課幾何量測(cè)量演示文稿

課幾何量測(cè)量演示文稿第一頁(yè)，共四十八頁(yè)。（優(yōu)選）課幾何量測(cè)量第二頁(yè)，共四十八頁(yè)。第一節(jié)概述第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法第四節(jié)測(cè)量誤差第五節(jié)直接測(cè)量列的數(shù)據(jù)處理（下次課）第三頁(yè)，共四十八頁(yè)。重點(diǎn)：1、量塊的使用方法；2、隨機(jī)誤差的種類和特性3、直接測(cè)量列的數(shù)據(jù)處理難點(diǎn)：1、隨機(jī)誤差的分布規(guī)律2、正態(tài)分布隨機(jī)誤差概率的計(jì)算3、直接測(cè)量列的數(shù)據(jù)處理第四頁(yè)，共四十八頁(yè)。第一節(jié)概述問(wèn)題：1、什么叫測(cè)量？它的實(shí)質(zhì)是什么？2、測(cè)量有什么意義？3、測(cè)量過(guò)程包括幾個(gè)要素？4、測(cè)量的一般步驟是什么？（了解）第五頁(yè)，共四十八頁(yè)。主要內(nèi)容：測(cè)量的意義、測(cè)量的基本要素測(cè)量的意義：通過(guò)測(cè)量零件的尺寸、形位公差及表面粗糙度等幾何參數(shù)，確定加工后的零件是否符合技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)零件的互換性測(cè)量的定義：為了確定被測(cè)量的量值而進(jìn)行的試驗(yàn)過(guò)程測(cè)量的實(shí)質(zhì)：是將被測(cè)幾何量L與復(fù)現(xiàn)計(jì)量單位E的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而確定比值q的過(guò)程：第六頁(yè)，共四十八頁(yè)。測(cè)量的基本要素一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程應(yīng)包含測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法（含測(cè)量器具）和測(cè)量精度等四個(gè)要素：測(cè)量對(duì)象－－機(jī)械精度的檢測(cè)中主要是有關(guān)幾何精度方面的參數(shù)量，其基本對(duì)象是長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度、形狀和位置誤差等。

第七頁(yè)，共四十八頁(yè)。計(jì)量單位（簡(jiǎn)稱單位）－－是以定量表示各種量的量值而約定采用的特定量。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等為基本單位。機(jī)械工程中常用的長(zhǎng)度單位有“毫米”、“微米”和“納米”，常用的角度單位是非國(guó)際單位制的單位“度”、“分”、“秒”和國(guó)際單位制的輔助單位“弧度”、“球面度”。第八頁(yè)，共四十八頁(yè)。測(cè)量方法－－根據(jù)一定的測(cè)量原理，在實(shí)施測(cè)量過(guò)程中對(duì)測(cè)量原理的運(yùn)用及其實(shí)際操作。廣義地說(shuō)，測(cè)量方法可以理解為測(cè)量原理、測(cè)量器具（計(jì)量器具）和測(cè)量條件（環(huán)境和操作者）的總和。第九頁(yè)，共四十八頁(yè)。測(cè)量精度－－測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。不考慮測(cè)量精度而得到的測(cè)量結(jié)果是沒有任何意義的。真值的定義為：當(dāng)某量能被完善地確定并能排除所有測(cè)量上的缺陷時(shí)，通過(guò)測(cè)量所得到的量值。由于測(cè)量會(huì)受到許多因素的影響，其過(guò)程總是不完善的，即任何測(cè)量都不可能沒有誤差。所以，對(duì)于每一個(gè)測(cè)量值都應(yīng)給出相應(yīng)的測(cè)量誤差范圍，說(shuō)明其可信度。第十頁(yè)，共四十八頁(yè)。檢測(cè)的一般步驟：確定被檢測(cè)項(xiàng)目認(rèn)真審閱被測(cè)件圖紙及有關(guān)的技術(shù)資料，了解被測(cè)件的用途，熟悉各項(xiàng)技術(shù)要求，明確需要檢測(cè)的項(xiàng)目。設(shè)計(jì)檢測(cè)方案根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目的性質(zhì)、具體要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、批量大小、檢測(cè)設(shè)備狀況、檢測(cè)環(huán)境及檢測(cè)人員的能力等多種因素，設(shè)計(jì)一個(gè)能滿足檢測(cè)精度要求，且具有低成本、高效率的檢測(cè)預(yù)案。選擇檢測(cè)器具按照規(guī)范要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)器具，設(shè)計(jì)、制作專用的檢測(cè)器具和輔助工具，并進(jìn)行必要的誤差分析。補(bǔ)充內(nèi)容:第十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位

與量值傳遞問(wèn)題：1、什么叫量值傳遞系統(tǒng)？2、量塊的特點(diǎn)？如何使用量塊？第十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。一、長(zhǎng)度單位與量量值傳遞系統(tǒng)在國(guó)際單位制及我國(guó)法定計(jì)量單位中，長(zhǎng)度的基本單位名稱是“米”，其單位符號(hào)為“m”?！懊住钡亩x于18世紀(jì)末始于法國(guó)，當(dāng)時(shí)規(guī)定“米等于經(jīng)過(guò)巴黎的地球子午線的四千萬(wàn)分之一”。19世紀(jì)“米”逐漸成為國(guó)際通用的長(zhǎng)度單位。1889年在法國(guó)巴黎召開了第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)，從國(guó)際計(jì)量局訂制的30根米尺中，選出了作為統(tǒng)一國(guó)際長(zhǎng)度單位量值的一根米尺，把它稱之為“國(guó)際米原器”。1983年第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)又更新了米的定義，規(guī)定：“米”是在真空中在1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)行進(jìn)路程的長(zhǎng)度。第十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。長(zhǎng)度的量值傳遞量值傳遞：是“將國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量值，通過(guò)檢定（或其它方法）傳遞給下一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（器），并依次逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具上，以保證被測(cè)對(duì)象的量值準(zhǔn)確一致的方式”。在實(shí)際生產(chǎn)中，不便用光波作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，而采用計(jì)量器具進(jìn)行測(cè)量。為了保證量值統(tǒng)一，必須把長(zhǎng)度基準(zhǔn)和量值準(zhǔn)確的傳遞到生產(chǎn)應(yīng)用的計(jì)量器具和工件上去。因此，國(guó)家從組織上，建立了一套從最高標(biāo)準(zhǔn)到被測(cè)工件的嚴(yán)密而完整的長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)：一個(gè)是端面量具（量塊）系統(tǒng)；另一個(gè)是刻線量具（線紋尺）系統(tǒng)。如P4圖2-1第十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。第十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。二、量塊使用波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)，雖然可以達(dá)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(cè)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(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器上。常見的實(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器有量塊（塊規(guī)）和線紋尺。量塊特點(diǎn)：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(zhǎng)方體和圓柱體兩種，常用的是長(zhǎng)方體。第十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。83塊第十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。量塊的構(gòu)成長(zhǎng)方體的量塊有兩個(gè)平行的測(cè)量面，其余為非測(cè)量面。測(cè)量面極為光滑、平整，其表面粗糙度Ra值達(dá)0.012μm以上量塊長(zhǎng)度Li:從量塊一個(gè)測(cè)量面上任意一點(diǎn)（距邊緣0.5mm區(qū)域除外）到此量塊另一個(gè)測(cè)量面相研合的面的面的垂直距離量塊的中心長(zhǎng)度L：從一個(gè)量塊的測(cè)量面上中心點(diǎn)到此量塊另一個(gè)測(cè)量面相研合的面的垂直距離。第十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。圖2-2量塊第十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。兩測(cè)量面之間的距離即為量塊的工作長(zhǎng)度（標(biāo)稱長(zhǎng)度）。標(biāo)稱長(zhǎng)度到5.5mm的量塊，其公稱值刻印在上測(cè)量面上；標(biāo)稱長(zhǎng)度大于5.5mm的量塊，其公稱長(zhǎng)度值刻印在上測(cè)量面左側(cè)較寬的一個(gè)非測(cè)量面上第二十頁(yè)，共四十八頁(yè)。量塊的精度（級(jí)）按國(guó)標(biāo)GB6093-85，量塊按制造精度分6級(jí)，即00、0、1、2、3和K級(jí)，其中00級(jí)精度最高，3級(jí)最低，K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)，主要根據(jù)量塊長(zhǎng)度極限偏差、測(cè)量面的平面度、粗糙度及量塊的研合性等指標(biāo)來(lái)劃分的。用戶按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊。因此，按“級(jí)”使用量塊必然受到量塊長(zhǎng)度制造偏差的影響，將把制造誤差帶入測(cè)量結(jié)果。量塊的“級(jí)”與“等”第二十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。量塊的精度（等）按照計(jì)量局標(biāo)準(zhǔn)JJG146—2003《量塊檢定規(guī)程》規(guī)定了量塊按其檢定精度分為六等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低，“等”主要依據(jù)量塊中心長(zhǎng)度測(cè)量的極限偏差和平面平行性允許偏差來(lái)劃分的。第二十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。量塊的“級(jí)”與“等”的區(qū)別量塊的“級(jí)”和“等”是從成批制造和單個(gè)檢定兩種不同的角度出發(fā)，對(duì)其精度進(jìn)行劃分的兩種形式。按“級(jí)”使用時(shí)，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(shí)，必須以檢定后的實(shí)際尺寸作為工作尺寸，該尺寸不包含制造誤差，但包含了檢定時(shí)的測(cè)量誤差。就同一量塊而言，檢定時(shí)的測(cè)量誤差要比制造誤差小得多。所以，量塊按“等”使用時(shí)其精度比按“級(jí)”使用要高，且能在保持量塊原有使用精度的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)其使用壽命。第二十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。量塊的使用：量塊是定尺寸量具，一個(gè)量塊只有一個(gè)尺寸。為了滿足一定范圍的不同要求，量塊可以利用其測(cè)量面的高精度所具有粘合性，將多個(gè)量塊研合在一起，組合使用。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6093—85規(guī)定，我國(guó)成套生產(chǎn)的量塊共有17種系列，每套的塊數(shù)分別為91、83、46、12、10、8、6、5、等。p8表2-1所列為83塊組和46塊組一套的量塊的尺寸系列。粘合性：測(cè)量層表面有一層極薄的油膜，在切向推合力的作用下，由于分子間吸引力，使兩量塊研合在一起的特性。第二十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。表3-4第二十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。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(guò)4塊。選用量塊時(shí)，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33.625mm的量塊組，選取方法為：33.625…………所需尺寸

－1.005……….…第一塊量塊尺寸

－1.02……….…第二塊量塊尺寸

－1.6……….…第三塊量塊尺寸30.0……….…第四塊量塊尺寸第二十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。第二十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。思考：如何從46塊一套的量塊中選取尺寸為33.379mm的量塊組？第二十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。量塊使用的注意事項(xiàng)量塊必須在使用有效期內(nèi)，否則應(yīng)及時(shí)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(duì)測(cè)量面的損傷，影響其粘合性。分清量塊的“級(jí)”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(duì)量塊的腐蝕及手溫對(duì)測(cè)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。第二十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。三、角度單位與量值傳遞系統(tǒng)角度也是機(jī)械制造種的重要幾何參數(shù)之一。我國(guó)法定計(jì)量單位規(guī)定平面角的角度單位為弧度（rad）及度（°）、分(`)、秒(``)。1rad是指在一個(gè)圓的圓周上截取弧長(zhǎng)與該圓的半徑相等時(shí)所對(duì)應(yīng)的中心平面角。1°＝（π/180）rad基準(zhǔn)與長(zhǎng)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?yàn)橐粋€(gè)整圓所對(duì)應(yīng)的圓心角是定值（2πrad或360°）第三十頁(yè)，共四十八頁(yè)。因此，將整圓任意等分得到的角度的實(shí)際大小，可以通過(guò)各角度相互比較，利用圓周角的封閉性求出，實(shí)現(xiàn)對(duì)角度基準(zhǔn)的復(fù)現(xiàn)。但，為了檢定和測(cè)量需要，仍然要建立角度度量的基準(zhǔn)。在高精度的分度中，仍常以多面棱體作為角度基準(zhǔn)來(lái)建立角度傳遞系統(tǒng)。第三十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。第三十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。四、角度量塊在角度量值傳遞系統(tǒng)中，角度量塊是量值傳遞媒介，它的性能與長(zhǎng)度量塊類似，用于檢定合調(diào)整普通精度的測(cè)角儀器，校正角度樣板，也可直接用于檢驗(yàn)工件。角度量塊有三角形和四邊形三角形有一個(gè)工作角（角度值在10°～79°）四邊形有四個(gè)工作角（角度值在80°～100°）第三十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。四邊形量塊，在短邊相鄰的兩個(gè)工作角之和為180°第三十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。同成套的長(zhǎng)度量塊一樣，角度量塊也有若干塊組成一套，以滿足測(cè)量不同角度的需要角度量塊也可以單獨(dú)使用，也可以在10°～350°范圍內(nèi)組合使用第三十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。一套角度量塊第三十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。第三節(jié)測(cè)量器具和測(cè)量方法問(wèn)題：1、計(jì)量器具按用途分為哪幾類？2、計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)有哪幾項(xiàng)？3、測(cè)量方法分哪幾類？第三十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。一、測(cè)量器具的分類計(jì)量器具可按用途、結(jié)構(gòu)和工作原理分類1、按用途分標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具——是指測(cè)量時(shí)體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量的測(cè)量器具。通常用來(lái)校對(duì)和調(diào)整其它計(jì)量器具，或作為表準(zhǔn)量與被測(cè)幾何量進(jìn)行比較，如：線紋尺、量塊、多面棱體等。第三十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。專用計(jì)量器具——專門用來(lái)檢驗(yàn)?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見的有：檢驗(yàn)光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī)，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(yàn)樣板，用模擬裝配通過(guò)性來(lái)檢驗(yàn)裝配精度的功能量規(guī)等等。

通用計(jì)量器具——我國(guó)習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x器稱為通用量具，通用性大。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。

第三十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。2、按結(jié)構(gòu)和工作原理分類（了解）機(jī)械式計(jì)量器具——比較儀、百分表和扭簧比較儀等光學(xué)式計(jì)量器具——光學(xué)比較儀、投影儀等氣動(dòng)式計(jì)量器具——水注式和浮標(biāo)式氣動(dòng)儀器等電動(dòng)式計(jì)量器具——電動(dòng)輪廓儀和電感測(cè)微儀等光電式計(jì)量器具——光電顯微鏡和光電測(cè)長(zhǎng)儀等第四十頁(yè)，共四十八頁(yè)。二、測(cè)量器具的技術(shù)性能指標(biāo)度量指標(biāo)是用來(lái)說(shuō)明計(jì)量器具的性能和功用。它是選擇和使用計(jì)量器具，研究和判斷測(cè)量方法的依據(jù)。分度值測(cè)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0.01mm，則該測(cè)量器具的分度值為0.01mm。分度值是一種測(cè)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(gè)側(cè)面說(shuō)明了該測(cè)量器具的測(cè)量精度高低?？叹€間距測(cè)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0.75～2.5mm的等距離刻線。第四十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。測(cè)量器具的技術(shù)性能指標(biāo)（續(xù)）示值范圍由測(cè)量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍。如機(jī)械式比較儀的示值范圍為-0.1～+0.1mm（或±0.1mm），如圖所示。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。例如，外徑千分尺的測(cè)量范圍有0～25mm、25～50mm等，機(jī)械式比較儀的測(cè)量范圍為0～180mm，如圖所示。靈敏度計(jì)量器具反映被測(cè)幾何量微小變化的能力。如果被測(cè)參數(shù)的變化量為ΔL，引起測(cè)量器具的變化為Δx，則靈敏度S=Δx/ΔL。當(dāng)分子分母為同一類量時(shí)，靈敏度又稱放大比K。第四十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。第四十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。第四十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。測(cè)量器具的技術(shù)性能指標(biāo)（續(xù)）測(cè)量力在接觸式測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量器具測(cè)頭與被測(cè)量面間的接觸壓力。測(cè)量力太大會(huì)引起彈性變形，測(cè)量力不恒定會(huì)使示值不穩(wěn)定。示值誤差是指計(jì)量器具上的示值與被測(cè)量真實(shí)值的代數(shù)差。示值變