互換性與技術(shù)測量技術(shù)-第2章長度測量基礎(chǔ)

1、互換性與技術(shù)測量技術(shù)-第2章 長度測量基礎(chǔ)測量的基本要求 保證測量精度、效率要高、 成本要低、避免廢品產(chǎn)生。 計量測量 Measurement metrology 不僅要獲取量值信息，而且要實現(xiàn)量值信息的傳遞或溯源，只有計量部門從事的測量才被稱計量就是為獲取量值信息的活動 ，測量活動存在于全部科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域 長度測量和計量 長度計量的主要是研究和建立長度計量基準(zhǔn)、實現(xiàn)長度計量的量值傳遞、研究孔徑測量、角度測量、直線度測量、平面度測量、表面粗糙度測量、圓度測量、圓柱度測量、螺紋測量、齒輪測量、自動測量等方法和測量誤差，以及測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理等 。 長度測量是將被測長度與已知長度比較，以確定被測長度

2、量值的過程。量值以數(shù)字和單位表示，例如用游標(biāo)卡尺測量圓柱體直徑，測得的數(shù)值毫米就是量值。主尺上的刻度就是已知長度。機械制造中進行長度測量是為了保證工件的互換性和產(chǎn)品質(zhì)量，一般以毫米和微米作為測量單位。 檢測、檢驗、測試 “檢測”就是確定產(chǎn)品是否滿足設(shè)計要求的過程，即判斷產(chǎn)品合格性的過程。 檢測的方法可以分為兩類：定性檢驗和定量測試。 檢驗是指判斷被測物理量是否合格的過程。定性檢驗的方法只能得到被檢驗對象合格與否的結(jié)論，而不能得到其具體的量值。因其檢驗效率高、檢驗成本低而在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。(止規(guī)和通規(guī)) 測試則是指其有試驗研究性質(zhì)的測量。定量測試的方法是在對被檢驗對象進行測量后，得到其

3、實際值并判斷其是否合格的方法。 2.1 測量的基本概念所謂“測量”就是將被測的量與作為單位或標(biāo)準(zhǔn)的量，在量值上進行比較，從而確定二者比值的實驗過程。 若被測量為L，標(biāo)準(zhǔn)量為E，那么測量就是確定L是E的多少倍。即確定比值q = L / E，最后獲得被測量L的量值，即 L = qE。一個完整的測量過程應(yīng)包含:測量對象計量單位測量方法測量精確度（或準(zhǔn)確度）四個要素 為了滿足機械產(chǎn)品的功能要求，在正確合理地完成了可靠性、使用壽命、運動精度等方面的設(shè)計以后，還須進行加工和裝配過程的制造工藝設(shè)計，即確定加工方法、加工設(shè)備、工藝參數(shù)、生產(chǎn)流程及檢測手段。其中，特別重要的環(huán)節(jié)就是質(zhì)量保證措施中的精度檢測。 1

4、.測量對象 被測量在機械精度的檢測中主要是有關(guān)幾何精度方面的參數(shù)量，其基本對象是長度和角度；表面粗糙度及形位公差等。但是，長度量和角度量在各種機械零件上的表現(xiàn)形式卻是多種多樣的，表達被測對象性能的特征參數(shù)也可能是相當(dāng)復(fù)雜的。 因此，認真分析被測對象的特性，研究被測對象的含義是十分重要的。例如，表面粗糙度的各種評定參數(shù)，齒輪的各種誤差項目，尺寸公差與形位公差之間的獨立與相關(guān)關(guān)系等等。 2.計量單位 計量單位（簡稱單位）是以定量表示同種量的量值而約定采用的特定量。 我國規(guī)定采用以國際單位制（SI）為基礎(chǔ)的“法定計量單位制”。它是由一組選定的基本單位和由定義公式與比例因數(shù)確定的導(dǎo)出單位所組成的。如“

5、米”、“千克”、“秒”、“安”等為基本單位。 機械工程中常用的長度單位有“毫米”、“微米” 和“納米” ，常用的角度單位是非國際單位制的單位“度”、“分”、“秒”和國際單位制的輔助單位“弧度”、“球面度” 。長度單位與計量基準(zhǔn) 在國際單位制及我國法定計量單位中，長度的基本單位名稱是“米”，其單位符號為“m”。 “米”的定義于18世紀(jì)末始于法國，當(dāng)時規(guī)定“米等于經(jīng)過巴黎的地球子午線的四千萬分之一”。19世紀(jì)“米”逐漸成為國際通用的長度單位。1889年在法國巴黎召開了第一屆國際計量大會，從國際計量局訂制的30根米尺中，選出了作為統(tǒng)一國際長度單位量值的一根米尺，把它稱之為“國際米原器”。 1983年

6、第17屆國際計量大會又更新了米的定義，規(guī)定： “米”是光在真空中在1/299792458s的時間間隔內(nèi)行進路程的長度。 3.測量方法 是指進行測量時所采用的測量原理、測量器具（計量器具）和測量條件（環(huán)境和操作者）的總和。 測量方法是根據(jù)一定的測量原理，在實施測量過程中對測量原理的運用及其實際操作。 在實施測量過程中，應(yīng)該根據(jù)被測對象的特點（如材料硬度、外形尺寸、生產(chǎn)批量、制造精度、測量目的等）和被測參數(shù)的定義來擬定測量方案、選擇測量器具和規(guī)定測量條件，合理地獲得可靠的測量結(jié)果。 4.測量精度 指測量結(jié)果與真值的一致程度。 不考慮測量精度而得到的測量結(jié)果是沒有任何意義的。 真值的定義：當(dāng)某量能被

7、完善地確定并能排除所有測量上的缺陷時，通過測量所得到的量值。 由于測量會受到許多因素的影響，其過程總是不完善的，即任何測量都不可能沒有誤差。對于每一個測量值都應(yīng)給出相應(yīng)的測量誤差范圍，說明其可信度。 檢測的一般步驟 確定被檢測項目 認真審閱被測件圖紙及有關(guān)的技術(shù)資料，了解被測件的用途，熟悉各項技術(shù)要求，明確需要檢測的項目。 設(shè)計檢測方案 根據(jù)檢測項目的性質(zhì)、具體要求、結(jié)構(gòu)特點、批量大小、檢測設(shè)備狀況、檢測環(huán)境及檢測人員的能力等多種因素，設(shè)計一個能滿足檢測精度要求，且具有低成本、高效率的檢測預(yù)案。 選擇檢測器具 按照規(guī)范要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測器具，設(shè)計、制作專用的檢測器具和輔助工具，并進行必要的誤差

8、分析。 檢測前準(zhǔn)備 清理檢測環(huán)境并檢查是否滿足檢測要求，清洗標(biāo)準(zhǔn)器、被測件及輔助工具，對檢測器具進行調(diào)整使之處于正常的工作狀態(tài)。 采集數(shù)據(jù) 安裝被測件，按照設(shè)計預(yù)案采集測量數(shù)據(jù)并規(guī)范地作好原始記錄。 數(shù)據(jù)處理 對檢測數(shù)據(jù)進行計算和處理，獲得檢測結(jié)果。 填報檢測結(jié)果 將檢測結(jié)果填寫在檢測報告單及有關(guān)的原始記錄中，并根據(jù)技術(shù)要求作出合格性的判定。2.2 尺寸傳遞 量值系統(tǒng)的建立和執(zhí)行，保證了國家計量行政機關(guān)自上而下的對量值進行合理的統(tǒng)一控制。企業(yè)要確保產(chǎn)品質(zhì)量，增強市場競爭力，必須主動采取措施，保證量值的可靠。因此，在GB/T9000“質(zhì)量管理和質(zhì)量保證”系列標(biāo)準(zhǔn)中，對企業(yè)的測量設(shè)備（器具）提出了

9、“溯源性”的要求，即測量結(jié)果必須具有能與國家計量基準(zhǔn)或國際計量基準(zhǔn)相聯(lián)系的特性。所用計量器具要獲得這一特性，就必須經(jīng)過具有較高準(zhǔn)確度的計量標(biāo)準(zhǔn)的檢定，而該計量標(biāo)準(zhǔn)又需受到上一級計量標(biāo)準(zhǔn)的檢定，逐級往上溯源，直至國家計量基準(zhǔn)或國際計量基準(zhǔn)，實現(xiàn)企業(yè)的量值在國際范圍內(nèi)的合理的統(tǒng)一。一、長度量基準(zhǔn) 國際上統(tǒng)一使用的公制長度基準(zhǔn)是在1983 年第17 屆國際計量大會上通過的，以米作為長度基準(zhǔn)。米的定義：米是光在真空中在1/299 792 458 秒的時間間隔內(nèi)所行進的距離。二、長度量值的傳遞 在實際應(yīng)用中，不能直接使用光波作為長度基準(zhǔn)進行測量。目前，在實際工作中使用線紋尺和量塊作為兩種實體基準(zhǔn)。 從長

10、度基準(zhǔn)各級計量標(biāo)準(zhǔn)量值實際使用，有兩條傳遞系統(tǒng)2.2 尺寸傳遞三.量塊的基本知識 使用波長作為長度基準(zhǔn)，雖然可以達到足夠的精確度，但因?qū)?fù)現(xiàn)的條件有很高的要求，不便在生產(chǎn)中直接用于尺寸的測量。因此，需要將基準(zhǔn)的量值按照定義的規(guī)定，復(fù)現(xiàn)在實物計量標(biāo)準(zhǔn)器上。常見的實物計量標(biāo)準(zhǔn)器有量塊（塊規(guī)）和線紋尺。 1.其作用為：作為長度基準(zhǔn)的傳遞媒介。 1) 檢定和校準(zhǔn)測量工具和量儀； 2) 相對測量時用來調(diào)整量具或量儀的零位； 3) 用于精密測量、精密劃線和精密機床的調(diào)整。三.量塊的基本知識 2.量塊的構(gòu)成 量塊用鉻錳鋼等特殊合金鋼或線膨脹系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨以及不易變形的其它材料制成。其形狀有長方體和圓

11、柱體兩種，常用的是長方體。 長方體的量塊有兩個平行的測量面，其余為非測量面。測量面極為光滑、平整，其表面粗糙度Ra值達以上，兩測量面之間的距離即為量塊的工作長度（標(biāo)稱長度）。標(biāo)稱長度到的量塊，其公稱值刻印在上測量面上；標(biāo)稱長度大于的量塊，其公稱長度值刻印在上測量面左側(cè)較寬的一個非測量面上 。三. 量塊的基本知識三. 量塊的基本知識 3.量塊的精度（級） 按國標(biāo)GB/T6093-2001，量塊按制造精度分6級，即00、0、1、2、3和K級，其中00級精度最高，3級最低，K級為校準(zhǔn)級，主要根據(jù)量塊長度極限偏差、量塊長度變動量允許值、測量面的平面度、粗糙度及量塊的研合性等指標(biāo)來劃分的。 量塊生產(chǎn)企業(yè)

12、大都按“級”向市場銷售量塊。用量塊長度極限偏差（中心長度與標(biāo)稱長度允許的最大誤差）控制一批相同規(guī)格量塊的長度變動范圍；用量塊長度變動量（量塊最大長度與最小長度之差）控制每一個量塊兩測量面間各對應(yīng)點的長度變動范圍。用戶則按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊。因此，按“級”使用量塊必然受到量塊長度制造偏差的影響，將把制造誤差帶入測量結(jié)果。量塊的“級”與“等” 量塊的“級”和“等”是從成批制造和單個檢定兩種不同的角度出發(fā)，對其精度進行劃分的兩種形式。 按“級”使用時，以標(biāo)記在量塊上的標(biāo)稱尺寸作為工作尺寸，該尺寸包含其制造誤差。 按“等”使用時，必須以檢定后的實際尺寸作為工作尺寸，該尺寸不包含制造誤差，但包含了檢

13、定時的測量誤差。 就同一量塊而言，檢定時的測量誤差要比制造誤差小得多。所以，量塊按“等”使用時其精度比按“級”使用要高，且能在保持量塊原有使用精度的基礎(chǔ)上延長其使用壽命。量塊的“級”與“等” “級”：制造精度，按GB/T60932001規(guī)定6級：00、0、1、2、3和K。 特點：按公稱尺寸來使用量塊。包含了量塊的制造誤差和磨損誤差。無修正值。 “等”：檢定精度，有1、2、3、4、5、6共六等。 特點：按檢定的實際尺寸來使用量塊。包含了量塊的測量誤差。 一定的“等”量塊只能從一定的“級”量塊中檢定出來。 測量誤差遠小于制造誤差 , 按“等”使用量塊其精度高于按“級”使用.三.量塊的基本知識 4.

14、量塊的選用 成套生產(chǎn)的量塊共有17種套別總塊數(shù)尺寸系列 mm間隔mm塊數(shù)總塊數(shù)尺寸系列 mm間隔mm塊數(shù)830.511.0051.011.491.51.92.09.510100-0.010.10.5101114951610911.011.491.51.92.09.5101001.0011.00910.50.010.10.5100.001-4951610911天平法碼四.量塊的基本知識 量塊的組合 為了減少量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的組合塊數(shù)， 一般不超過45塊。選用量塊時，應(yīng)從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，每選一塊至少應(yīng)減去所需尺寸的一位尾數(shù)。例如，從83塊一套的量塊中選取尺寸為的量塊組，

15、選取方法為： 36.745 所需尺寸 1.005 第一塊量塊尺寸 1.24 第二塊量塊尺寸 34.5 4.5 第三塊量塊尺寸 30.0 第四塊量塊尺寸 量塊使用的注意事項量塊必須在使用有效期內(nèi)，否則應(yīng)及時送專業(yè)部門檢定。使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)及灰塵對測量面的損傷，影響其粘合性。分清量塊的“級”與“等”，注意使用規(guī)則。所選量塊應(yīng)用航空汽油清洗、潔凈軟布擦干，待量塊溫度與環(huán)境溫度相同后方可使用。輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對量塊的腐蝕及手溫對測量精確度的影響。使用完畢，應(yīng)用航空汽油清洗所用量塊，并擦干后涂上防銹脂存于干燥處。 四.角度的量

16、值傳遞 角度基準(zhǔn)與長度基準(zhǔn)有本質(zhì)的區(qū)別。角度的自然基準(zhǔn)是客觀存在的，不需要建立，因為一個整圓所對應(yīng)的圓心角是定值（2rad或360）。因此，將整圓任意等分得到的角度的實際大小，可以通過各角度相互比較，利用圓周角的封閉性求出，實現(xiàn)對角度基準(zhǔn)的復(fù)現(xiàn)。 為了檢定和測量需要，仍然要建立角度度量的基準(zhǔn) 。多角度量塊2.3 測量儀器和測量方法測量儀器的分類 1.標(biāo)準(zhǔn)量具 是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類： 單值量具 只能體現(xiàn)一個單一量值的量具?？尚驼{(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進行比較。如量塊、角度量塊等。 多值量具 可體現(xiàn)一組同類量

17、值的量具。同樣能校對和調(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進行比較。如線紋尺、90角尺等。2.3 測量儀器和測量方法2.3.1 測量儀器的分類 2.通用計量器具 有刻度，可測量一定范圍內(nèi)各種尺寸的零件并得出具體數(shù)值。 我國習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡單的測量儀器稱為通用量具。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。(沒有傳動放大系統(tǒng)) 量儀：是指能將被測量值轉(zhuǎn)換成可直接觀測的指示值或等效信息的測量器具，由測頭(敏感元件)、變換、放大、傳遞及指示等部分組成。 (具有傳動放大系統(tǒng)) 按結(jié)構(gòu)可分為：固定刻線量具、卡尺類量儀、螺旋副類量儀、機械類量儀、光學(xué)類量儀、氣動類量儀、電動式量儀、光電式量儀、綜合類量儀。2

18、.3 測量儀器和測量方法2.3.1 測量儀器的分類 3.專用計量器具 專門用來檢驗?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見的有：檢驗光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī)(沒有刻度的，用以檢驗零件尺寸或形狀、相互位置的專用檢驗工具。它只能判斷零件是否合格，而不能得到具體數(shù)值的測量結(jié)果)，判斷內(nèi)螺紋或外螺紋合格性的螺紋量規(guī)，判斷復(fù)雜形狀的表面輪廓合格性的檢驗樣板，用模擬裝配通過性來檢驗裝配精度的功能量規(guī)等等。 4.檢驗夾具 也是一種量具、量儀和定位元件等組合的專用檢驗工具，可迅速方便地檢查更多或更復(fù)雜的參數(shù)。（加工現(xiàn)場常見，一次檢查多個尺寸）中華人民共和國依法管理的主要長度計量器具 比長儀、干涉儀、穩(wěn)頻激光器，測長機，測

19、長儀，工具顯微鏡，讀數(shù)顯微鏡，光學(xué)計，測量用投影儀，三坐標(biāo)測量儀、球徑儀樣板，圓度儀，錐度測量儀，孔徑測量儀，比較儀，測微儀，光學(xué)儀器檢具，量塊，尺，基線尺，線紋尺，光柵尺，光柵測量裝置，磁尺，容柵尺，水準(zhǔn)標(biāo)尺感應(yīng)同步器，測繩，卡尺、千分尺，百分表，千分表，測微計，小孔內(nèi)徑表，平晶，刀口尺，棱尺、平尺、測量平板準(zhǔn)直儀，調(diào)度塊，角度規(guī)，直角尺，正弦尺，方箱、水平儀、象限儀，直角尺檢定儀，水平儀檢定器、塞規(guī)，卡規(guī)、環(huán)規(guī)，圓椎套規(guī)，塞尺，半徑樣板，螺紋量規(guī)，螺紋樣板，三針，粗糙度樣板，粗糙度測量顯微鏡，表面輪廓儀，齒輪漸開檢查儀，齒輪周節(jié)檢查儀，齒輪基節(jié)檢查儀 ，萬能測齒儀2.3 測量儀器和測量方法

20、2.3.2 測量儀器的基本度量指標(biāo) 1.刻線間距 測量器具標(biāo)尺或刻度盤上兩相鄰刻線中心間的距離。為便于讀數(shù)，一般做成刻線間距為的等距離刻線。 2.分度值 測量器具的標(biāo)尺上，相鄰兩刻線所代表的量值之差。如一外徑千分尺的微分筒上相鄰兩刻線所代表的量值之差為，則該測量器具的分度值為。分度值是一種測量器具所能直接讀出的最小單位量值，它反映了讀數(shù)精度的高低，從一個側(cè)面說明了該測量器具的測量精度高低。 3.測量范圍 在允許不確定度內(nèi)，測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的范圍。例如，外徑千分尺的測量范圍有025mm、2550mm等，機械式比較儀的測量范圍為0180mm，如圖所示。2.3 測量儀器和測

21、量方法2.3.2 測量儀器的基本度量指標(biāo)2.3 測量儀器和測量方法2.3.2 測量儀器的基本度量指標(biāo) 4.示值范圍 示值由測量器具所指示的被測量值。由測量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍。如機械式比較儀的示值范圍為（或），如圖 3-5 所示。 5.靈敏度 計量器具反映被測幾何量微小變化的能力。如果被測參數(shù)的變化量為L，引起測量器具示值變化量為b，則靈敏度S=b/L。當(dāng)分子分母為同一類量時，靈敏度又稱放大比K。 6.示值誤差 測量儀器的示值與被測量的真值之差。示值誤差是測量儀器本身各種誤差的綜合反映。因此，儀器示值范圍內(nèi)的不同工作點，示值誤差是不相同的。一般可用適當(dāng)精度的量塊或其它計量標(biāo)準(zhǔn)

22、器，來檢定測量器具的示值誤差。2.3 測量儀器和測量方法2.3.2 測量儀器的基本度量指標(biāo) 7.校正值 為校正計量器具系統(tǒng)測量誤差，用代數(shù)法加到測量結(jié)果上的值，與計量器具系統(tǒng)測量誤差的絕對值相等而符號相反。 8.回程誤差 在相同條件下，被測量值不變，測量器具行程方向不同時，兩示值之差的絕對值。它是由測量器具中測量系統(tǒng)的間隙、變形和磨擦等原因引起的。 9.重復(fù)精度 在相同的測量條件下，對同一被測參數(shù)多次重復(fù)測量，其結(jié)果的最大差異。反映的是測量儀器的工作穩(wěn)定性。儀器給予出非常相似響應(yīng)的能力。 10.測量力 在接觸式測量過程中，測量器具測頭與被測量面間的接觸壓力。測量力太大會引起彈性變形，測量力太小

23、會影響接觸的穩(wěn)定性。2.3 測量儀器和測量方法2.3.2 測量儀器的基本度量指標(biāo) 11靈敏閾 引起測量器具示值可覺察變化的被測量值的最小變化量。反映量儀對被測量值微小變動的不敏感程度。 12.允許誤差 技術(shù)規(guī)范、規(guī)程對給定計量器具所允許的誤差的極限值。 13.穩(wěn)定度 在規(guī)定的工作條件下，計量器具保持其計量特性恒定不變的程度。 14.分辨力 計量器具指示裝置可以有效辨別所指示的緊密相鄰量值的能力的定量表示。2.3 測量儀器和測量方法2.3.3 測量方法的分類 1.按所測得的量（參數(shù)）是否為欲測之量分類 直接測量 從測量器具的讀數(shù)裝置上得到欲測之量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差。例如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺

24、測量外圓直徑，用比較儀測量長度尺寸等。 間接測量 先測出與欲測之量有一定函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量，然后按相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式，求得欲測之量的測量結(jié)果。 一般來說，直接測量比間接測量（受計算公式和計算精度影響）的精度高，無法進行直接測量的場合采用間接測量。2.3 測量儀器和測量方法2.3.3 測量方法的分類 2.按測量結(jié)果的讀數(shù)值不同分類 絕對測量 從測量器具上直接得到被測參數(shù)的整個量值的測量。例如用游標(biāo)卡尺測量零件軸徑值。 相對測量 將被測量和與其量值只有微小差別的同一種已知量（一般為測量標(biāo)準(zhǔn)量）相比較，得到被測量與已知量的相對偏差。例如比較儀用量塊調(diào)零后，測量軸的直徑，比較儀的示值就是量塊與軸徑的量值之

25、差。 一般來說，相對測量的精度比絕對測量的精度高。 相對測量舉例 例如用“弦高法”測量大尺寸圓柱體的直徑，由弦長S與弦高H的測量結(jié)果，可求得直徑D的實際值，如圖所示。由圖可得 對上式微分后，得到測量結(jié)果的測量誤差為 式中 dS弦長S的測量誤差 dH弦高H的測量誤差。 S2.3 測量儀器和測量方法2.3.3 測量方法的分類 3.按被測件表面與測量器具測頭是否有機械接觸分類 接觸測量 測量器具的測頭與零件被測表面接觸后有機械作用力的測量。如用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺測量零件等。為了保證接觸的可靠性，測量力是必要的，但它可能使測量器具及被測件發(fā)生變形而產(chǎn)生測量誤差，還可能造成對零件被測表面質(zhì)量的損壞。

26、非接觸測量 測量器具的感應(yīng)元件與被測零件表面不直接接觸，因而不存在機械作用的測量力。屬于非接觸測量的儀器主要是利用光、氣、電、磁等作為感應(yīng)元件與被測件表面聯(lián)系。如干涉顯微鏡、磁力測厚儀、氣動量儀等。用于軟質(zhì)表面或薄壁工件。紅外線測溫儀2.3 測量儀器和測量方法2.3.3 測量方法的分類 4.按測量在工藝過程中所起作用分類 主動測量 在加工過程中進行的測量。其測量結(jié)果直接用來控制零件的加工過程，決定是否繼續(xù)加工或判斷工藝過程是否正常、是否需要進行調(diào)整，故能及時防止廢品的發(fā)生，所以又稱為積極測量。 被動測量 加工完成后進行的測量。其結(jié)果僅用于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品，所以被動測量又稱消極測量。2.3 測量儀

27、器和測量方法2.3.3 測量方法的分類 5.按零件上同時被測參數(shù)的多少分類 單項測量 單獨地、彼此沒有聯(lián)系地測量零件的單項參數(shù)。如分別測量齒輪的齒厚、齒形、齒距等。這種方法一般用于量規(guī)的檢定、工序間的測量，或為了工藝分析、調(diào)整機床等目的。 綜合測量 檢測零件幾個相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合參數(shù)，從而綜合判斷零件的合格性。例如齒輪運動誤差的綜合測量、用螺紋量規(guī)檢驗螺紋的作用中徑等。綜合測量一般用于終結(jié)檢驗，其測量效率高，能有效保證互換性，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。2.3 測量儀器和測量方法2.3.3 測量方法的分類 6.按被測工件在測量時所處狀態(tài)分類 靜態(tài)測量 測量時被測件表面與測量器具測頭處于靜止?fàn)?/p>

28、態(tài)。例如用外徑千分尺測量軸徑、用齒距儀測量齒輪齒距等。 動態(tài)測量 測量時被測零件表面與測量器具測頭處于相對運動狀態(tài)，或測量過程是模擬零件在工作或加工時的運動狀態(tài)，它能反映生產(chǎn)過程中被測參數(shù)的變化過程，測量效率高。例如用激光比長儀測量精密線紋尺，用電動輪廓儀測量表面粗糙度等。2.3 測量儀器和測量方法2.3.3 測量方法的分類 7.按測量中測量因素是否變化分類 等精度測量 在測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件不變。例如，由同一個人，用同一臺儀器，在同樣的環(huán)境中，以同樣方法，同樣仔細地測量同一個量。在一般情況下，為了簡化測量結(jié)果的處理，大都采用等精度測量。實際上，絕對的等精度測量是做不到的。

29、 不等精度測量 在測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件可能完全改變或部分改變。由于不等精度測量的數(shù)據(jù)處理比較麻煩，因此一般用于重要的科研實驗中的高精度測量。 常用測量量具普通游標(biāo)卡尺數(shù)顯游標(biāo)卡尺高度游標(biāo)卡尺深度游標(biāo)卡尺角度游標(biāo)卡尺螺旋副類量儀普通外徑千分尺帶表外徑千分尺高度千分尺厚度外徑千分尺內(nèi)徑千分尺機械類量儀 機械類量儀是利用機械結(jié)構(gòu)將直線位移經(jīng)傳動、放大后、通過讀數(shù)裝置表示出來的一種測量器具。主要有杠桿變換、齒輪變換和彈簧變換。光學(xué)類量儀 19世紀(jì)末出現(xiàn)立式測長儀，20世紀(jì)20年代前后已應(yīng)用自準(zhǔn)直、望遠鏡、顯微鏡和光波干涉等原理測長，使工業(yè)測量進入不接觸測量領(lǐng)域，解決了一些小型復(fù)雜形

30、狀工件，例如螺紋的幾何參數(shù)、樣板的輪廓尺寸和大型工件的直線度、同軸度等形狀和位置誤差的測量問題。 光學(xué)測量，主要是利用光學(xué)成像的放大或縮小、光束方向改變、光波干涉和光量變化等原理，以實現(xiàn)對被測量值的變換。它是一種高精度的測量方式。影像變換測量 光學(xué)杠桿變換測量 光波干涉變換測量 激光干涉變換測量 光學(xué)類量儀投影儀 萬能工具顯微鏡 萬能測長儀 氣動類量儀 氣動變換，是將被測參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為壓縮空氣壓力或流量的變化。氣動原理的測長技術(shù)是在20年代后期發(fā)展起來的。它的測量效率高，對環(huán)境條件要求不高，適宜在車間使用，但其示值范圍小。電學(xué)類量儀 電學(xué)變換，是將被測量信號轉(zhuǎn)換為電阻、電容及電感等的變化，產(chǎn)

31、生電壓或電流輸出，經(jīng)放大和計算后進行顯示。電學(xué)變換的精度很高，信號輸出方便，且易于實現(xiàn)自動控制，在生產(chǎn)和科研的測量中，得到了廣泛的應(yīng)用。 應(yīng)用電學(xué)原理測長是在30年代初期發(fā)展起來的。首先出現(xiàn)的是應(yīng)用電感原理的測微儀。后來由于電子技術(shù)的發(fā)展，電學(xué)原理的測長技術(shù)發(fā)展很快。60年代中期以后，在工業(yè)測量中逐步應(yīng)用電子計算機技術(shù)。電子計算機具有自動修正誤差、自動控制和高速數(shù)據(jù)處理的功能，為高精度、自動化和高效率測量開辟了新的途徑。 常用量儀類型包括：電感變換量儀、感應(yīng)同步器變換量儀、磁電變換量儀、光電量儀等。電學(xué)類量儀電感測量頭軸向式傳感器電子塞規(guī)卡規(guī)電學(xué)類量儀三坐標(biāo)測量機單坐標(biāo)測量機三坐標(biāo)測量機 大型

32、三坐標(biāo)測量機主要用于檢測飛機機身、機翼、汽車外殼、航天器等大型零部件。其測量范圍一般在3000mm以上。 中型三坐標(biāo)測量機是機械制造工業(yè)中應(yīng)用最廣的一種，適用于中等規(guī)格零部件的檢驗。 小型三坐標(biāo)測量機一般用于電子工業(yè)、小型機械零部件的檢測，精度較高。在測量機的本體上有相互垂直的x、y、z三個坐標(biāo)，在各坐標(biāo)上裝有刻度尺和讀數(shù)頭，讀數(shù)頭用于讀取刻度尺上的數(shù)據(jù)。通過計算機系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動處理和測量過程的自動控制。CHXY系列單臂三維測量劃線儀 CHXY系列產(chǎn)品是一種既能有效完成復(fù)雜零部件、模型三維空間測量、測繪，又可替代方箱、劃針、高度尺進行劃線檢測的設(shè)備，目前推出的第五代產(chǎn)品，尤其適用于在工業(yè)

33、生產(chǎn)現(xiàn)場對超大型覆蓋體（汽摩模型）、復(fù)雜構(gòu)件（車體部件、機車轉(zhuǎn)向架）、深孔腔體件（內(nèi)燃機機車發(fā)動機）的多方位測量劃線。課堂練習(xí) 判斷題 1.量塊是一種精密量具,因此可以單獨利用它直接測量精度要求較高的工件尺寸。 2.量具與量儀的主要區(qū)別是量具沒有傳動放大系統(tǒng)，而量儀則有。 3.使用相同精度的計量器具，采用間接法比采用直接法測量精度高。 4.分度值也稱刻度值，一般來說，計量器具的分度值越小，則該計量器具的精度就越高。2.8 測量誤差及數(shù)據(jù)處理2.8.1.測量誤差的基本概念 1.絕對誤差 即測得值減去被測量的真值所得的代數(shù)差。若真值為L，測得值為x，測量誤差為 ，則 x一L 2.相對誤差 絕對誤差

34、與被測之量的真值之比，稱為相對誤差，常用百分數(shù)表示。即相對誤差為 L100 當(dāng)被測之量值相等(或很接近)時，的大小可反映測量準(zhǔn)確度；當(dāng)被測之量值不相等(尤其是它們相差懸殊)時， 可反映測量準(zhǔn)確度。 測量誤差及數(shù)據(jù)處理測量誤差的來源及防止 測量誤差產(chǎn)生的原因： 1.測量器具的誤差； 2.基準(zhǔn)件誤差； 3.調(diào)整誤差； 4.測量方法誤差； 5.測量力誤差；測量力引起彈性變形而產(chǎn)生的誤差。 6.環(huán)境誤差； 影響測量誤差的主要因素是工件和量儀的溫度差。為了減小這種影響，在測量前應(yīng)使工件和量儀進行等溫，即將工件和量儀放在同一溫度條件下，經(jīng)過一定時間使二者的溫度與周圍環(huán)境的溫度保持一致。 7.人為誤差 測量人員的主觀因素引起的誤差。影響測量精度的因素測量精度測量設(shè)備測量方法測量環(huán)境測量人員測量誤差及數(shù)據(jù)處理測量誤差的分類 根據(jù)測量誤差的性質(zhì)、出現(xiàn)的