測量基礎(chǔ)知識

1、Compart Precision培訓(xùn)教 材Measuring Center TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第一章量測定義、術(shù)語(4)第一節(jié)量測定義與本質(zhì)與分類第二節(jié)常用量測術(shù)語 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 第二章量測設(shè)備(8)第一節(jié)量測設(shè)備定義.分類第二節(jié)量測設(shè)備之選用原則 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 第三章量測方法及原則(13)第一節(jié)量測方法第二節(jié)量測原則 HYPERLINK l bookmark75

2、 o Current Document 第四章量測誤差分類與產(chǎn)生之原因(18)第一節(jié)誤差分類第二節(jié)誤差產(chǎn)生的原因第五章 LASER SCAN MICROMETE 基礎(chǔ)知識(22)第六章量儀管理(24)第七章常見之儀器結(jié)構(gòu)及特點(29)第一節(jié)卡尺使用與維護(hù)第二節(jié)分厘卡使用與維護(hù)第三節(jié)指示表的使用與維護(hù)第四節(jié)標(biāo)準(zhǔn)量塊及環(huán)規(guī)的使用與維護(hù)第五節(jié)工裝及基子的使用與維護(hù)第八章機(jī)械制圖(42)第九章量儀的重復(fù)性與再生性 (48)第一章量測定義.術(shù)語第一節(jié)量測定義.本質(zhì).范圍一、量測定義利用各種不同精密的量具或儀器去檢驗各種不同工件的幾何外形或幾何公差的程序二、量測的本質(zhì)將被測的量和一個作為計量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)

3、行比較，以獲得被測值的實驗過程.三、量測之范圍長度方面：游標(biāo)尺.分厘卡.量表.塊規(guī).高度規(guī).測長儀 三次元量床光學(xué)量測儀器光學(xué)平板光學(xué)投影機(jī)工具顯微 鏡.雷射干涉儀雷射掃瞄儀等角度方面：角度塊規(guī).角度量規(guī).角尺.直角規(guī).錐度量規(guī).量長度量測角器.組合角尺.水平儀.三次元量床.光學(xué)量測儀器(光學(xué)投影機(jī).工具顯微鏡.雷射干涉儀.自動視準(zhǔn)儀.雷射準(zhǔn)直儀)等.形狀方面：表面粗糙度量測儀.輪廓量測儀.真圓度量測儀.光學(xué)平板.光學(xué)投影儀.工具顯微鏡.專業(yè)量測儀器(齒形量V測機(jī).凸輪軸量測儀)等四、與量測有關(guān)之活動檢驗:判斷被檢驗的物理量是否合格的過程檢定:評定計量儀器之精度指針是否合格所進(jìn)行的全部工作五、

4、量測.檢驗.檢定之對照表名稱數(shù)值作用對象比照結(jié)果示例量測有被測對象以具體之測量數(shù)值反映 被測物件用卡尺測量一孔徑為 4.00mm檢驗無被測對象僅以 OK.FAIL.NG .OK等形式反應(yīng)用螺紋規(guī)檢驗螺紋孔檢定無計量器具合格與不合格用量塊檢正分厘卡第二節(jié)常用量測術(shù)語、測量范圍在允許誤差限內(nèi)，量具儀器所能測量工件的最低值到最高值的范圍.二、分辨率（分析度Resolution）量具對量測所能顯示出最小讀數(shù)的能力.對于機(jī)械式儀器：分辨率指相鄰兩刻線所能代表的量測之差對于數(shù)字式儀器：因沒刻度標(biāo)示，故分度值被標(biāo)為分辨率.它通常指儀器顯示之最后一位數(shù)字間隔所代表的被測量值三、靈敏度（Sensitivity）

5、表示量測儀器對于檢測微小信號變化量時的能力如:百分表在檢測到0.01mm變化時，指針就會變化.而千分表在 檢測到0.001mm變化時，指針就會變化.可見千分表比百分表靈敏度高.四、精密度（Precision）表示量測儀器對同一待測工件，以相同量測過程做重復(fù)量測，其量測結(jié)果的重復(fù)性.五、準(zhǔn)確度（Accruacy）表示實際量測值（或量測平均值）與真值之間的一致性程度.區(qū)別：精密度一表示量測值之間的差異程度準(zhǔn)確度一量測值與真值之間的差異程度(圖1)精密度不高，準(zhǔn)碓度不高精密度高，準(zhǔn)碓度不高1)精密度不高，準(zhǔn)碓度高精密度高，準(zhǔn)碓度高六、量測不確定度(Measurement Uncertainty)量測

6、不確定度為一量測真值存在范圍的估計值它是由于測量誤差的存在，對測量值不能肯定的程度它的計算需經(jīng)一聯(lián)串量測的統(tǒng)計加以 估計，并以標(biāo)準(zhǔn)偏差來表現(xiàn)其特征量測時，若采用土c,其正不確性為 68.26%;若采用土 2 c時，正確性為95.46%;若采用土 3 c時，其正確性為 99.73%.*注此定義內(nèi)容較多且難理解，具體之講述請參閱不確定度評估講義.第二章量測設(shè)備第一節(jié)量測設(shè)備之定義與分類實現(xiàn)三個量測活動，量頃U設(shè)備是所具備之基本前提一、量測設(shè)備的定義凡是能用來實現(xiàn)被測的量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，并能直接或間接測出 被測對象量值的量具.量儀和量測裝號各統(tǒng)稱為量測設(shè)備.二、量測設(shè)備之分類v一 按結(jié)構(gòu)分：1、量

7、具是以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的量測器具.量具復(fù)現(xiàn)的量值一般標(biāo)準(zhǔn)在 量具上，稱為量具的標(biāo)稱值，又稱為名義值 量具既可以單獨使 用，又可以與其它的量測器具一起使用在長度計量中的量具主要 包括以下幾類：(1 )單值量具一用來復(fù)現(xiàn)計量單位或者復(fù)現(xiàn)計量單位的位數(shù)或分 數(shù)值的量具 如:量塊、角度塊、塞尺等.(2)多值量具一用來實現(xiàn)在一定范圍內(nèi)計量單位某些倍數(shù)或分?jǐn)?shù)值的量具 如:毫米刻尺、游標(biāo)卡尺等.(3)綜合量規(guī)一這是一種用來綜合檢驗產(chǎn)品尺寸或形狀正確性，確性，以及檢驗產(chǎn)品各部分相互位銘正確性的量具.如螺紋塞規(guī)、環(huán)規(guī)2、量測儀器將被測的量轉(zhuǎn)換或可直接觀測的指示值或等效信息的 量測器具稱為量測儀器.感受部件：該部

8、件的作用就是感受被測的量的信息，并將其作用于傳動放大的機(jī)構(gòu).傳動放大的機(jī)構(gòu)：該部件的作用，就是將感受部件送來的信息放大 傳送到讀數(shù)裝號各.讀數(shù)裝銘：通過讀數(shù)裝銘的細(xì)分，指示出可直接觀測到的測量結(jié)果 的讀數(shù)值.量測儀器的種類指示式儀器：能讀出示值的，如:百分表.萬用表記錄式儀器：能記錄示值的，如：電子式游標(biāo)卡尺比較式儀器用以將被測的量值和已知的量進(jìn)行比較得出差值.以上種類，在目前的儀器上可能是幾個功能的集中例如：我公司使用的三豐公司的投影儀：儀器上的10X.20X.50X的物鏡為感受部件；儀器上的三片反射鏡及投影屏為傳動放大機(jī)構(gòu)儀器上的光柵尺與細(xì)分的讀數(shù)顯示器為讀數(shù)裝銘3、量測轉(zhuǎn)換器(傳感器)測

9、量轉(zhuǎn)換器具是一種將給定量變換成便于傳送.處理或貯存的(不能直接感知的)測量信息的量測器具.如:三元坐標(biāo)量床上的 傳感測量頭.4、為確定被測量值所必需的量測器具和輔助設(shè)備的總體，稱為量測裝銘.按照作用及用途可分為兩大類：標(biāo)準(zhǔn)量具的標(biāo)準(zhǔn)量測儀器：是用于復(fù)現(xiàn)及保存計量單位或者用來檢定及分度其它計量器具的量具和量測儀器工作量具和工作計量儀器：是用于實際測量的計量器具. 按儀器工作原理分類：按工作原理分類：實際上是一種以被測量的原始信號轉(zhuǎn)換原理的不同而命名不同儀器的分類方法，可分出以下四類：機(jī)械式儀器用機(jī)械方法實現(xiàn)原始信號轉(zhuǎn)換的儀器.如：游標(biāo)卡尺、百分表、分匣卡等.光學(xué)儀器用光學(xué)的方法實現(xiàn)對原始信號的轉(zhuǎn)

10、換放大的儀器如：投影儀(3 )氣動儀器以壓縮空氣為介質(zhì)用氣源系統(tǒng)(如流量或壓力)變化來實現(xiàn)對原始信號的轉(zhuǎn)換的儀器 按儀器用途分類按用途分類是一種根據(jù)測量對象的特征而分類的方法可分為以下六類：端度儀器：如量塊.塊規(guī)角度儀器：測角儀表面粗糙儀器：平直度儀器：準(zhǔn)直儀.水平儀5;通用儀器：工具顯微鏡.投影儀第三章量測方法與原則量測方法之選用在很大程度上決定了二個量測活動的成敗正確與否第一節(jié)量測方法根據(jù)被測的零件的結(jié)構(gòu)特點和精度要求，選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法，是減少測 量誤差，提高測量精度的基本條件 通常，基本的測量方法有以下幾種：一、絕對測量和相對（比較）測量法絕對測量法一在計量器具的示數(shù)裝銘上可表示出被測

11、尺寸的全值.相對測量法一在計量器具的示數(shù)裝銘上只表示出被測尺寸相對已知標(biāo)準(zhǔn)量的偏差值.二、直接測量和間接測量法直接測量一不需對被測的量與其它實測量進(jìn)行函數(shù)關(guān)系的輔 助計算，而直接得到被測量值的測量方法間接測量一直接測量的量與被測量之間有已知函數(shù)關(guān)系，經(jīng)計算才能得到被測值的測量方法.三、靜態(tài)測量和動態(tài)測量法靜態(tài)測量法一對被測零件在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行測量，被測量表面與測量頭相對靜止.動態(tài)測量法一對被測零件在運動狀態(tài)下進(jìn)行測量，被測量表面與測量頭有相對運動.四、主動測量和被動測量主動測量一是在加工過程中對工件進(jìn)行測量.被動測量一是在加工后對工件進(jìn)行測量五、接觸測量和非接觸測量六、單項測量和綜合測量法單項

12、測量法一對零件的個別參數(shù)誤差進(jìn)行測量綜合測量法一對零件某些相關(guān)聯(lián)的幾何參數(shù)誤差的綜合效果進(jìn)行測量.第二節(jié)測量方法選擇原則測量結(jié)果的準(zhǔn)確度是測量的四要素之三為了實現(xiàn)正確可靠的測量匚人們在測量 實踐中進(jìn)行了長期的探素總結(jié)了長度測量的四條基本匚原則;這就是阿貝原 則.最小變形原則.最短測量鏈原則和封閉原則II 一.阿貝原則是指測量 器具的讀數(shù)刻度線應(yīng)安銘在被測尺寸線的延長線上AL.勺主尺掀泉L測量事掀泉MHl/AL=S*a它的意義在于它避免了因?qū)к壵`差引起的一次測量誤差.特別在使用阿貝 原則的儀具時，注意阿貝原則的應(yīng)用，使被測工件盡可能地向主尺靠擾以減小 兩軸線之間的距離S則可減小測量誤差.第四章

13、量測誤差分類與產(chǎn)生原因誤差是不可避免的在實際量濁中應(yīng)采取各種有效之量測方法來盡量減低量測 誤差.第一節(jié)量測誤差定義分類一、量測誤差定義測量值或（測量值之平均值）與被測量值之差，可用數(shù)字表達(dá)式表示為 =X-XO 或 =X- X式中“ ”表示量測誤差“X”表示測量值“ X ”表示測量值之算術(shù)平均值“ X0”表示真值此表達(dá)式定義之誤差為絕對誤差它的值可為正負(fù)或零.相對誤差是指將絕對誤差與被測量的真值之比.它常用百分?jǐn)?shù)表示，記為：X-X0| A* 100% = * 100%X0X0、量測誤差之分類誤差按性質(zhì)可分為三類：系統(tǒng)誤差：在實際測量條件下，多次測量同一量值時.若誤差的大小和符號固定不變或按一定規(guī)

14、律變化時的誤差隨機(jī)誤差：是指在一定測量條件下，多次測量同一尺寸時，其絕對值和符號以不可預(yù)定的方式變化的誤差粗大誤差：指超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，即明顯不符合測量結(jié)果的誤差.第二節(jié)誤差產(chǎn)生的原因（來源）誤差的產(chǎn)生主要來源于六種：、人為誤差：由于人的因素造成的誤差主要表現(xiàn)：1.測量者的粗心大意或讀數(shù)不正確計算或記錄錯誤通常人為誤差多為粗大誤差、量具誤差：由于量具因素所造成的誤差主要表現(xiàn)：1.使用已經(jīng)磨損之量具使用沒有定期校正之量具量具本身保養(yǎng)欠佳三、力量因素：由于量測時所使用的接觸力或接觸所造成的撓曲的誤差.主要表現(xiàn)：用力過猛或過大，使工件產(chǎn)生變形.四、測方法因素：量測時，用儀器設(shè)計或擺銘不良等所

15、造成的誤差包括余弦誤差，阿貝誤差.主要表現(xiàn):1 .儀器使用不當(dāng)2.量測方法選擇不正確五、環(huán)境因素：量測時環(huán)境或場地不同而產(chǎn)生之誤差主要表現(xiàn)：1.操作環(huán)境之不穩(wěn)定（如溫度高低之影響）2.測量儀器或被測件的突然振動（振動因素）六、工件本身因素：由于工件本身缺陷所造成的量測誤差主要表現(xiàn)：工件有毛邊.雜質(zhì).灰塵.油污等第五章常見之儀器結(jié)構(gòu).特點第一節(jié)卡尺使用與維護(hù)、卡尺分類常用卡尺根據(jù)其構(gòu)造可分為三大類:游標(biāo)卡尺、帶表卡尺、數(shù)顯卡尺游標(biāo)卡尺帶表卡尺數(shù)顯卡尺常用卡尺根據(jù)其構(gòu)造可分為三大類:游標(biāo)卡尺、帶表卡尺、數(shù)顯卡尺游標(biāo)卡尺帶表卡尺數(shù)顯卡尺、常用卡尺的分辯率、測量范圍名稱分辯率測量范圍游標(biāo)卡尺0.02,

16、 0.05, 0.100 150 , 0 300,0200, 0600 帶表卡尺0.01,0.020 150 , 03000 200,數(shù)顯卡尺0.010 150 , 03000 200, 0450三、卡尺的應(yīng)用卡尺可用來測量外尺寸、內(nèi)尺寸、深度尺寸、段差測量1.根據(jù)所測量尺寸的精度和范圍選擇適當(dāng)?shù)目ǔ摺？ǔ叩臏y量爪不可以作為劃線的工具。使用前應(yīng)擦拭測量面和尺身的灰塵及雜物，并檢查主尺與尺框之間的間隙，如發(fā)規(guī)尺框較松，則應(yīng)調(diào)節(jié)彈片的位銘，并 檢查 零位。測量工件盡可能放在測量爪的里面，接近基準(zhǔn)線的位容測量讀 數(shù)時，應(yīng)從正面垂直于尺身的方向讀數(shù)。使用完后應(yīng)用無塵紙將各測量面擦拭干凈，兩外測面保持

17、0.2 2mm的距離放回卡尺盒。數(shù)顯卡尺尺身及尺框不得有水及油污，以免損壞容柵及電子元器件。第二節(jié)分厘卡使用與維護(hù)、分厘卡的種類分厘卡根據(jù)讀數(shù)的方式，可分為普通分厘卡，數(shù)顯分厘卡TESR/14H5TER5*普通分厘卞常用分厘卡的分辯率、測量范圍名稱分辯率測量范圍普通分厘卡0.01,0.001025,2550,5075 數(shù)顯分厘卡0.001025,2550,5075 另：根據(jù)分厘卡的測量功能，可分為內(nèi)徑分厘卡，公法線（盤式）分厘卡，深度分厘卡等等。公法線（盤式）分厘卡二、讀數(shù)方法普通分厘卡主軸螺桿的節(jié)距為0.5mm,微分套筒圓周均分50等分刻度，每前進(jìn)一圈，主軸則移動0.5mm,所以每前進(jìn)一小格

18、的刻度就是0.01mm.讀數(shù)方法如下圖所示:mm0.01 mm2、數(shù)顯分厘卡通過圓形容柵，直接從顯示屏上讀取測量數(shù)據(jù)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下:四、分厘卡使用注意事項1 .根據(jù)所測量尺寸的精度和范圍選擇適當(dāng)?shù)姆掷蹇ā７掷蹇ㄒp拿輕放，不可以摔、碰。分厘卡在使用之前必須清 零。旋轉(zhuǎn)分厘卡的測力棘輪使用兩測量接觸，觀察零位。分厘卡在使用時盡可能固定于卡座上。測量時，當(dāng)測量面即將接觸工件時，嚴(yán)禁旋轉(zhuǎn)微分套筒，必須使用測力棘輪使測量面接觸工件，棘輪發(fā)出兩、三聲即可讀數(shù)。使用完畢后應(yīng)用無塵紙將各測量面擦拭干凈，兩外測面保持0.2 2mm的距離。不得自行拆卸分厘卡各元器件部位。在使用數(shù)顯分厘卡時，主軸上不得有水及其油污，以免損壞容柵及電子 元器件。第三節(jié)指示表的使用與維護(hù)-、指示表的分類常用的指示表可分為百分表（數(shù)顯）、千分表（數(shù)顯）、杠桿百分表、 杠桿千分表。常用指示表的分辯率、測量范圍名稱分辯率測量范圍百分表，千分表0.01,0.0010 5mm, 0 10mm, 0 30mm, 0 50mm 杠桿百分表，杠中干千分表0