尺寸測(cè)量技術(shù) 測(cè)量?jī)x器類(lèi)型與應(yīng)用

尺寸測(cè)量技術(shù)測(cè)量?jī)x器類(lèi)型與應(yīng)用測(cè)量?jī)x器的概念其基本內(nèi)容包括：精度、誤差、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器材、長(zhǎng)度測(cè)量、角度測(cè)量、形狀測(cè)量、傳統(tǒng)光學(xué)儀器。在精密測(cè)量上的應(yīng)用等等。游標(biāo)卡尺／高度尺規(guī)（深度計(jì)）概要游標(biāo)卡尺是一種能夠?qū)嵤┮蚤L(zhǎng)度（外形）測(cè)量為代表的內(nèi)徑及高度差等測(cè)量的測(cè)量?jī)x器。因其使用簡(jiǎn)單，測(cè)量精度相對(duì)較高，被廣泛用于生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)。近年來(lái)，數(shù)顯式游標(biāo)卡尺的應(yīng)用也逐漸增多了起來(lái)。

通常使用的游標(biāo)卡尺，被稱(chēng)為Ｍ型游標(biāo)卡尺，相比之下，用于測(cè)量大型目標(biāo)物的卡尺則被稱(chēng)為BC型游標(biāo)卡尺。結(jié)構(gòu)與用途長(zhǎng)度（外形）的測(cè)量…用外量爪夾住測(cè)量對(duì)象，讀取主尺和游標(biāo)的值。內(nèi)徑的測(cè)量…將內(nèi)量爪插入測(cè)量對(duì)象之間，張大到空隙消失，實(shí)施測(cè)量。高度差的測(cè)量…使用深度桿或臺(tái)階，插入孔洞或高度差，進(jìn)行測(cè)量。游標(biāo)卡尺的主要使用方法測(cè)量時(shí)，請(qǐng)?jiān)谧プ≈鞒卟糠值耐瑫r(shí)，用拇指移動(dòng)游標(biāo)，用外量爪的兩端夾住目標(biāo)物。此時(shí)若過(guò)度用力推動(dòng)游標(biāo)，會(huì)導(dǎo)致外量爪傾斜，無(wú)法進(jìn)行正確測(cè)量。而在測(cè)量圓柱形物體時(shí)，應(yīng)用外量爪的平行面充分夾住目標(biāo)物。讀取游標(biāo)卡尺的刻度時(shí)，需要組合主尺與游標(biāo)的示數(shù)。游標(biāo)的一格刻度通常都是主尺一格刻度的20分之1，最小測(cè)量單位為0.05mm。從左側(cè)觀察，讀取游標(biāo)與主尺刻度重合處的刻度。使用注意事項(xiàng)測(cè)量時(shí)，若對(duì)游標(biāo)過(guò)度施力，可能會(huì)導(dǎo)致外量爪彎曲，產(chǎn)生誤差。正常狀態(tài)下，當(dāng)刻度為零時(shí)，外量爪的貼合處應(yīng)該不會(huì)透光。尤其是對(duì)于內(nèi)量爪、深度桿等部分，粗暴使用容易導(dǎo)致變形等問(wèn)題，必須加以注意。建議定期檢查測(cè)量精度是否無(wú)誤。用標(biāo)準(zhǔn)塊測(cè)量，是一種簡(jiǎn)單方便的辦法。游標(biāo)卡尺、高度尺規(guī)、深度計(jì)的校正周期為6個(gè)月至2年。高度尺規(guī)與深度計(jì)高度尺規(guī)和深度計(jì)可以算是游標(biāo)卡尺的同類(lèi)儀器。通過(guò)搭配使用千分表，高度尺規(guī)可以進(jìn)行高度的測(cè)量。而深度計(jì)則被用于高度差的測(cè)量。高度尺規(guī)數(shù)顯百分表深度計(jì)千分尺概要夾住目標(biāo)物，測(cè)量其大小的工具。部分機(jī)型還能進(jìn)行精確到1μm單位的測(cè)量。因其不同于游標(biāo)卡尺，基于“阿貝原則”，能夠進(jìn)行更加正確的測(cè)量。

通常我們所說(shuō)的千分尺，都是指外徑千分尺。除此之外，根據(jù)不同的測(cè)量用途，還可分為內(nèi)徑千分尺、3點(diǎn)式內(nèi)徑千分尺、測(cè)桿千分尺、深度千分尺等各種類(lèi)型。根據(jù)弓架的大小，可測(cè)量范圍可分為0至25mm、25至50mm等，量程通常間隔25mm，因此必須采用適用于目標(biāo)物的裝置。近年來(lái)，數(shù)字千分尺也正在逐步普及。阿貝原則

阿貝原則的主要內(nèi)容，就是“要提高測(cè)量精度，就必須將測(cè)量目標(biāo)物與測(cè)量器具的刻度設(shè)置在測(cè)量方向的同一直線上”。對(duì)千分尺而言，由于刻度與測(cè)量的位置處于同一直線上，符合阿貝原則，測(cè)量的精度更高。結(jié)構(gòu)與用途A測(cè)砧B測(cè)微螺桿C鎖緊裝置D固定套筒E弓架F防熱板G刻度基線H微分筒I棘輪將目標(biāo)物置于測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間，旋轉(zhuǎn)微分筒，緊貼目標(biāo)物的兩面。千分尺的主要使用方法測(cè)量前，用干凈的布料擦拭測(cè)砧與測(cè)微螺桿的表面。這樣能清除污垢及灰塵，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)量。抓握千分尺的方法，是用左手的大拇指與食指夾住弓架的防熱板部分，用右手的大拇指與食指捏住微分筒。將目標(biāo)物夾在測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間，轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪，讀取發(fā)生空轉(zhuǎn)時(shí)的示數(shù)。同時(shí)讀取作為主刻度的固定套筒與微分筒的示數(shù)。固定套筒右端的線能夠以0.5mm為最小單位進(jìn)行讀取，與微分筒中央線（刻度基線）對(duì)齊的刻度，則能以0.01mm為最小單位進(jìn)行讀取。A微分筒的刻度對(duì)準(zhǔn)了“0.15”B微分筒的刻度超過(guò)了“12.0mm”12.0＋0.15＝12.15mm使用注意事項(xiàng)千分尺的校正需要借助標(biāo)準(zhǔn)塊或?qū)Ｓ玫某咭?guī)來(lái)進(jìn)行。為了進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，還必須確保測(cè)砧的面始終平行。隨著測(cè)量次數(shù)的不斷增加，測(cè)砧面可能會(huì)受到磨損、污垢等的影響，無(wú)法保持平行。因此，必須定期使用名為平晶的部件，通過(guò)顯現(xiàn)的牛頓環(huán)，確認(rèn)平行與否。測(cè)量金屬目標(biāo)物，或用標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行校正時(shí)，需要注意熱膨脹的影響。請(qǐng)盡量避免徒手抓握金屬，或佩戴不導(dǎo)熱的精密作業(yè)用手套。千分尺的校正周期為3個(gè)月至1年。投影儀概要光學(xué)測(cè)量?jī)x的一種。測(cè)量原理類(lèi)似于光學(xué)顯微鏡。其工作機(jī)理是將目標(biāo)物置于載物臺(tái)上，通過(guò)從下方照射光源，將目標(biāo)物的輪廓投影到屏幕上。采用遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。

最初的開(kāi)發(fā)用途是目標(biāo)物的輪廓檢測(cè)，隨后則出現(xiàn)了附帶測(cè)量功能的投影儀。大型投影儀的屏幕直徑甚至可超過(guò)1m。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)如下：能夠?qū)δ繕?biāo)物進(jìn)行非接觸式測(cè)量。能夠測(cè)量小型物體及形狀復(fù)雜的物體。不同于工具顯微鏡，無(wú)需通過(guò)目鏡進(jìn)行觀察，支持多人同時(shí)觀察。被廣泛用于電子部件及精密部件等的檢測(cè)、測(cè)量。結(jié)構(gòu)與用途A投影屏幕B投影鏡頭C可動(dòng)載物臺(tái)D載物臺(tái)移動(dòng)手柄（XY手柄）投影儀的主要使用方法將目標(biāo)物置于載物臺(tái)上。用標(biāo)尺對(duì)準(zhǔn)在屏幕上被放大的投影影像，測(cè)量尺寸。還能夠配合使用XY載物臺(tái)，根據(jù)其移動(dòng)量來(lái)測(cè)量尺寸。某些投影儀還會(huì)采用“目標(biāo)夾入型”刻度。即通過(guò)位于2條讀數(shù)線之間的刻度，進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量。工具顯微鏡概要通過(guò)搭配使用光學(xué)顯微鏡與精密可動(dòng)工作臺(tái)，實(shí)施目標(biāo)物測(cè)量的裝置。和投影儀一樣，采用遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。可進(jìn)行非接觸測(cè)量，不必?fù)?dān)心目標(biāo)物受損。

根據(jù)用途，可分為工具顯微鏡、工廠用工具顯微鏡、萬(wàn)能工具顯微鏡等。不同類(lèi)型的特點(diǎn)如下所示。工具顯微鏡…測(cè)量顯微鏡的鼻祖，原本用于工具的測(cè)量。工廠用工具顯微鏡…適用于測(cè)量小型加工部件等。多功能工具顯微鏡…支持的用途比工具顯微鏡更多，還能測(cè)量大型目標(biāo)物。結(jié)構(gòu)與用途A測(cè)量數(shù)據(jù)顯示部B接物透鏡C可動(dòng)載物臺(tái)D載物臺(tái)移動(dòng)手柄（XY手柄）工具顯微鏡的主要使用方法將目標(biāo)物裝設(shè)到載物臺(tái)上。和普通的光學(xué)顯微鏡一樣，用透過(guò)光或反射光照射目標(biāo)物，將刻度基線對(duì)準(zhǔn)陰影邊界，實(shí)施測(cè)量。根據(jù)目標(biāo)物區(qū)分使用照明（透過(guò)照明、同軸落射照明等）。測(cè)量值可輸出為各類(lèi)CAD數(shù)據(jù)。使用注意事項(xiàng)和使用普通顯微鏡時(shí)一樣，需要在沒(méi)有灰塵的環(huán)境下使用。且安裝臺(tái)不能有振動(dòng)、傾斜。使用后須蓋上蓋子，防止進(jìn)灰。CNC影像儀概要和投影儀、工具顯微鏡一樣，屬于利用圖像進(jìn)行測(cè)量的非接觸式裝置。

CNC影像儀：CNC是ComputerNumericalControl的縮寫(xiě)，代表“計(jì)算機(jī)數(shù)字控制”，能夠基于圖像處理技術(shù)，進(jìn)行高速且高精度的自動(dòng)測(cè)量。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)工廠自動(dòng)化的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了發(fā)展。不僅可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，在生產(chǎn)線的部件質(zhì)量檢測(cè)中也發(fā)揮著重要的作用。最近面世的機(jī)型還能借助高精度CCD，拍攝彩色圖像進(jìn)行觀察。伴隨著軟件的優(yōu)化，不僅能實(shí)現(xiàn)豐富的邊緣檢測(cè)，還可進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算。結(jié)構(gòu)與用途ACCD相機(jī)B測(cè)量物放置載物臺(tái)C控制盤(pán)CNC圖像尺寸測(cè)量?jī)x的主要使用方法通過(guò)將目標(biāo)物提前靜置在測(cè)量室5小時(shí)以上，與室溫（通常為20°C）達(dá)成平衡，防止熱膨脹導(dǎo)致的誤差。將目標(biāo)物裝設(shè)到載物臺(tái)上，進(jìn)行圖像讀取及邊緣檢測(cè)。還有能夠通過(guò)輔助使用激光及接觸探頭進(jìn)行測(cè)量的機(jī)型。測(cè)量值可輸出為各類(lèi)CAD數(shù)據(jù)。使用注意事項(xiàng)必須使用校正片，對(duì)自動(dòng)對(duì)焦的精度等進(jìn)行定期確認(rèn)。視頻來(lái)源：廣東科視形狀輪廓測(cè)量?jī)x概要使用被稱(chēng)為探針的觸針，沿目標(biāo)物表面移動(dòng)，對(duì)其輪廓形狀進(jìn)行測(cè)量、記錄的裝置。部分機(jī)型還能用作表面粗糙度儀。CNC控制的機(jī)型，能夠進(jìn)行角度及圓弧半徑、高度差、螺絲節(jié)距的測(cè)量。適用于螺紋牙形狀、微米級(jí)薄膜等微小形狀的測(cè)量。

近年來(lái)還出現(xiàn)了用激光代替觸針，通過(guò)非接觸式的輪廓描繪，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀測(cè)量的機(jī)型。部分機(jī)型還能進(jìn)行上下兩面的測(cè)量。

主要用于在制作試作品時(shí)，確認(rèn)是否與設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)格相符。還被用于逆向工程。結(jié)構(gòu)與用途A驅(qū)動(dòng)部B探針C檢測(cè)儀D測(cè)量臺(tái)形狀輪廓測(cè)量?jī)x的主要使用方法將觸針安裝到主機(jī)上。依照定位、原點(diǎn)設(shè)定等使用步驟進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)使用Y軸工作臺(tái)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)等夾具，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為各類(lèi)CAD數(shù)據(jù)使用。使用注意事項(xiàng)必須選擇與目標(biāo)物形狀及測(cè)量用途相符的探針。尤其是激光機(jī)型，需要在沒(méi)有灰塵的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量。為了進(jìn)行高精度的準(zhǔn)確測(cè)量，還需要使用夾具等，將目標(biāo)物正確定位在測(cè)量?jī)x上。使用前必須進(jìn)行校正。校正需要借助專(zhuān)用的套件來(lái)進(jìn)行。三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x概要一直以來(lái)，投影儀及工具顯微鏡的測(cè)量都是依靠目視進(jìn)行的，不僅要求操作熟練度，還要花費(fèi)許多測(cè)量時(shí)間。相比之下，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x則是一種能夠依靠圖像處理技術(shù)，測(cè)量目標(biāo)物長(zhǎng)、寬、高度尺寸的裝置。不僅能進(jìn)行目標(biāo)物的自動(dòng)測(cè)量及測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄，還能通過(guò)各類(lèi)運(yùn)算，計(jì)算出特殊值。

機(jī)型可分為使用被稱(chēng)為接觸探頭的球狀物體進(jìn)行測(cè)量的接觸式，以及利用激光等測(cè)量的非接觸式。其中還有用于汽車(chē)行業(yè)，可測(cè)量10m以上目標(biāo)物的儀器。

其用途則包括面向汽車(chē)部件等模具、機(jī)械部件類(lèi)立體物，測(cè)量目標(biāo)物與圖紙間差異等。近年來(lái)，隨著3D打印機(jī)的普及，用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量現(xiàn)有部件及標(biāo)準(zhǔn)部件尺寸，基于相應(yīng)數(shù)據(jù)，利用3D打印機(jī)制作試作品的用途也逐漸增多。結(jié)構(gòu)與用途A移動(dòng)橋B觸發(fā)探頭C載物臺(tái)D控制部三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的主要使用方法通過(guò)將目標(biāo)物提前靜置在測(cè)量室5小時(shí)以上，與室溫（通常為20°C）達(dá)成平衡，防止熱膨脹導(dǎo)致的誤差。根據(jù)設(shè)備的使用步驟進(jìn)行測(cè)量?？梢詫y(cè)得的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，作為3D-CAD等數(shù)據(jù)使用。使用注意事項(xiàng)部分機(jī)型還能進(jìn)行0.1μm量級(jí)的測(cè)量，但要達(dá)到所需的測(cè)量精度，必須要實(shí)施妥善的使用及管理。使用時(shí)，請(qǐng)確認(rèn)可動(dòng)部位能夠沿平行及垂直方向移動(dòng)。此外，使用標(biāo)準(zhǔn)器等工具，確認(rèn)不存在示值誤差。要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)量，必須讓目標(biāo)物與測(cè)量室的溫度達(dá)成平衡?；蛘呤峭ㄟ^(guò)設(shè)定測(cè)量參數(shù)，進(jìn)行校正。使用接觸探頭進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須通過(guò)以一定速度接觸目標(biāo)物，進(jìn)行數(shù)值的測(cè)量。粗糙度儀概要用于測(cè)量目標(biāo)物表面平滑度（凸凹程度）的裝置，又被稱(chēng)為“表面粗糙度儀”。主要分為觸針式及激光式。過(guò)去通常會(huì)使用金剛石材質(zhì)的觸針機(jī)型，但由于在測(cè)量半導(dǎo)體等表面時(shí)可能會(huì)劃傷表面，因此光學(xué)機(jī)型正在逐步普及。不光支持平面測(cè)量，還有能夠測(cè)量曲面的機(jī)型，近年來(lái)還出現(xiàn)了基于表面測(cè)量數(shù)據(jù)，將形狀顯示為三維圖像的儀器。

其用途包括金屬表面的磨損狀況確認(rèn)、切削面狀況確認(rèn)，以及涂裝時(shí)的完成狀態(tài)確認(rèn)等。在電子部件薄膜加工不斷發(fā)展的過(guò)程中，部分儀器還能以納米量級(jí)進(jìn)行測(cè)量。結(jié)構(gòu)與用途A上下支架B驅(qū)動(dòng)部C探針（檢測(cè)儀）D工作臺(tái)使用觸針式機(jī)型時(shí)，通常會(huì)使用頂端半徑為2μm的部件。但是，視精密加工品的實(shí)際情況，需要研究使用0.1至