)塊數(shù)間隔間隔/mm尺寸系列尺寸系列/mm級別級別總塊數(shù)總塊數(shù)套別套別1213應用時，應力求用最少的塊數(shù)組合所需的尺寸。應用時，應力求用最少的塊數(shù)組合所需的尺寸。如需組合如需組合51.995的尺寸的尺寸,參照表參照表2-1組合如下組合如下51.995 需要的量塊尺寸需要的量塊尺寸 99.50005. 1 5

10、.4949. 1 40 5 . 9一般不超過四塊。一般不超過四塊。第一塊第一塊.第二塊第二塊.第三塊第三塊.第四塊第四塊圖圖 量塊組合量塊組合（2）量塊的組合方法）量塊的組合方法14（3） 有關(guān)量塊的精度術(shù)語有關(guān)量塊的精度術(shù)語 量塊長度量塊長度 l (見下圖見下圖) 量塊長度量塊長度是指量塊一個測量面上的任意點到與是指量塊一個測量面上的任意點到與其相對的另一測量面相研合的輔助體表面之間的垂其相對的另一測量面相研合的輔助體表面之間的垂直距離直距離 l 。 量塊的中心長度量塊的中心長度 lc 量塊中心長度量塊中心長度 是是指對應于量塊未研合指對應于量塊未研合測量面中心點的長度。測量面中心點的長度。

11、15 量塊標稱長度量塊標稱長度 ln（見下圖）見下圖） 量塊標稱長度是指在量塊上，用以表明其與主單位（m)之間關(guān)系的量值（量塊長度的示值）。圖 量塊的精度指標 任意點的量任意點的量塊長度偏差塊長度偏差 e 任意點的量塊長度偏差是指任意點的量塊長度與標稱長度的代數(shù)差。即 e = l ln16圖中圖中 為量塊長度極限偏差。和eett圖 量塊的精度指標 合格條件為合格條件為eetet 量塊的長度變量塊的長度變 動量動量v 量塊測量面上量塊測量面上任意點中的最大量任意點中的最大量塊長度與最小量塊塊長度與最小量塊長度之差。長度之差。其允許值為其允許值為 tv。合格條件：vtv 17 量塊測量面的平面度誤

12、差量塊測量面的平面度誤差 fd(見下圖見下圖) 量塊測量面的量塊測量面的平面度誤差平面度誤差是指包容量塊測量面的是指包容量塊測量面的實際表面且距離為最小的兩個平行平面之間的距離。實際表面且距離為最小的兩個平行平面之間的距離。其公差為其公差為 td (見表見表2-4)。 合格條件為圖平面度誤差 500ddtf 18（4）量塊的精度等級）量塊的精度等級 量塊的分級（量塊的分級（ 按按JJG1462003） 按量塊的制造精度分按量塊的制造精度分五級五級：K、0、1、2、3級，其中級，其中K級精度最高，精度依次降低，級精度最高，精度依次降低，3級最低。各級的精度指標如級最低。各級的精度指標如表表2-2

13、所示。所示。19 量塊的分等量塊的分等 (JJG1462003) 按量塊的檢定精度分五等，即按量塊的檢定精度分五等，即1、2、3、4、5等。各等等。各等的精度指標如表的精度指標如表2-3所示。所示。20（5） 量塊的使用和檢驗量塊的使用和檢驗量塊的使用可分量塊的使用可分 按按級級使用時，是以量塊的使用時，是以量塊的標稱長度標稱長度ln為工作尺為工作尺寸，不計量塊的制造誤差和磨損誤差。寸，不計量塊的制造誤差和磨損誤差。 按按等等使用時，是以量塊經(jīng)檢定后給出的使用時，是以量塊經(jīng)檢定后給出的實際實際中心長度中心長度lc尺寸為尺寸為工作尺寸工作尺寸。它排除了制造誤差。它排除了制造誤差的影響，提高了測量

14、精度。的影響，提高了測量精度。 因此，因此，量塊按等使用比按級使用的測量精度量塊按等使用比按級使用的測量精度要高。要高。按按級級使用使用按按等等使用使用212. 多面棱體多面棱體 多面棱體是角度的最常用的實物基準。它是用多面棱體是角度的最常用的實物基準。它是用特殊的合金鋼或石英玻璃制成的多面棱體。特殊的合金鋼或石英玻璃制成的多面棱體。常見的有常見的有4、6、8、12、24、36、72面體等。面體等。 如如 圖圖2-5 為正八面棱體，它所有相鄰兩工作面為正八面棱體，它所有相鄰兩工作面法線間夾角為法線間夾角為450。圖圖 2- 5 正八面棱體正八面棱體 因此，可以用因此，可以用作基準來測量任意作基

15、準來測量任意的的n450的角度。的角度。222.2.1 計量器具及其分類計量器具及其分類計量器具計量器具為測量儀器和測量工具的統(tǒng)稱。為測量儀器和測量工具的統(tǒng)稱。1. 計量器具分類計量器具分類按其原理、結(jié)構(gòu)和用途分為按其原理、結(jié)構(gòu)和用途分為:（1） 基準量具基準量具定值基準量具，如量塊、定值基準量具，如量塊、 角度塊角度塊 。 變值基準量具，如線紋刻線尺等。變值基準量具，如線紋刻線尺等。 2.2 計量器具和測量方法計量器具和測量方法 基準量具基準量具是指用來校對或調(diào)整計量器具，或者作為標是指用來校對或調(diào)整計量器具，或者作為標準尺寸進行性對測量的量具。準尺寸進行性對測量的量具。基基 準準 分：分：

16、量量 具具23(2) 通用計量器具通用計量器具 通用計量器具通用計量器具是指將被測量轉(zhuǎn)換成可直接觀測的示值或是指將被測量轉(zhuǎn)換成可直接觀測的示值或等效信息的測量工具。等效信息的測量工具。按其原按其原理可理可分：分： 游標類量具游標類量具如游標卡尺等。如游標卡尺等。 微動螺旋類量具微動螺旋類量具如千分尺等。如千分尺等。 機械比較儀機械比較儀如齒輪杠桿比較儀等。如齒輪杠桿比較儀等。 光學量儀光學量儀如光學計、光學測角儀等。如光學計、光學測角儀等。 氣動量儀氣動量儀如浮標式氣動量儀的。如浮標式氣動量儀的。 電動量儀電動量儀如電動輪廓儀等。如電動輪廓儀等。 微機化量儀（機電一體化量儀）微機化量儀（機電一

17、體化量儀）如微機控制的數(shù)顯測量儀如微機控制的數(shù)顯測量儀:數(shù)顯光學計、數(shù)顯光學計、數(shù)顯測長儀、三坐標測量機等。數(shù)顯測長儀、三坐標測量機等。24（3）極限量規(guī)類極限量規(guī)類 極限量規(guī)類極限量規(guī)類是指沒有刻度（線）的用于檢驗被測量是否處是指沒有刻度（線）的用于檢驗被測量是否處于給定的極限偏差之內(nèi)的專用量具。于給定的極限偏差之內(nèi)的專用量具。 如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)、功能量規(guī)等。如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)、功能量規(guī)等。（4） 檢驗夾具檢驗夾具 檢驗夾具檢驗夾具是一種專用的檢驗工具，它與相應的計量器具配是一種專用的檢驗工具，它與相應的計量器具配套使用時，可方便地檢驗出被測件的各項參數(shù)。套使用時，可方便地檢驗

18、出被測件的各項參數(shù)。2. 計量器具的度量指標計量器具的度量指標（1）分度值（）分度值（i ) 分度值分度值是指計量器具的刻尺或度盤上相鄰兩刻線所代表是指計量器具的刻尺或度盤上相鄰兩刻線所代表的量值之差。例如千分尺微分筒上分度值的量值之差。例如千分尺微分筒上分度值 i = 0.01mm 。 (2) 刻度間距（刻度間距（a） 刻度間距刻度間距是指相鄰兩刻線中心之間的距離和圓弧長。為是指相鄰兩刻線中心之間的距離和圓弧長。為便于估讀，其值為便于估讀，其值為12.5mm。25（3）示值范圍）示值范圍 示值范圍示值范圍是指標尺所指示或顯示的最低值到最高值的是指標尺所指示或顯示的最低值到最高值的范圍。例如機

19、械比較議的示值范圍為范圍。例如機械比較議的示值范圍為100m100m。（4） 測量范圍測量范圍 測量范圍測量范圍是指在允許誤差范圍內(nèi)，測量器具所能測量零是指在允許誤差范圍內(nèi)，測量器具所能測量零件的最低值到最高值的范圍。例如某一千分尺的測量范圍為件的最低值到最高值的范圍。例如某一千分尺的測量范圍為2550mm.（5）靈敏度）靈敏度 （k） 靈敏度靈敏度是指計量器具示值裝置對被測量變化的反應能是指計量器具示值裝置對被測量變化的反應能力。靈敏度也稱放大比，可用下式表示力。靈敏度也稱放大比，可用下式表示（2-2）iak 26(6) 靈敏限（靈敏閾）靈敏限（靈敏閾） 靈敏限靈敏限是指能引起計量器具示值可

20、能覺察變化的被測量是指能引起計量器具示值可能覺察變化的被測量的最小變化值。的最小變化值。靈敏限越小，計量器具精度越高。靈敏限越小，計量器具精度越高。（7）測量力）測量力 測量力測量力是指在測量過程中，計量器具與被測表面的是指在測量過程中，計量器具與被測表面的接觸力。接觸力。（8）示值誤差）示值誤差 示值誤差示值誤差是指計量器具的示值與被測量真是指計量器具的示值與被測量真 值之差。計量值之差。計量器具允許值可以從使用說明書或檢定規(guī)程中查得，也可以器具允許值可以從使用說明書或檢定規(guī)程中查得，也可以用標準件檢定出來。用標準件檢定出來。27（9）示值變動性）示值變動性 示值變動性示值變動性是指在測量條

21、件不變的情況下，對同一被是指在測量條件不變的情況下，對同一被測量進行多次重復測量讀數(shù)時（測量進行多次重復測量讀數(shù)時（510次），其讀數(shù)的最大次），其讀數(shù)的最大變動量。變動量。（10）回程誤差（滯后誤差）回程誤差（滯后誤差） 回程誤差回程誤差是指在相同測量條件下，對同一被測量進行是指在相同測量條件下，對同一被測量進行往返兩個方向測量時，測量器具的示值變化量。往返兩個方向測量時，測量器具的示值變化量。（11）修正值）修正值 修正值修正值是指為了消除或減少系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到測是指為了消除或減少系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到測量結(jié)果上的值。例如已知某千分尺的零位誤差為量結(jié)果上的值。例如已知某千分尺的零位誤

22、差為+0.01mm,則其零位的修正值為則其零位的修正值為-0.01mm。若測量時千分尺讀數(shù)為若測量時千分尺讀數(shù)為20.04mm，則該被測件的測量結(jié)果為，則該被測件的測量結(jié)果為20.03mm0.01-20.04）（28（12）不確定度）不確定度 不確定度不確定度是指由于測量誤差的存在而對被測量量值不是指由于測量誤差的存在而對被測量量值不能確定的程度。能確定的程度。 計量器具的不確定度是一項綜合精度指標。它包括測計量器具的不確定度是一項綜合精度指標。它包括測量器具的示值誤差、示值變動性、回程誤差、靈敏限以及量器具的示值誤差、示值變動性、回程誤差、靈敏限以及調(diào)整時用的標準件誤差等。不確定度用誤差界限

23、表示。調(diào)整時用的標準件誤差等。不確定度用誤差界限表示。 例如分度值為例如分度值為0.01的千分尺，在車間條件下，測量范圍的千分尺，在車間條件下，測量范圍為為050mm,其不確定度為其不確定度為0.004mm0.004mm。292.2.2 三坐標測量簡介三坐標測量簡介 三坐標測量機是三坐標測量機是2020世紀六十年代發(fā)展起來的一種高精度，世紀六十年代發(fā)展起來的一種高精度，高效率的精密測量儀器，它是以精密機械為基礎(chǔ)，綜合運用高效率的精密測量儀器，它是以精密機械為基礎(chǔ)，綜合運用計算機、電子、和光柵，激光等先進技術(shù)為原理進行測量。計算機、電子、和光柵，激光等先進技術(shù)為原理進行測量。它借助高性能的計算機

24、軟件，可以進行箱體、導軌、齒輪、它借助高性能的計算機軟件，可以進行箱體、導軌、齒輪、螺紋等復雜結(jié)構(gòu)的測量。它的特點在于只要測頭能達到的地螺紋等復雜結(jié)構(gòu)的測量。它的特點在于只要測頭能達到的地方就可以通過測量該地方的某些特征點的三維坐標值，來測方就可以通過測量該地方的某些特征點的三維坐標值，來測量零件的幾何尺寸和幾何要素的形狀誤差以及幾何要素間的量零件的幾何尺寸和幾何要素的形狀誤差以及幾何要素間的相互位置關(guān)系的誤差。相互位置關(guān)系的誤差。 三坐標測量是獲得空間某點三維坐標值的測量方法，通三坐標測量是獲得空間某點三維坐標值的測量方法，通常用三坐標測量機（簡稱測量機）進行測量。常用三坐標測量機（簡稱測量

25、機）進行測量。30 三坐標測量機具有互三坐標測量機具有互相垂直的三個測量方向相垂直的三個測量方向X 軸，軸，Y 軸和軸和Z 軸。從結(jié)構(gòu)型軸。從結(jié)構(gòu)型式上分一般有懸臂式、橋式上分一般有懸臂式、橋框式、龍門式等種類。其框式、龍門式等種類。其中龍門式由于剛性好，裝中龍門式由于剛性好，裝卸工作方便，操作性能好，卸工作方便，操作性能好，測量精度較高，所以應用測量精度較高，所以應用較普遍。較普遍。1. 三坐標測量機的基本結(jié)構(gòu)三坐標測量機的基本結(jié)構(gòu) 三坐標測量機基本三坐標測量機基本結(jié)式如圖結(jié)式如圖 2.6所示。所示。圖圖2.6 三三 坐坐 標標 測測 量量 機機1Z軸部件，軸部件， 2X向?qū)к墸驅(qū)к墸?Y

26、向?qū)к墸驅(qū)к墸?4立柱，立柱，5底座，底座，6測量工作臺測量工作臺,7測量頭。測量頭。31 三坐標機測量的特點是可以顯示測頭所在位置的三維三坐標機測量的特點是可以顯示測頭所在位置的三維坐標值，即測量機坐標系下的值（也可以認為是絕對坐標值），坐標值，即測量機坐標系下的值（也可以認為是絕對坐標值），但是通常我們設(shè)計零件的有關(guān)尺寸，和要素的形狀、方向和位但是通常我們設(shè)計零件的有關(guān)尺寸，和要素的形狀、方向和位置是相對于選定的零件上的一個坐標系的。置是相對于選定的零件上的一個坐標系的。 2. 三坐標測量前的準備工作三坐標測量前的準備工作（1） 坐標變換坐標變換 我們希望測量機顯示的坐標值是我們選定的零

27、件上的坐標我們希望測量機顯示的坐標值是我們選定的零件上的坐標值，這樣就需要建立零件上坐標系和測量機坐標系的關(guān)系，這值，這樣就需要建立零件上坐標系和測量機坐標系的關(guān)系，這個坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系由測量機的測量軟件來完成。確定零件坐標系個坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系由測量機的測量軟件來完成。確定零件坐標系這個工作可以分為以面為基準來建立零件坐標系和以線為基準這個工作可以分為以面為基準來建立零件坐標系和以線為基準建立零件坐標系。建立零件坐標系。 以面為基準以面為基準：選擇零件上的一個面，對該面測量：選擇零件上的一個面，對該面測量3個點，個點，這樣就確定了一個坐標面（這樣就確定了一個坐標面（YZ平面），然后選擇與該平面垂平面）

28、，然后選擇與該平面垂直的零件上的另一個平面，對該平面測量兩點。直的零件上的另一個平面，對該平面測量兩點。32過這兩點做一個垂直于過這兩點做一個垂直于YZ平面的平面，就得到第二坐標平面平面的平面，就得到第二坐標平面XY平面，這兩個確定的互相垂直的平面的交線確定為一個坐平面，這兩個確定的互相垂直的平面的交線確定為一個坐標軸（標軸（Y軸）。軸）。 在零件上選擇與前兩個平面垂直的第三個面，對此平面在零件上選擇與前兩個平面垂直的第三個面，對此平面測量一點，過此點做一平面垂直于已確定的坐標軸（測量一點，過此點做一平面垂直于已確定的坐標軸（Y軸），軸），就得到第三個坐標平面就得到第三個坐標平面XZ平面，此平

29、面與平面，此平面與Y坐標軸的交點即為坐標軸的交點即為原點原點O。這樣就建立了以面為基準的零件坐標系。這樣就建立了以面為基準的零件坐標系。 對于對于回轉(zhuǎn)類回轉(zhuǎn)類的零件一般應建立以線為基準的坐標系，這的零件一般應建立以線為基準的坐標系，這樣測量比較方便。樣測量比較方便。 以以線為基準線為基準：一般情況下首先選定回轉(zhuǎn)類零件的軸線作為一：一般情況下首先選定回轉(zhuǎn)類零件的軸線作為一個坐標軸（個坐標軸（X軸），然后在工件上任選一點，過該點作垂直于軸），然后在工件上任選一點，過該點作垂直于X軸的垂線，即為軸的垂線，即為Y軸。軸。X軸和軸和Y軸的交點就是零件坐標系的原點軸的交點就是零件坐標系的原點O。過原點。過

30、原點O作作X軸和軸和Y軸的垂線，就得到軸的垂線，就得到Z軸。這樣就建立了以軸。這樣就建立了以線為基準的零件坐標系。線為基準的零件坐標系。 關(guān)于零件坐標系和測量機坐標系的換算由測量機的測量軟關(guān)于零件坐標系和測量機坐標系的換算由測量機的測量軟件完成。而零件坐標系是隨著零件位置的變化而改變的。件完成。而零件坐標系是隨著零件位置的變化而改變的。33 測量機中，還有一個坐標系來表示測頭中心位置的，對測量機中，還有一個坐標系來表示測頭中心位置的，對于多測頭的測量，每個測頭的中心位置的坐標值是不一樣的，于多測頭的測量，每個測頭的中心位置的坐標值是不一樣的，那么不同的側(cè)頭測量同一個零件，就會得到不同的結(jié)果。所

31、那么不同的側(cè)頭測量同一個零件，就會得到不同的結(jié)果。所以在測量前要進行測頭校驗，使不同測頭的坐標統(tǒng)一到一個以在測量前要進行測頭校驗，使不同測頭的坐標統(tǒng)一到一個虛擬的測頭上，也就是用不同測頭測量同一個零件，結(jié)果是虛擬的測頭上，也就是用不同測頭測量同一個零件，結(jié)果是一樣的。一樣的。 (2) 選擇基準件選擇基準件 首先在測量機上固定一個選定的基準件，通常為基準球，首先在測量機上固定一個選定的基準件，通常為基準球，.用不同的測頭來測量這個基準球，每一個測頭測量都得到一個用不同的測頭來測量這個基準球，每一個測頭測量都得到一個基準球中心的坐標值基準球中心的坐標值X,Y,Z, 由于基準球的位置是固定的，所以由

32、于基準球的位置是固定的，所以測量機會知道各個測頭的相對位置，在以后的測量中，會自動測量機會知道各個測頭的相對位置，在以后的測量中，會自動減去各測頭的相互位置坐標值，這樣就可以把不同測頭統(tǒng)一到減去各測頭的相互位置坐標值，這樣就可以把不同測頭統(tǒng)一到一個虛擬測頭上，不論用哪個測頭測量結(jié)果都是一樣的。一個虛擬測頭上，不論用哪個測頭測量結(jié)果都是一樣的。34 另外，每個測頭都是有大小的，而測頭的坐標值顯示的另外，每個測頭都是有大小的，而測頭的坐標值顯示的是測頭中心的位置，測頭中心位置與被測零件之間有一個測是測頭中心的位置，測頭中心位置與被測零件之間有一個測頭半徑的距離，所以我們在測量前要確定測頭半徑的大小

33、。頭半徑的距離，所以我們在測量前要確定測頭半徑的大小。 首先要選擇一個首先要選擇一個基準件基準件，一般有基準球和基準立方體。這，一般有基準球和基準立方體。這里我們選擇上述的基準球。由于該基準球的大小是已知的，里我們選擇上述的基準球。由于該基準球的大小是已知的，那么我們用測頭來測量基準球，測量基準球的球心坐標值那么我們用測頭來測量基準球，測量基準球的球心坐標值 x、y、z及球心和測頭中心構(gòu)成的距離及球心和測頭中心構(gòu)成的距離R。由于已知基準球半徑。由于已知基準球半徑R0，則可以得到測頭的半徑：則可以得到測頭的半徑：r=R-R0。 不論我們是做準備工作還是進行測量，都要在測量軟件不論我們是做準備工作

34、還是進行測量，都要在測量軟件中進行這些工作，把軟件設(shè)置到你要進行的測量工作的相中進行這些工作，把軟件設(shè)置到你要進行的測量工作的相應狀態(tài)。應狀態(tài)。 35 比如，我們要測量圓度誤差：比如，我們要測量圓度誤差： 就要把測量軟件設(shè)置到圓就要把測量軟件設(shè)置到圓度測量狀態(tài)。度測量狀態(tài)。 然后用測頭在圓形零件上測量至少然后用測頭在圓形零件上測量至少4個點（在個點（在一個平面內(nèi)），那么測量機就自動顯示圓度誤差。一個平面內(nèi)），那么測量機就自動顯示圓度誤差。 再比如，我們要測量零件的長度：再比如，我們要測量零件的長度： 就要把測量軟件中，就要把測量軟件中，設(shè)置長度測量狀態(tài)。設(shè)置長度測量狀態(tài)。 然后用測頭測量零件上

35、的兩點，測量然后用測頭測量零件上的兩點，測量機就能顯示這兩點的距離。機就能顯示這兩點的距離。 總之，三坐標測量是現(xiàn)代測量的重要方法已被廣泛應用于工總之，三坐標測量是現(xiàn)代測量的重要方法已被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，而且，三坐標測量機測量是符合新一代產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，而且，三坐標測量機測量是符合新一代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）標準的，能按照新標準的嚴格定義來）標準的，能按照新標準的嚴格定義來測量零件的實際尺寸和幾何誤差。測量零件的實際尺寸和幾何誤差。362.2.3 測量方法分類及其特點測量方法分類及其特點按測量值獲得方式的的不同，測量方法可分為：按測量值獲得方式的的不同，測量

36、方法可分為：1. 絕對測量和相對絕對測量和相對(比較比較)測量法測量法（1）絕對測量法絕對測量法 在計量器具的示數(shù)裝置上在計量器具的示數(shù)裝置上可表示出可表示出被測量的全值被測量的全值。例如。例如用測長儀測量零件，如圖用測長儀測量零件，如圖2.7所所示。示。圖圖 2-7 絕對測量法絕對測量法37(2) 相對測量法相對測量法 在計量器具的示數(shù)裝在計量器具的示數(shù)裝置上只表示出被測量相對已置上只表示出被測量相對已知標準量的知標準量的偏差值，偏差值，即測出即測出的值為尺寸實際的偏差。的值為尺寸實際的偏差。圖圖 2-8 相對測量法相對測量法 如圖如圖2.8所示為機械比所示為機械比較議測量軸徑。先用與軸徑較議測量軸徑。先用與軸徑公稱尺寸相等的量塊（或標公稱尺寸相等的量塊（或標準件）調(diào)整比較議的零位，準件）調(diào)整比較議的零位，然后再換上被測件，指示表然后再換上被測件，指示表的示值為被測件相對標準件的示值為被測件相對標準件的偏差值。的偏差值。被測件的尺寸被測件的尺寸= 標準件的尺寸標準件的尺寸+指示表的示值指示表的示值（代數(shù)和）（代數(shù)和）382. 直接測量和間接測量法直接測量和間接測量法 （1） 直接測量法直接測量法用計量器具直接測量被測量的用計量器具直接測量被測量的整個數(shù)整個數(shù)值或相當于標準量的偏差值或相當于標準量的偏