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測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)1■測(cè)試——是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量。也可理解為試驗(yàn)和測(cè)量的全過程。■檢驗(yàn)——是判斷被測(cè)物理量是否合格(在規(guī)定范圍內(nèi))的過程,一般來說就是確定產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)要求的過程,即判斷產(chǎn)品合格性的過程,通常不一定要求測(cè)出具體值。因此檢驗(yàn)也可理解為不要求知道具體值的測(cè)量。■計(jì)量——為實(shí)現(xiàn)測(cè)量單位的統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)試——是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量。也可理解為試驗(yàn)和測(cè)量的2■測(cè)量基準(zhǔn)——是復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位并具有規(guī)定計(jì)量單位特性的計(jì)量器具。在幾何量計(jì)量領(lǐng)域內(nèi),測(cè)量基準(zhǔn)可分為長(zhǎng)度基準(zhǔn)和角度基準(zhǔn)兩類。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量基準(zhǔn)——是復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位并具有規(guī)定計(jì)量單位特性的3■長(zhǎng)度基準(zhǔn)——
1983年第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)根據(jù)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的報(bào)告,批準(zhǔn)了米的新定義:即“一米是光在真空中在1/299792458秒時(shí)間間隔內(nèi)的行程圖1-1長(zhǎng)度計(jì)量檢定系統(tǒng)表(簡(jiǎn)化)“長(zhǎng)度”。根據(jù)米的定義建立的國(guó)家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn),一般都不能在生產(chǎn)中直接用于對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量。為了確保量值的合理和統(tǒng)一,必須按《國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)》的規(guī)定,將具有最高計(jì)量特性的國(guó)家基準(zhǔn)逐級(jí)進(jìn)行傳遞,直至用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量的各種測(cè)量器具。圖1-1為長(zhǎng)度(端度)計(jì)量檢定系統(tǒng)表(簡(jiǎn)化)。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■長(zhǎng)度基準(zhǔn)——1983年第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)根據(jù)國(guó)際計(jì)量4■角度基準(zhǔn)——角度量與長(zhǎng)度量不同。由于常用角度單位(度)是由圓周角定義的,即圓周角等于360°,而弧度與度、分、秒又有確定的換算關(guān)系,因此無需建立角度的自然基準(zhǔn)
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■角度基準(zhǔn)——角度量與長(zhǎng)度量不同。由于常用角度單位(度)是5測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)6■量塊——是一種平行平面長(zhǎng)度量具,又稱塊規(guī)。它是保證長(zhǎng)度量值統(tǒng)一的重要常用實(shí)物量具。除了作為工作基準(zhǔn)之外,量塊還可以用來調(diào)整儀器、機(jī)床或直接測(cè)量零件。一般特性:量塊是以其兩端面之間的距離作為長(zhǎng)度的實(shí)物基準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)),是一種單值量具,其材料與熱處理工藝應(yīng)滿足量塊的尺寸穩(wěn)定、硬度高、耐磨性好的要求。通常都用鉻錳鋼、鉻鋼和軸承鋼制成。其線脹系數(shù)與普通鋼材相同,即為(11.5±1)×10-6/℃,尺穩(wěn)定性約為年變化量不超出±0.5~1μm/m。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■量塊——是一種平行平面長(zhǎng)度量具,又稱塊規(guī)。它是保證長(zhǎng)度量值7結(jié)構(gòu):絕大多數(shù)量塊制成直角平行六面體(長(zhǎng)方體),如圖1-2所示;也有制成φ20的圓柱體。每塊量塊都有兩個(gè)表面非常光潔、平面度精度很高的平行平面,稱為量塊的測(cè)量面(或稱工作面)。量塊長(zhǎng)度(尺寸)是指量塊的一個(gè)測(cè)量面上的一點(diǎn)至與量塊相研合的輔助體(材質(zhì)與量塊相同)表面(亦稱輔助表面)之間的距離。為了消除量塊測(cè)量面的平面度誤差和兩測(cè)量面間的平行度誤差對(duì)量塊長(zhǎng)度的影響,將量塊的工作尺寸定義為量塊的中心長(zhǎng)度,即兩個(gè)測(cè)量面的中心點(diǎn)的長(zhǎng)度。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu):絕大多數(shù)量塊制成直角平行六面體(長(zhǎng)方體),如圖1-2所8測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)330下測(cè)量面量塊結(jié)構(gòu)標(biāo)稱尺寸上測(cè)量面上測(cè)量面測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)330下測(cè)量面量塊結(jié)構(gòu)標(biāo)稱尺寸上測(cè)9精度:量塊按其制造精度分為五個(gè)“級(jí)”:00、0、1、2和3級(jí)。00級(jí)精度最高,3級(jí)最低。分級(jí)的依據(jù)是量塊長(zhǎng)度的極限偏差和長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級(jí)”向市場(chǎng)銷售量塊,此時(shí)用戶只能按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊,這樣必然受到量塊中心長(zhǎng)度實(shí)際偏差的影響,將反制造誤差帶入測(cè)量結(jié)果。在量值傳遞工作中,為了消除量塊制造誤差對(duì)測(cè)量的影響,常常按量塊檢定后得到的實(shí)際尺寸使用。各種不同精度的檢定方法可以得到具有不同測(cè)量不確定度的量塊,并依此劃分量塊的等別,如圖1-1所示。檢定后的量塊可得到每量塊的中心長(zhǎng)度的實(shí)際偏差,顯然同一套量塊若按“等”(共1等、2等、3等、4等、5等五個(gè)等級(jí),其中數(shù)字越大越低)使用可以得到更高的測(cè)量精度(較小的測(cè)量不確定度)。但由于按“等”使用比較麻煩,且檢定成本高,固在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)仍按“級(jí)”使用。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)精度:量塊按其制造精度分為五個(gè)“級(jí)”:00、0、1、2和3級(jí)10使用:?jiǎn)蝹€(gè)量塊使用很不方便,故一般都按序列將許多不同標(biāo)稱尺寸的量塊成套配置,使用時(shí)根據(jù)需要選擇多個(gè)適當(dāng)?shù)牧繅K研合起來使用。通常,組成所需尺寸的量塊總數(shù)不應(yīng)超過四塊。例如,為組成89.765mm的尺寸,可由成套的量塊中選出1.005、1.26、7.5、80mm四塊組成,即
89.765………所需尺寸
-)1.005………第一塊
88.76
-)1.26………第二塊
87.5
-)7.5………第三塊80………第四塊測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)使用:?jiǎn)蝹€(gè)量塊使用很不方便,故一般都按序列將許多不同標(biāo)稱尺寸11注意事項(xiàng):量塊在使用過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①量塊必須在使用有效期內(nèi),否應(yīng)及時(shí)送專業(yè)部門檢定。②所選量塊應(yīng)先放入航空汽油中清洗,并用潔凈綢布將其擦干,待量塊溫度與環(huán)境濕度相同后方可使用。③使用環(huán)境良好,防止各種腐蝕性物質(zhì)對(duì)量塊的損傷及因工作面上的灰塵而劃傷工作面,影響其研合性,。④輕拿、輕放量塊,杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。⑤不得用手直接接觸量塊,以免造成汗液對(duì)量塊的腐蝕及手溫對(duì)測(cè)量精確度的影響。⑥使用完畢應(yīng),先用航空汽油清洗量塊,并擦干后涂上防銹脂放入專用盒內(nèi)妥善保管
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)注意事項(xiàng):量塊在使用過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):測(cè)量技術(shù)基12測(cè)量過程包括四個(gè)要素測(cè)量對(duì)象——主要指機(jī)械幾何量,包括長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度、及形位公差等。測(cè)量單位——公制基本單位為米(m),機(jī)械制造中常用公制長(zhǎng)度單位為毫米(mm)。測(cè)量方法——測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、測(cè)量器具和測(cè)量條件的總和。測(cè)量精度——測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量過程包括四個(gè)要素測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)13測(cè)量方法分類直接測(cè)量和間接測(cè)量接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量方法分類測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)14直接測(cè)量和間接測(cè)量——從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測(cè)量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差稱直接測(cè)量。如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑等。通過測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的量,根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系式求得被測(cè)量的測(cè)量稱為間接測(cè)量。如通過測(cè)量一圓弧相應(yīng)的弓高和弦長(zhǎng)而得到其圓弧半徑的實(shí)際值。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)直接測(cè)量和間接測(cè)量——從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測(cè)量的15接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量——測(cè)量器具的測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸并有機(jī)械作用的測(cè)力存在的測(cè)量為接觸測(cè)量。如工具顯微鏡\投影儀等測(cè)量即屬于非接觸測(cè)量。
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量——測(cè)量器具的測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸并有機(jī)16單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量——對(duì)個(gè)別的、彼此沒有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量稱為單項(xiàng)測(cè)量。同時(shí)測(cè)量個(gè)零件的多個(gè)參數(shù)及其綜合影響的測(cè)量稱為綜合測(cè)量。用測(cè)量器具分別測(cè)出螺紋的中徑、半角及螺距屬單項(xiàng)測(cè)量;而用螺紋量規(guī)的通端檢測(cè)螺紋則屬綜合測(cè)量。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量——對(duì)個(gè)別的、彼此沒有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的17絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量——測(cè)量器具的示值直接反映被測(cè)量量值的測(cè)量為絕對(duì)測(cè)量。用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑是絕對(duì)測(cè)量。將被測(cè)量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行比較得到兩者差值的測(cè)量為相對(duì)測(cè)量。如用內(nèi)徑百分表測(cè)量孔徑為相對(duì)測(cè)量。
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量——測(cè)量器具的示值直接反映被測(cè)量量值的測(cè)量18主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量——產(chǎn)品加工完成后的測(cè)量為被動(dòng)測(cè)量;正在加工過程中的測(cè)量為主動(dòng)測(cè)量。被動(dòng)測(cè)量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動(dòng)測(cè)量可通過其測(cè)得值的反饋,控制設(shè)備的加工過程,預(yù)防和杜絕不合格品的產(chǎn)生。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量——產(chǎn)品加工完成后的測(cè)量為被動(dòng)測(cè)量;正在加19測(cè)量誤差:由于測(cè)量過程的不完善而產(chǎn)生的測(cè)量誤差,將導(dǎo)致測(cè)得值的分散入不確定。因此,在測(cè)量過程中,正確分析測(cè)量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因,對(duì)測(cè)得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理,獲得滿足一定要求的置信水平的測(cè)量結(jié)果,是十分重要的。測(cè)量誤差定義:被測(cè)量的測(cè)得值x與其真值x0之差,即:△=x-x0由于真值是不可能確切獲得的,因而上述善于測(cè)量誤差的定義也是理想要概念。在實(shí)際工作中往往將比被測(cè)量值的可信度(精度)更高的值,作為其當(dāng)前測(cè)量值的“真值”。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量誤差:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)20測(cè)量誤差:由于測(cè)量過程的不完善而產(chǎn)生的測(cè)量誤差,將導(dǎo)致測(cè)得值的分散入不確定。因此,在測(cè)量過程中,正確分析測(cè)量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因,對(duì)測(cè)得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理,獲得滿足一定要求的置信水平的測(cè)量結(jié)果,是十分重要的。測(cè)量誤差定義:被測(cè)量的測(cè)得值x與其真值x0之差,即:△=x-x0由于真值是不可能確切獲得的,因而上述善于測(cè)量誤差的定義也是理想要概念。在實(shí)際工作中往往將比被測(cè)量值的可信度(精度)更高的值,作為其當(dāng)前測(cè)量值的“真值”。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量誤差:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)21誤差來源:測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人員等方面因素產(chǎn)生。①測(cè)量器具:測(cè)量器具設(shè)計(jì)中存在的原理誤差,如杠桿機(jī)構(gòu)、阿貝誤差等。制造和裝配過程中的誤差也會(huì)引起其示值誤差的產(chǎn)生。例如刻線尺的制造誤差、量塊制造與檢定誤差、表盤的刻制與裝配偏心、光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)誤差、齒輪分度誤差等。其中最重要的是基準(zhǔn)件的誤差,如刻線尺和量塊的誤差,它是測(cè)量器具誤差的主要來源。②測(cè)量方法:間接測(cè)量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差或多個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算后的誤差累積。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)誤差來源:測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人22測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)③測(cè)量環(huán)境:測(cè)量環(huán)境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動(dòng)、空氣質(zhì)量等因素。在一般測(cè)量過程中,溫度是最重要的因素。測(cè)量溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度(+20℃)的偏離、測(cè)量過程中溫度的變化以及測(cè)量器具與被測(cè)件的溫差等都將產(chǎn)生測(cè)量誤差。溫度誤差的計(jì)算:當(dāng)工件的溫度不同地標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí),其長(zhǎng)度尺寸可用下式計(jì)算:Lt=L0+L0(t-20)αLt——工件在溫度t℃時(shí)的長(zhǎng)度L0——工件在溫度為20℃時(shí)的長(zhǎng)度t-——工件的溫度α——工件的線膨脹系數(shù)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)③測(cè)量環(huán)境:測(cè)量環(huán)境主要包括溫度、氣壓23測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)例1:有一鋼制件,圖樣長(zhǎng)度尺寸為100mm,當(dāng)溫度為30℃時(shí),該工件的長(zhǎng)度應(yīng)是多少(鋼件α=12×10-6/℃)解:
Lt=L0+L0(t-20)αL0=100t=30α=12×10-6Lt=100+100×(30-20)×12×10-6
=100+0.012=100.012(mm)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)例1:有一鋼制件,圖樣長(zhǎng)度尺寸為10024測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)溫度誤差的計(jì)算:使用計(jì)量器具進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量時(shí),如果工件溫度和測(cè)量器具溫度不同時(shí),且不等于標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí),其長(zhǎng)度尺寸可用下式計(jì)算:
ΔL=L0[(t1-20)α1+(t2-20)α2]ΔL——溫度引起的長(zhǎng)度變化L0——工件在溫度為20℃時(shí)的長(zhǎng)度t1-——工件的溫度t2——計(jì)量器具的溫度α1——工件的線膨脹系數(shù)
α2——計(jì)量器具的線膨脹系數(shù)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)溫度誤差的計(jì)算:25測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)例2:有一長(zhǎng)度為200mm的鋁制件,在溫度為30℃時(shí)用鋼制百分尺測(cè)量,該工件的長(zhǎng)度應(yīng)是多少(鋁件α1=24×10-6/℃,鋼α2=12×10-6/℃)解:先求出溫度誤差ΔL=L0[(t1-20)α1-(t2-20)α2]L0=200t1=30α1=24×10-6t2=30α2=12×10-6
ΔL=L0[(t1-20)α1-(t2-20)α2]=200×[(30-20)×24×10-6-(30-20)×12×10-6]=200×120×10-6
=0.024(mm)在溫度為30℃時(shí)工件尺寸應(yīng)為:Lt=L0+
ΔL=200+0.024=200.024(mm)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)例2:有一長(zhǎng)度為200mm的鋁制件,在26測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)④測(cè)量人員:測(cè)量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調(diào)整誤差等引起,它的大小取決于測(cè)量人員的操作技術(shù)和其它主觀因素。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)④測(cè)量人員:測(cè)量人員引起的誤差主要有視27誤差分類:測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。①系統(tǒng)誤差:在規(guī)定條件下,絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差,稱為系統(tǒng)誤差。其中絕對(duì)值和符號(hào)不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差,按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差為變值系統(tǒng)誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統(tǒng)誤差大部分能通過修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)誤差分類:測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)測(cè)量結(jié)果28誤差分類:②隨機(jī)誤差:在規(guī)定條件下,絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化的誤差,稱為隨機(jī)誤差。就某一次測(cè)量而言,隨機(jī)誤差的出現(xiàn)無規(guī)律可循,因而無法消除。但若進(jìn)行多次等精度重復(fù)測(cè)量,則與其它隨機(jī)事件一樣具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本特性,可以通過分析,估算出隨機(jī)誤差值的范圍。隨機(jī)誤差主要由溫度波動(dòng)、測(cè)量力變化、測(cè)量器具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不穩(wěn)、視差等各種隨機(jī)因素造成,雖然無法消除,但只要認(rèn)真、仔細(xì)地分析產(chǎn)生的原因,還是能減少其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)誤差分類:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)29誤差分類:③粗大誤差:明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差,稱為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。如讀數(shù)錯(cuò)誤、溫度的突然大幅度變動(dòng)、記錄錯(cuò)誤等。該誤差可根據(jù)誤差理論,按一定規(guī)則予以剔除。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)誤差分類:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)30■基本測(cè)量原則在實(shí)際測(cè)量中,對(duì)于同一被測(cè)量往往可以采用多種測(cè)量方法。為減小測(cè)量不確定度,應(yīng)盡可能遵守以下基本測(cè)量原則:1、阿貝原則:要求在測(cè)量過程中被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度應(yīng)安置在同一直線上的原則。若被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度并排放置,在測(cè)量比較過程中由于制造誤差的存在,移動(dòng)方向的偏移,兩長(zhǎng)度之間出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生較大的誤差。誤差的大小除與兩長(zhǎng)度之間夾角大小有關(guān)外,還與其之間距離大小有關(guān),距離越大,誤差也越大。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■基本測(cè)量原則測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)31
阿貝原理長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)需要計(jì)量器具的測(cè)量頭或量臂移動(dòng),如游標(biāo)卡尺、千分尺,其活動(dòng)部件移動(dòng)方向的正確性通常靠導(dǎo)軌保證。導(dǎo)軌的制造與安裝誤差(如直線度誤差及配合處的間隙)會(huì)造成移動(dòng)方向的偏斜。為了減小這種方向偏斜對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,1890年德國(guó)人艾恩斯特·阿貝(ErnstAbbe)提出了以下指導(dǎo)性原則:在長(zhǎng)度測(cè)量中,應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度量(標(biāo)準(zhǔn)線)安放在被測(cè)長(zhǎng)度量(被測(cè)線)的延長(zhǎng)線上。這就是阿貝原理。也就是說,量具或儀器的標(biāo)準(zhǔn)量系統(tǒng)和被測(cè)尺寸應(yīng)成串聯(lián)形式。若為并聯(lián)排列,則該計(jì)量器具的設(shè)計(jì),或者說其測(cè)量方法原理不符合阿貝原則。游標(biāo)卡尺便是這樣,會(huì)因此產(chǎn)生較大的誤差,可稱阿貝誤差。萬能測(cè)長(zhǎng)儀的測(cè)量頭是按阿貝測(cè)長(zhǎng)原則設(shè)計(jì)的,常稱阿貝測(cè)長(zhǎng)頭。千分尺的結(jié)構(gòu),若忽略讀數(shù)裝置的直徑,也符合阿貝測(cè)長(zhǎng)原則。測(cè)量?jī)x器按不按阿貝測(cè)長(zhǎng)原則設(shè)計(jì),所產(chǎn)生的測(cè)量誤差差別較大,應(yīng)用阿貝測(cè)長(zhǎng)原則,可以顯著減少測(cè)量頭移動(dòng)方向偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,因此阿貝測(cè)長(zhǎng)是精密測(cè)量中非常重要的原則。在評(píng)定量?jī)x或擬定長(zhǎng)度測(cè)量方案時(shí)必須首先給以考慮。若由于結(jié)構(gòu)上的原因(如在大尺寸測(cè)量中),阿貝測(cè)長(zhǎng)原則難以實(shí)現(xiàn)(譬如工作臺(tái)、床身要求太長(zhǎng)等)時(shí)應(yīng)該采取其他有效措施以減少、甚至消除這種測(cè)量原理方面產(chǎn)生的誤差。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)阿貝原理長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)需要計(jì)量器具的測(cè)量頭或量臂移動(dòng),如游標(biāo)32阿貝原理
:1.如果要使計(jì)量器具得出正確的測(cè)量結(jié)果,則必須將計(jì)量器具的標(biāo)尺安裝在被測(cè)件測(cè)量中心線的延長(zhǎng)線上,這一原則就叫阿貝原則。違反阿貝原則所產(chǎn)生的誤差叫阿貝誤差。2.百分表、千分尺的測(cè)桿和被測(cè)物處在一條直線上,故它們符合阿貝原則。游標(biāo)卡尺的標(biāo)準(zhǔn)尺(標(biāo)記面)與被測(cè)物不在一條直線上,而處于偏離位置,故不符合阿貝原則。當(dāng)卡尺量爪越長(zhǎng),形成的夾角越大,產(chǎn)生誤差也越大。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)阿貝原理:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)33測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)34基本測(cè)量原則2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則:測(cè)量基準(zhǔn)要與加工基準(zhǔn)和使用基準(zhǔn)統(tǒng)一。即工序測(cè)量應(yīng)以工藝基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn),終檢測(cè)量應(yīng)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn)。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)基本測(cè)量原則測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)35基本測(cè)量原則3、最短鏈原則:在間接測(cè)量中,與被測(cè)量具有函數(shù)關(guān)系的其它量與被測(cè)量形成測(cè)量鏈。形成測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)越多,被測(cè)量的不確定度越大。因此,應(yīng)盡可能減少測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)數(shù),以保證測(cè)量精度,稱之為最短鏈原則。當(dāng)然,按此原則最好不采用間接測(cè)量,而采用直接測(cè)量。所以,只有在不可能采用直接測(cè)量,或直接測(cè)量的精度不能保證時(shí),才采用間接測(cè)量。應(yīng)該以最少數(shù)目的量塊組成所需尺寸的量塊組,就是最短鏈原則的一種實(shí)際應(yīng)用。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)基本測(cè)量原則測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)36基本測(cè)量原則4、最小變形原則:測(cè)量器具與被測(cè)零件都會(huì)因?qū)嶋H溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度和受力(重力和測(cè)量力)而產(chǎn)生變形,形成測(cè)量誤差。在測(cè)量過程中,控制測(cè)量溫度及其變動(dòng)、保證測(cè)量器具與被測(cè)零件有足夠的等溫時(shí)間、選用與被測(cè)零件線脹系數(shù)相近的測(cè)量器具、選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量力并保持其穩(wěn)定、選擇適當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)等,都是實(shí)現(xiàn)最小變形原則的有效措施。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)基本測(cè)量原則測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)37■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)1、量具的標(biāo)稱值:標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺寸,標(biāo)在刻線尺上的尺寸等。2、刻度:在測(cè)量器具上指示出不同量值的刻線標(biāo)記的組合稱為刻度。3、刻度間距:沿著刻線尺(標(biāo)尺)長(zhǎng)度方向所測(cè)得的兩個(gè)相鄰刻線標(biāo)記中心之間的距離稱為刻度間距,也稱標(biāo)尺間距。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)38■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)4、分度值:兩相鄰刻線所代表的量值之差稱為儀器的分度值。它是一臺(tái)儀器所能讀出的最小單位量值。一般地說,分度值越小,測(cè)量器具的精度越高。數(shù)字式量?jī)x沒有標(biāo)尺或度盤,而與其相對(duì)應(yīng)的為分辨率。分辨率是儀器顯示的最末位數(shù)字間隔所代表的被測(cè)量值。5、示值范圍:測(cè)量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍稱為示值范圍。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)39■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)6、測(cè)量范圍:在允許不確定度內(nèi),測(cè)量器具所能測(cè)量的被測(cè)量值的下限值至上限值的范圍。測(cè)量范圍與示值范圍的區(qū)別在于:測(cè)量范圍既包括示值范圍又包括儀器某些部件的調(diào)整范圍。如外徑百分尺的測(cè)量范圍有0~25mm、25~50mm、50~75mm等,其示值范圍則均為25mm。比較儀的測(cè)量范圍為180mm,其示值范圍則為±0.1mm(如圖1-3所示)。示值范圍與標(biāo)尺有關(guān),測(cè)量范圍取決于結(jié)構(gòu)。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)40■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)7、量程:測(cè)量范圍的上限值和下限值之差稱為量程。量程大的儀器使用起來比較方便,但儀器的線性誤差將隨之變大使儀器的準(zhǔn)確度下降。8、靈敏度:測(cè)量器具對(duì)被測(cè)量值變化的反應(yīng)能力稱為靈敏度。對(duì)于一般長(zhǎng)度測(cè)量器具,靈敏度等于標(biāo)尺間距a與分度值I之比,又稱放大比或放大位數(shù)K,即
K=a/I測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)41■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)9、測(cè)量力:采用接觸法測(cè)量時(shí),測(cè)量器具的傳感器與被測(cè)零件表面之間的接觸力。測(cè)量力及其變動(dòng)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的精度。因此,絕大多數(shù)采用接觸測(cè)量法的測(cè)量器具,都具有測(cè)量力穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。10、示值誤差:測(cè)量器具的示值與被測(cè)量的真值之差。例如用百分尺測(cè)量軸的直徑得讀數(shù)值為31.675mm,而其真值為31.678mm,則百分尺的示值誤差等于31.675-31.678=-0.003mm.顯然,測(cè)量器具在不同的示值處的示值誤差一般是各不相同的。目前,測(cè)量器具的精度大多仍用示值極限誤差來表示測(cè)量器具示值誤差的界限值。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)42■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)11、回程誤差:是指在相同條件下,被測(cè)量值不變,測(cè)量器具行程方向不同時(shí),兩示值之差的絕對(duì)值。該項(xiàng)誤差是由于測(cè)量器具中測(cè)量系統(tǒng)的間隙、變形和磨擦等原因引起的。當(dāng)要求測(cè)量值的顯示呈連續(xù)的往返性變化時(shí)(有連續(xù)的正、負(fù)值變化),則應(yīng)選用回程誤差較小的測(cè)量器具。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)43■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)12、測(cè)量不確定度:測(cè)量不確定度是在測(cè)量結(jié)果中表達(dá)被測(cè)量值分散性的參數(shù)。由于測(cè)量過程的不完善,測(cè)得值對(duì)真值總是有所偏離,這種偏離又是不確定的,表達(dá)這種不確定程度的參數(shù),就稱為不確定度。13、修正值:為修正某一測(cè)量器具的示值誤差而在其檢定證書上注明的特定值。它的大小與示值誤差的絕對(duì)值相等,符號(hào)相反。在測(cè)量結(jié)果中加入相應(yīng)的修正值后,可提高測(cè)量精度。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)44■測(cè)量器具的選擇1、測(cè)量器具應(yīng)根據(jù)被測(cè)量物體的測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行選擇.所選用的測(cè)量器具的極限誤差應(yīng)不大于被測(cè)量物體的極限誤差.通常為測(cè)量任務(wù)公差的1/3-1/10.2、安全裕度(A)器具不確定度(u1)=0.9A溫度、壓陷效應(yīng)、形狀誤差等引起的測(cè)量不確定度u2=0.45AA≈(5~10)%IT(IT為工件公差)GB3177-82規(guī)定:按測(cè)量器具不確定度允許值選用測(cè)量器具;選擇時(shí),應(yīng)使所選用的測(cè)量器具的不確定度應(yīng)等于或小于標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的u1值(見下表)。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的選擇測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)45安全裕度及計(jì)量器具不確定度允許值測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)工件公差安全裕度器具不確定度工件公差安全裕度器具不確定度>0.009~0.0180.0010.0009>0.180~0.3200.0180.016>0.018~0.0320.0020.0018>0.320~0.5800.0320.029>0.032~0.0580.0030.0027>0.58~1.000.0600.054>0.058~0.1000.0060.0054>1.00~1.800.1000.090>0.100~0.1800.0100.0090>1.80~3.200.1800.160安全裕度及計(jì)量器具不確定度允許值測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)工件公46謝謝!謝謝!47測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)48■測(cè)試——是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量。也可理解為試驗(yàn)和測(cè)量的全過程?!鰴z驗(yàn)——是判斷被測(cè)物理量是否合格(在規(guī)定范圍內(nèi))的過程,一般來說就是確定產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)要求的過程,即判斷產(chǎn)品合格性的過程,通常不一定要求測(cè)出具體值。因此檢驗(yàn)也可理解為不要求知道具體值的測(cè)量?!鲇?jì)量——為實(shí)現(xiàn)測(cè)量單位的統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)試——是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量。也可理解為試驗(yàn)和測(cè)量的49■測(cè)量基準(zhǔn)——是復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位并具有規(guī)定計(jì)量單位特性的計(jì)量器具。在幾何量計(jì)量領(lǐng)域內(nèi),測(cè)量基準(zhǔn)可分為長(zhǎng)度基準(zhǔn)和角度基準(zhǔn)兩類。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量基準(zhǔn)——是復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位并具有規(guī)定計(jì)量單位特性的50■長(zhǎng)度基準(zhǔn)——
1983年第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)根據(jù)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的報(bào)告,批準(zhǔn)了米的新定義:即“一米是光在真空中在1/299792458秒時(shí)間間隔內(nèi)的行程圖1-1長(zhǎng)度計(jì)量檢定系統(tǒng)表(簡(jiǎn)化)“長(zhǎng)度”。根據(jù)米的定義建立的國(guó)家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn),一般都不能在生產(chǎn)中直接用于對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量。為了確保量值的合理和統(tǒng)一,必須按《國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)》的規(guī)定,將具有最高計(jì)量特性的國(guó)家基準(zhǔn)逐級(jí)進(jìn)行傳遞,直至用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量的各種測(cè)量器具。圖1-1為長(zhǎng)度(端度)計(jì)量檢定系統(tǒng)表(簡(jiǎn)化)。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■長(zhǎng)度基準(zhǔn)——1983年第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)根據(jù)國(guó)際計(jì)量51■角度基準(zhǔn)——角度量與長(zhǎng)度量不同。由于常用角度單位(度)是由圓周角定義的,即圓周角等于360°,而弧度與度、分、秒又有確定的換算關(guān)系,因此無需建立角度的自然基準(zhǔn)
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■角度基準(zhǔn)——角度量與長(zhǎng)度量不同。由于常用角度單位(度)是52測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)53■量塊——是一種平行平面長(zhǎng)度量具,又稱塊規(guī)。它是保證長(zhǎng)度量值統(tǒng)一的重要常用實(shí)物量具。除了作為工作基準(zhǔn)之外,量塊還可以用來調(diào)整儀器、機(jī)床或直接測(cè)量零件。一般特性:量塊是以其兩端面之間的距離作為長(zhǎng)度的實(shí)物基準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)),是一種單值量具,其材料與熱處理工藝應(yīng)滿足量塊的尺寸穩(wěn)定、硬度高、耐磨性好的要求。通常都用鉻錳鋼、鉻鋼和軸承鋼制成。其線脹系數(shù)與普通鋼材相同,即為(11.5±1)×10-6/℃,尺穩(wěn)定性約為年變化量不超出±0.5~1μm/m。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■量塊——是一種平行平面長(zhǎng)度量具,又稱塊規(guī)。它是保證長(zhǎng)度量值54結(jié)構(gòu):絕大多數(shù)量塊制成直角平行六面體(長(zhǎng)方體),如圖1-2所示;也有制成φ20的圓柱體。每塊量塊都有兩個(gè)表面非常光潔、平面度精度很高的平行平面,稱為量塊的測(cè)量面(或稱工作面)。量塊長(zhǎng)度(尺寸)是指量塊的一個(gè)測(cè)量面上的一點(diǎn)至與量塊相研合的輔助體(材質(zhì)與量塊相同)表面(亦稱輔助表面)之間的距離。為了消除量塊測(cè)量面的平面度誤差和兩測(cè)量面間的平行度誤差對(duì)量塊長(zhǎng)度的影響,將量塊的工作尺寸定義為量塊的中心長(zhǎng)度,即兩個(gè)測(cè)量面的中心點(diǎn)的長(zhǎng)度。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu):絕大多數(shù)量塊制成直角平行六面體(長(zhǎng)方體),如圖1-2所55測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)330下測(cè)量面量塊結(jié)構(gòu)標(biāo)稱尺寸上測(cè)量面上測(cè)量面測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)330下測(cè)量面量塊結(jié)構(gòu)標(biāo)稱尺寸上測(cè)56精度:量塊按其制造精度分為五個(gè)“級(jí)”:00、0、1、2和3級(jí)。00級(jí)精度最高,3級(jí)最低。分級(jí)的依據(jù)是量塊長(zhǎng)度的極限偏差和長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級(jí)”向市場(chǎng)銷售量塊,此時(shí)用戶只能按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊,這樣必然受到量塊中心長(zhǎng)度實(shí)際偏差的影響,將反制造誤差帶入測(cè)量結(jié)果。在量值傳遞工作中,為了消除量塊制造誤差對(duì)測(cè)量的影響,常常按量塊檢定后得到的實(shí)際尺寸使用。各種不同精度的檢定方法可以得到具有不同測(cè)量不確定度的量塊,并依此劃分量塊的等別,如圖1-1所示。檢定后的量塊可得到每量塊的中心長(zhǎng)度的實(shí)際偏差,顯然同一套量塊若按“等”(共1等、2等、3等、4等、5等五個(gè)等級(jí),其中數(shù)字越大越低)使用可以得到更高的測(cè)量精度(較小的測(cè)量不確定度)。但由于按“等”使用比較麻煩,且檢定成本高,固在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)仍按“級(jí)”使用。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)精度:量塊按其制造精度分為五個(gè)“級(jí)”:00、0、1、2和3級(jí)57使用:?jiǎn)蝹€(gè)量塊使用很不方便,故一般都按序列將許多不同標(biāo)稱尺寸的量塊成套配置,使用時(shí)根據(jù)需要選擇多個(gè)適當(dāng)?shù)牧繅K研合起來使用。通常,組成所需尺寸的量塊總數(shù)不應(yīng)超過四塊。例如,為組成89.765mm的尺寸,可由成套的量塊中選出1.005、1.26、7.5、80mm四塊組成,即
89.765………所需尺寸
-)1.005………第一塊
88.76
-)1.26………第二塊
87.5
-)7.5………第三塊80………第四塊測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)使用:?jiǎn)蝹€(gè)量塊使用很不方便,故一般都按序列將許多不同標(biāo)稱尺寸58注意事項(xiàng):量塊在使用過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①量塊必須在使用有效期內(nèi),否應(yīng)及時(shí)送專業(yè)部門檢定。②所選量塊應(yīng)先放入航空汽油中清洗,并用潔凈綢布將其擦干,待量塊溫度與環(huán)境濕度相同后方可使用。③使用環(huán)境良好,防止各種腐蝕性物質(zhì)對(duì)量塊的損傷及因工作面上的灰塵而劃傷工作面,影響其研合性,。④輕拿、輕放量塊,杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。⑤不得用手直接接觸量塊,以免造成汗液對(duì)量塊的腐蝕及手溫對(duì)測(cè)量精確度的影響。⑥使用完畢應(yīng),先用航空汽油清洗量塊,并擦干后涂上防銹脂放入專用盒內(nèi)妥善保管
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)注意事項(xiàng):量塊在使用過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):測(cè)量技術(shù)基59測(cè)量過程包括四個(gè)要素測(cè)量對(duì)象——主要指機(jī)械幾何量,包括長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度、及形位公差等。測(cè)量單位——公制基本單位為米(m),機(jī)械制造中常用公制長(zhǎng)度單位為毫米(mm)。測(cè)量方法——測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、測(cè)量器具和測(cè)量條件的總和。測(cè)量精度——測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量過程包括四個(gè)要素測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)60測(cè)量方法分類直接測(cè)量和間接測(cè)量接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量方法分類測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)61直接測(cè)量和間接測(cè)量——從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測(cè)量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差稱直接測(cè)量。如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑等。通過測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的量,根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系式求得被測(cè)量的測(cè)量稱為間接測(cè)量。如通過測(cè)量一圓弧相應(yīng)的弓高和弦長(zhǎng)而得到其圓弧半徑的實(shí)際值。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)直接測(cè)量和間接測(cè)量——從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測(cè)量的62接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量——測(cè)量器具的測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸并有機(jī)械作用的測(cè)力存在的測(cè)量為接觸測(cè)量。如工具顯微鏡\投影儀等測(cè)量即屬于非接觸測(cè)量。
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量——測(cè)量器具的測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸并有機(jī)63單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量——對(duì)個(gè)別的、彼此沒有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量稱為單項(xiàng)測(cè)量。同時(shí)測(cè)量個(gè)零件的多個(gè)參數(shù)及其綜合影響的測(cè)量稱為綜合測(cè)量。用測(cè)量器具分別測(cè)出螺紋的中徑、半角及螺距屬單項(xiàng)測(cè)量;而用螺紋量規(guī)的通端檢測(cè)螺紋則屬綜合測(cè)量。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量——對(duì)個(gè)別的、彼此沒有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的64絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量——測(cè)量器具的示值直接反映被測(cè)量量值的測(cè)量為絕對(duì)測(cè)量。用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑是絕對(duì)測(cè)量。將被測(cè)量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行比較得到兩者差值的測(cè)量為相對(duì)測(cè)量。如用內(nèi)徑百分表測(cè)量孔徑為相對(duì)測(cè)量。
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量——測(cè)量器具的示值直接反映被測(cè)量量值的測(cè)量65主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量——產(chǎn)品加工完成后的測(cè)量為被動(dòng)測(cè)量;正在加工過程中的測(cè)量為主動(dòng)測(cè)量。被動(dòng)測(cè)量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動(dòng)測(cè)量可通過其測(cè)得值的反饋,控制設(shè)備的加工過程,預(yù)防和杜絕不合格品的產(chǎn)生。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量——產(chǎn)品加工完成后的測(cè)量為被動(dòng)測(cè)量;正在加66測(cè)量誤差:由于測(cè)量過程的不完善而產(chǎn)生的測(cè)量誤差,將導(dǎo)致測(cè)得值的分散入不確定。因此,在測(cè)量過程中,正確分析測(cè)量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因,對(duì)測(cè)得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理,獲得滿足一定要求的置信水平的測(cè)量結(jié)果,是十分重要的。測(cè)量誤差定義:被測(cè)量的測(cè)得值x與其真值x0之差,即:△=x-x0由于真值是不可能確切獲得的,因而上述善于測(cè)量誤差的定義也是理想要概念。在實(shí)際工作中往往將比被測(cè)量值的可信度(精度)更高的值,作為其當(dāng)前測(cè)量值的“真值”。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量誤差:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)67測(cè)量誤差:由于測(cè)量過程的不完善而產(chǎn)生的測(cè)量誤差,將導(dǎo)致測(cè)得值的分散入不確定。因此,在測(cè)量過程中,正確分析測(cè)量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因,對(duì)測(cè)得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理,獲得滿足一定要求的置信水平的測(cè)量結(jié)果,是十分重要的。測(cè)量誤差定義:被測(cè)量的測(cè)得值x與其真值x0之差,即:△=x-x0由于真值是不可能確切獲得的,因而上述善于測(cè)量誤差的定義也是理想要概念。在實(shí)際工作中往往將比被測(cè)量值的可信度(精度)更高的值,作為其當(dāng)前測(cè)量值的“真值”。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量誤差:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)68誤差來源:測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人員等方面因素產(chǎn)生。①測(cè)量器具:測(cè)量器具設(shè)計(jì)中存在的原理誤差,如杠桿機(jī)構(gòu)、阿貝誤差等。制造和裝配過程中的誤差也會(huì)引起其示值誤差的產(chǎn)生。例如刻線尺的制造誤差、量塊制造與檢定誤差、表盤的刻制與裝配偏心、光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)誤差、齒輪分度誤差等。其中最重要的是基準(zhǔn)件的誤差,如刻線尺和量塊的誤差,它是測(cè)量器具誤差的主要來源。②測(cè)量方法:間接測(cè)量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差或多個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算后的誤差累積。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)誤差來源:測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人69測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)③測(cè)量環(huán)境:測(cè)量環(huán)境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動(dòng)、空氣質(zhì)量等因素。在一般測(cè)量過程中,溫度是最重要的因素。測(cè)量溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度(+20℃)的偏離、測(cè)量過程中溫度的變化以及測(cè)量器具與被測(cè)件的溫差等都將產(chǎn)生測(cè)量誤差。溫度誤差的計(jì)算:當(dāng)工件的溫度不同地標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí),其長(zhǎng)度尺寸可用下式計(jì)算:Lt=L0+L0(t-20)αLt——工件在溫度t℃時(shí)的長(zhǎng)度L0——工件在溫度為20℃時(shí)的長(zhǎng)度t-——工件的溫度α——工件的線膨脹系數(shù)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)③測(cè)量環(huán)境:測(cè)量環(huán)境主要包括溫度、氣壓70測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)例1:有一鋼制件,圖樣長(zhǎng)度尺寸為100mm,當(dāng)溫度為30℃時(shí),該工件的長(zhǎng)度應(yīng)是多少(鋼件α=12×10-6/℃)解:
Lt=L0+L0(t-20)αL0=100t=30α=12×10-6Lt=100+100×(30-20)×12×10-6
=100+0.012=100.012(mm)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)例1:有一鋼制件,圖樣長(zhǎng)度尺寸為10071測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)溫度誤差的計(jì)算:使用計(jì)量器具進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量時(shí),如果工件溫度和測(cè)量器具溫度不同時(shí),且不等于標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí),其長(zhǎng)度尺寸可用下式計(jì)算:
ΔL=L0[(t1-20)α1+(t2-20)α2]ΔL——溫度引起的長(zhǎng)度變化L0——工件在溫度為20℃時(shí)的長(zhǎng)度t1-——工件的溫度t2——計(jì)量器具的溫度α1——工件的線膨脹系數(shù)
α2——計(jì)量器具的線膨脹系數(shù)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)溫度誤差的計(jì)算:72測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)例2:有一長(zhǎng)度為200mm的鋁制件,在溫度為30℃時(shí)用鋼制百分尺測(cè)量,該工件的長(zhǎng)度應(yīng)是多少(鋁件α1=24×10-6/℃,鋼α2=12×10-6/℃)解:先求出溫度誤差ΔL=L0[(t1-20)α1-(t2-20)α2]L0=200t1=30α1=24×10-6t2=30α2=12×10-6
ΔL=L0[(t1-20)α1-(t2-20)α2]=200×[(30-20)×24×10-6-(30-20)×12×10-6]=200×120×10-6
=0.024(mm)在溫度為30℃時(shí)工件尺寸應(yīng)為:Lt=L0+
ΔL=200+0.024=200.024(mm)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)例2:有一長(zhǎng)度為200mm的鋁制件,在73測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)④測(cè)量人員:測(cè)量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調(diào)整誤差等引起,它的大小取決于測(cè)量人員的操作技術(shù)和其它主觀因素。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)④測(cè)量人員:測(cè)量人員引起的誤差主要有視74誤差分類:測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。①系統(tǒng)誤差:在規(guī)定條件下,絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差,稱為系統(tǒng)誤差。其中絕對(duì)值和符號(hào)不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差,按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差為變值系統(tǒng)誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統(tǒng)誤差大部分能通過修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)誤差分類:測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)測(cè)量結(jié)果75誤差分類:②隨機(jī)誤差:在規(guī)定條件下,絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化的誤差,稱為隨機(jī)誤差。就某一次測(cè)量而言,隨機(jī)誤差的出現(xiàn)無規(guī)律可循,因而無法消除。但若進(jìn)行多次等精度重復(fù)測(cè)量,則與其它隨機(jī)事件一樣具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本特性,可以通過分析,估算出隨機(jī)誤差值的范圍。隨機(jī)誤差主要由溫度波動(dòng)、測(cè)量力變化、測(cè)量器具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不穩(wěn)、視差等各種隨機(jī)因素造成,雖然無法消除,但只要認(rèn)真、仔細(xì)地分析產(chǎn)生的原因,還是能減少其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)誤差分類:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)76誤差分類:③粗大誤差:明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差,稱為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。如讀數(shù)錯(cuò)誤、溫度的突然大幅度變動(dòng)、記錄錯(cuò)誤等。該誤差可根據(jù)誤差理論,按一定規(guī)則予以剔除。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)誤差分類:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)77■基本測(cè)量原則在實(shí)際測(cè)量中,對(duì)于同一被測(cè)量往往可以采用多種測(cè)量方法。為減小測(cè)量不確定度,應(yīng)盡可能遵守以下基本測(cè)量原則:1、阿貝原則:要求在測(cè)量過程中被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度應(yīng)安置在同一直線上的原則。若被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度并排放置,在測(cè)量比較過程中由于制造誤差的存在,移動(dòng)方向的偏移,兩長(zhǎng)度之間出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生較大的誤差。誤差的大小除與兩長(zhǎng)度之間夾角大小有關(guān)外,還與其之間距離大小有關(guān),距離越大,誤差也越大。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■基本測(cè)量原則測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)78
阿貝原理長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)需要計(jì)量器具的測(cè)量頭或量臂移動(dòng),如游標(biāo)卡尺、千分尺,其活動(dòng)部件移動(dòng)方向的正確性通??繉?dǎo)軌保證。導(dǎo)軌的制造與安裝誤差(如直線度誤差及配合處的間隙)會(huì)造成移動(dòng)方向的偏斜。為了減小這種方向偏斜對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,1890年德國(guó)人艾恩斯特·阿貝(ErnstAbbe)提出了以下指導(dǎo)性原則:在長(zhǎng)度測(cè)量中,應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度量(標(biāo)準(zhǔn)線)安放在被測(cè)長(zhǎng)度量(被測(cè)線)的延長(zhǎng)線上。這就是阿貝原理。也就是說,量具或儀器的標(biāo)準(zhǔn)量系統(tǒng)和被測(cè)尺寸應(yīng)成串聯(lián)形式。若為并聯(lián)排列,則該計(jì)量器具的設(shè)計(jì),或者說其測(cè)量方法原理不符合阿貝原則。游標(biāo)卡尺便是這樣,會(huì)因此產(chǎn)生較大的誤差,可稱阿貝誤差。萬能測(cè)長(zhǎng)儀的測(cè)量頭是按阿貝測(cè)長(zhǎng)原則設(shè)計(jì)的,常稱阿貝測(cè)長(zhǎng)頭。千分尺的結(jié)構(gòu),若忽略讀數(shù)裝置的直徑,也符合阿貝測(cè)長(zhǎng)原則。測(cè)量?jī)x器按不按阿貝測(cè)長(zhǎng)原則設(shè)計(jì),所產(chǎn)生的測(cè)量誤差差別較大,應(yīng)用阿貝測(cè)長(zhǎng)原則,可以顯著減少測(cè)量頭移動(dòng)方向偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,因此阿貝測(cè)長(zhǎng)是精密測(cè)量中非常重要的原則。在評(píng)定量?jī)x或擬定長(zhǎng)度測(cè)量方案時(shí)必須首先給以考慮。若由于結(jié)構(gòu)上的原因(如在大尺寸測(cè)量中),阿貝測(cè)長(zhǎng)原則難以實(shí)現(xiàn)(譬如工作臺(tái)、床身要求太長(zhǎng)等)時(shí)應(yīng)該采取其他有效措施以減少、甚至消除這種測(cè)量原理方面產(chǎn)生的誤差。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)阿貝原理長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)需要計(jì)量器具的測(cè)量頭或量臂移動(dòng),如游標(biāo)79阿貝原理
:1.如果要使計(jì)量器具得出正確的測(cè)量結(jié)果,則必須將計(jì)量器具的標(biāo)尺安裝在被測(cè)件測(cè)量中心線的延長(zhǎng)線上,這一原則就叫阿貝原則。違反阿貝原則所產(chǎn)生的誤差叫阿貝誤差。2.百分表、千分尺的測(cè)桿和被測(cè)物處在一條直線上,故它們符合阿貝原則。游標(biāo)卡尺的標(biāo)準(zhǔn)尺(標(biāo)記面)與被測(cè)物不在一條直線上,而處于偏離位置,故不符合阿貝原則。當(dāng)卡尺量爪越長(zhǎng),形成的夾角越大,產(chǎn)生誤差也越大。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)阿貝原理:測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)80測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)81基本測(cè)量原則2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則:測(cè)量基準(zhǔn)要與加工基準(zhǔn)和使用基準(zhǔn)統(tǒng)一。即工序測(cè)量應(yīng)以工藝基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn),終檢測(cè)量應(yīng)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn)。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)基本測(cè)量原則測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)82基本測(cè)量原則3、最短鏈原則:在間接測(cè)量中,與被測(cè)量具有函數(shù)關(guān)系的其它量與被測(cè)量形成測(cè)量鏈。形成測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)越多,被測(cè)量的不確定度越大。因此,應(yīng)盡可能減少測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)數(shù),以保證測(cè)量精度,稱之為最短鏈原則。當(dāng)然,按此原則最好不采用間接測(cè)量,而采用直接測(cè)量。所以,只有在不可能采用直接測(cè)量,或直接測(cè)量的精度不能保證時(shí),才采用間接測(cè)量。應(yīng)該以最少數(shù)目的量塊組成所需尺寸的量塊組,就是最短鏈原則的一種實(shí)際應(yīng)用。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)基本測(cè)量原則測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)83基本測(cè)量原則4、最小變形原則:測(cè)量器具與被測(cè)零件都會(huì)因?qū)嶋H溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度和受力(重力和測(cè)量力)而產(chǎn)生變形,形成測(cè)量誤差。在測(cè)量過程中,控制測(cè)量溫度及其變動(dòng)、保證測(cè)量器具與被測(cè)零件有足夠的等溫時(shí)間、選用與被測(cè)零件線脹系數(shù)相近的測(cè)量器具、選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量力并保持其穩(wěn)定、選擇適當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)等,都是實(shí)現(xiàn)最小變形原則的有效措施。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)基本測(cè)量原則測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)84■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)1、量具的標(biāo)稱值:標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺寸,標(biāo)在刻線尺上的尺寸等。2、刻度:在測(cè)量器具上指示出不同量值的刻線標(biāo)記的組合稱為刻度。3、刻度間距:沿著刻線尺(標(biāo)尺)長(zhǎng)度方向所測(cè)得的兩個(gè)相鄰刻線標(biāo)記中心之間的距離稱為刻度間距,也稱標(biāo)尺間距。測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)■測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)量技術(shù)基
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