長度計量講義課件

長度計量講義一、長度計量基礎(chǔ)知識二、量塊三、線紋（尺）四、角度塊五、平面度和直線度七、萬能量具一、長度計量基礎(chǔ)知識（一）長度計量的基本原則P31、阿貝原則2、最小變形原則3、最短測量鏈原則4、封閉原則5、基準統(tǒng)一原則1、阿貝原則阿貝原則——測量時，被測對象的軸線與標準器具軸線相重合或者在其延長線上，稱為阿貝原則。不符合阿貝原則而產(chǎn)生的測量誤差稱為阿貝誤差。P33、最短測量鏈原則P5為保證實現(xiàn)測量信息信號轉(zhuǎn)換的所有轉(zhuǎn)換器的按順序的排列稱為測量鏈，測量信息信號的每一個轉(zhuǎn)換稱測量鏈的環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)又有若干構(gòu)件組成，各環(huán)節(jié)不可避免的會引入誤差，環(huán)節(jié)越多，誤差因素越多，不利于提高測量準確度，為保證一定的準確度，應(yīng)盡可能減少環(huán)節(jié)，即最短測量鏈原則。4、封閉原則在測量中如能滿足封閉原則，則其間隔誤差總和為零。封閉原則是角度計量的基本原則不僅可使其總的累程誤差為零，而且創(chuàng)造了計量器具自撿的條件。使角度量值的傳遞大大簡化。5、基準統(tǒng)一原則（二）常用的幾種測量方法1、光隙法P8-112、技術(shù)光波干涉法3、配對法4、排列互比法（三）幾何光學基礎(chǔ)知識1、幾何光學的四個基本定律P12（1）光的直線傳播定律（2）光的獨立傳播定律（3）光的反射定律（4）光的折射定律二、量塊P24量塊是高準確度的端面量具。用最簡單的幾何形狀設(shè)計、最有利于加工出精確的尺寸，常作為其他計量器具的標準，檢定其他長度計量器具、量具、量規(guī)的示值誤差，對精密機械零件進行測量，對精密機床、夾具在加工中定位。1、量塊的級P26量塊主要是按照量塊長度相對于標稱長度的偏差來分級，同時各級量塊對量塊長度變動量和其它性能也有相應(yīng)要求。根據(jù)量塊國家標準的規(guī)定，量塊分為K、0、1、2、3級，5個準確度級別。（二）量塊平面度檢定方法P29如何用平晶以光波干涉法檢定量塊的平面度？用直徑不小于45mm、厚度不小于11mm的1級玻璃或石英平晶以光波干涉法檢定量塊的平面度。（1）平面度值較小的量塊測量面的檢定方法將平晶輕輕放在量塊的測量面上，并使平晶與量塊測量面之間形成很小的尖劈形空氣層。在白光或單色光照明下，不斷調(diào)整角的大小和方向，使量塊的工作面上有便于測量的光波干涉條紋。觀察與量塊長邊、短邊以及兩條對角線平行的4個方向的干涉條紋圖像。以相鄰兩干涉條紋的間隔M為單位，讀出干涉條紋的彎曲度m/M。上述4個彎曲度m/M中絕對值最大者乘以所采用光源波長的一半即為被測量塊該測量面的平面度：

如果量塊測量面在平行于測量面長、短兩邊（或兩對角線）方向測得的平面度是凸起和凹陷方向相反的，該測量面的平面度應(yīng)是合成值：

式中：——分別為干涉條紋凸起和凹陷方向相反的讀數(shù)（2）平面度值較大的量塊測量面的檢定方法令平晶的測量面與量塊凸起的測量面相接觸，使其中一個干涉條紋的中線與量塊測量面上距左側(cè)面0.8mm的平行線相重合，向右讀出干涉條紋的整數(shù)部分N。然后以干涉條紋間隔M為單位，讀出第N條干涉條紋中線向右到測量面上距右側(cè)面0.8mm之間的距離m，于是該量塊該測量面的平面度為：（三）量塊研合性檢定方法P32（2）任意段示值誤差的檢定P67在鋼卷尺檢定臺上用經(jīng)檢定合格的I級標準鋼卷尺進行比較測量。具體方法如下：首先用壓緊裝置將標準鋼卷尺與被檢尺緊固在檢定臺上，分別在標準尺及被檢尺的另一端按規(guī)定加上拉力。調(diào)整檢定臺上的調(diào)零機構(gòu)，使被檢尺的零值線紋與標準尺的零值線紋對齊。然后按每米逐段連續(xù)讀取各段和全長誤差。全長不足3m的鋼卷尺，受檢段不少于三段。任意兩線紋間的示值誤差是在逐米進行檢定的同時在全長范圍內(nèi)任選2至3段進行評定，其示值誤差不得超過相應(yīng)段允許誤差的要求。當被檢尺長度大于檢定臺面長度時，可用分段法進行檢定，其全長誤差為其各段誤差的代數(shù)和。四、角度塊P901、用處角度塊是由兩相鄰工作平面的夾角來確定其角度值的高精度角度量具。主要用于檢定角度量具的示值誤差，直接測量角度樣板、角度零件的角度，在精密機械加工中也可用作對精密機車的角度調(diào)整。五、平面度和直線度1、有關(guān)術(shù)語（1）平面度的術(shù)語和定義P115理想平面——具有幾何意義的平面實際平面——零件上實際存在的平面測得平面——測量得到的平面，在評定平面度誤差時，用測得平面代替實際平面平面度誤差——實際平面對理想平面的變動量，理想平面的位置應(yīng)符合最小條件平面度最小包容區(qū)域——包容實際平面，具有最小寬度的兩平行平面之間的區(qū)域（2）直線度的術(shù)語和定義P116理想直線——具有幾何意義的直線實際直線——零件上實際存在的直線測得直線——測量得到的直線，在評定直線度誤差時，用測得直線代替實際直線直線度誤差——實際直線對理想直線的變動量，理想直線的位置應(yīng)符合最小條件直線度最小包容區(qū)域——包容實際直線，具有最小寬度的兩平行直線之間的區(qū)域2、平晶P121平晶是采用光學玻璃或石英為材料，利用光波干涉原理，使平晶的測量面與試件的被測量面之間所產(chǎn)生的干涉條紋來測量被測量面的平面度、平行度等的實物量具。平晶分平面平晶、平行平晶和長平晶三種。用途：平面平晶用于檢定量塊的研合性和平面度，以及儀器和量具的的測量面、工作面的平面度。亦可用于檢定高精度的平面零件，例如，平面光學零件、高級平臺、平板、導(dǎo)軌、密封件等。平面平晶特別適用于計量單位、實驗室作為標準平面和樣板。平行平晶用于檢定千分尺、杠桿千分尺、杠桿卡規(guī)和千分尺卡規(guī)等量具測量面的平面度和兩相對測量面的平行度。長平晶是以等斜干涉法檢定研磨面平尺平面度的標準量具。3、平面等厚干涉儀P131平面等厚干涉儀是采用等厚光波干涉原理，用于測量物體表面平面度的光學精密計量儀器。

4、平板、平尺和刀口形直尺P137（1）平板——是以平面度為主要指標的計量器具，主要用于工件檢驗或劃線。（2）平尺——是以平面度和直線度為主要指標的計量器具，主要用于測量工件表面的直線度和平面度。（3）刀口形直尺——是以直線度為主要指標的計量器具，以光隙法測量工件表面的直線度和平面度。七、萬能量具（一）卡尺類量具P1831、游標類量具誤差主要來源（1）結(jié)構(gòu)不符合阿貝原則引起的誤差（2）主尺基面與固定測量爪測量面垂直度引起的誤差（3）讀數(shù)誤差（4）刻線誤差（5）對零誤差（6）測量面平行度和平面度引起的誤差（7）測量力引起的變形誤差2、如何檢定高度卡尺量爪測量面的平面度？P191高度卡尺量爪測量面的平面度用0級刀口形直尺，以光隙法檢定。檢定時，分別在量爪測量面長邊、短邊和對角線的位置上進行。其平面度根據(jù)各方位的間隙情況確定。當所有檢定方位上出現(xiàn)的間隙均在中間部位或兩端部位時，取其中間隙量最大的作為平面度。當其中有的方位中間部位有間隙，而有的方位兩端部位有間隙，則平面度以中間最大間隙量和兩端最大間隙量之和確定。

例、用刀口尺檢定游標卡尺工作面的平面度時，在一對角線方位上出現(xiàn)兩邊有2微米的間隙，在另一對角線的方位上出現(xiàn)中間3微米的間隙，試求該工作面的平面度。答：試求該工作面的平面度=2+3=5微米（二）千分尺類量具（微分類或測微尺類量具）P192（三）指示表類量具（表類量具）P2051、百分表的工作原理是將測桿的直線位移，經(jīng)過齒條—齒輪傳動，轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀慕俏灰啤｝X條—齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、外廓尺寸小、重量輕等優(yōu)點，是百分表的基本結(jié)構(gòu)形式。2、表類量具的檢定方法P211工具：光柵式指示表檢定儀、千分表檢定儀、百分表檢定儀。(1)百分表示值誤差的檢定方法：先將檢定儀和被檢表分別對準零位，百分表示值誤差應(yīng)在正反行程的方向上每間隔10個分度檢定一次；檢定儀移動規(guī)定分度值后，在被檢表上讀取各點相應(yīng)的誤差值，直到工作行程終點。繼續(xù)壓縮測桿，使指針轉(zhuǎn)過10個分度，接著進行反向檢定。在整個檢定過程中，中途不得改變測桿移動方向，也不得對被檢表和檢定儀作任何調(diào)整。決定反行程誤差的正負號與正行程的相同。（2）確定示值誤差P212

被檢表的工作行程示值誤差由正行程內(nèi)各受檢點誤差中的最大值和最小值值差確定；

百分表任意1mm的示值誤差分別根據(jù)百分表0-1mm;1-2mm,2-3mm,……各段正行程范圍內(nèi)所得誤差中最大和最小值之差確定。

百分表任意0.1mm范圍內(nèi)的示值誤差以正行程內(nèi)任意相鄰兩點上的誤差值之差確定。例1、根據(jù)一完整百分表示值誤差檢定記錄表，計算各示值誤差例2、一臺帶定中心架的，新制造的（18—35mm）內(nèi)徑百分表，用百分表檢定器檢定時，原始記錄如下表數(shù)值，試求該內(nèi)徑百分表在全程內(nèi)和任意0.1毫米內(nèi)的示值誤差？受檢點（分度）1009080706050403020100誤差（微米）0+6+11+5+10+6-2+6+11+12+7解答：全程內(nèi)的示值誤差:δ=(+12)-(-2)=14微米任意.0.1毫米內(nèi)的示值誤差：δ0.1=（+6）-（-2）=8微米（四）電子水平儀P235（1）電子水平儀是一種將微小角位移由傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大后，由顯示器