精密測量全冊配套完整課件

精密測量全冊配套完整課件第一章精密測量技術基礎一、概述二、長度單位與計量傳遞三、測量器具與測量方法精密測量理論及技術復習1、舉例說明測量的四大要素。2、長度測量的基本原則是什么？解釋愛彭斯坦測量機是否遵守該原則。3、舉例說明長度的標準器及其在儀器中的應用。4、角度測量的基本原理是什么？舉例說明如何運用該原理。5、量塊的使用方法。6、測量過程中應完成的4個工作是什么？7、多次重復測量的精度如何表示？愛彭斯坦（Epenstien）原則測量過程根據(jù):被測對象的特點（如材料硬度、外形尺寸、生產批量、制造精度、測量目的等）、

被測參數(shù)的定義，完成：1、擬定測量方案，2、選擇測量器具，3、規(guī)定測量條件，4、合理地獲得可靠的測量結果。測量結果表示其中：——測量結果的定值系統(tǒng)誤差；

——總隨機誤差極限范圍；

——純隨機誤差極限范圍（單次測量）；

——隨機化的系統(tǒng)誤差極限范圍。——只有給出測量精度的測量結果才是完整的、有意義的。三、測量器具與測量方法1、測量器具的分類2、測量器具的技術性能指標3、測量方法4、測量方法選用舉例1、測量器具的分類——是一種具有固定形態(tài)、用以復現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類：⑴單值量具⑵多值量具⑶專用量具⑷通用量具只能體現(xiàn)一個單一量值的量具。可來校對和調整其它測量器具或作為標準量與被測量直接進行比較。如量塊、角度量塊等。1、測量器具的分類——是一種具有固定形態(tài)、用以復現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類：⑴單值量具⑵多值量具⑶專用量具⑷通用量具可體現(xiàn)一組同類量值的量具。同樣能校對和調整其它測量器具或作為標準量與被測量直接進行比較。如線紋尺、90°角尺等。1、測量器具的分類——是一種具有固定形態(tài)、用以復現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類：⑴單值量具⑵多值量具⑶專用量具⑷通用量具專門用來檢驗某種特定參數(shù)的量具。常見的有：檢驗光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī)，判斷內螺紋或外螺紋合格性的螺紋量規(guī)，判斷復雜形狀的表面輪廓合格性的檢驗樣板，用模擬裝配通過性來檢驗裝配精度的功能量規(guī)等等。1、測量器具的分類——是一種具有固定形態(tài)、用以復現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類：⑴單值量具⑵多值量具⑶專用量具⑷通用量具我國習慣上將結構比較簡單的測量儀器稱為通用量具。如游標卡尺、外徑千分尺、百分表等。2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差標注在量具上用以標明其特性或指導其使用的量值。如標在量塊上的尺寸，標在刻線尺上的尺寸，標在角度量塊上的角度等。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差測量器具標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。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差測量器具的標尺上，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，則該測量器具的分度值為0.01mm。分度值是一種測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，從一個側面說明了該測量器具的測量精度高低。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差由測量器具所指示的被測量值。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差由測量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍。如機械式比較儀的示值范圍為-0.1～+0.1mm（或±0.1mm）。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差在允許不確定度內，測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的范圍。如機械式比較儀的測量范圍為0～180mm。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差在接觸式測量過程中，測量器具測頭與被測量面間的接觸壓力。測量力太大會引起彈性變形，測量力太小會影響接觸的穩(wěn)定性。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差計量器具反映被測幾何量微小變化的能力。如果被測參數(shù)的變化量為ΔL，引起測量器具示值變化量為Δx，則靈敏度S=Δx/ΔL。當分子分母為同一類量時，靈敏度又稱放大比K。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差引起測量器具示值可覺察變化的被測量值的最小變化量。反映量儀對被測量值微小變動的不敏感程度。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差在規(guī)定的使用條件下，重復用相同的激勵，測量儀器給予出非常相似響應的能力。反映的是測量儀器的工作穩(wěn)定性。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差測量儀器的示值與被測量的真值之差。示值誤差是測量儀器本身各種誤差的綜合反映。因此，儀器示值范圍內的不同工作點，示值誤差是不相同的。一般可用適當精度的量塊或其它計量標準器，來檢定測量器具的示值誤差。機械式比較儀2、測量器具的技術性能指標標稱值刻線間距

分度值示值示值范圍測量范圍測量力靈敏度靈敏閾重復性示值誤差回程誤差在相同條件下，被測量值不變，測量器具行程方向不同時，兩示值之差的絕對值。它是由測量器具中測量系統(tǒng)的間隙、變形和磨擦等原因引起的。機械式比較儀3、測量方法

測量方法是根據(jù)一定的測量原理，在實施測量過程中對測量原理的運用及其實際操作。測量方法不同，相應的測量原理、測量器具、測量條件、測量精度不同。（1）測量方法分類

按所測得的量（參數(shù)）是否為欲測量⑴直接測量

⑵間接測量⑴直接測量從測量器具的讀數(shù)裝置上得到欲測之量的數(shù)值或對標準值的偏差。例如用游標卡尺、外徑千分尺測量外圓直徑，用比較儀測量長度尺寸等。⑵間接測量先測出與欲測之量有一定函數(shù)關系的相關量，然后按相應的函數(shù)關系式，求得欲測之量的測量結果。（2）測量方法分類按測量結果的讀數(shù)值不同⑴絕對測量

⑵相對測量

⑴絕對測量從測量器具上直接得到被測參數(shù)的整個量值的測量。例如用游標卡尺測量零件軸徑值。⑵相對測量將被測量和與其量值只有微小差別的同一種已知量（一般為測量標準量）相比較，得到被測量與已知量的相對偏差。例如比較儀用量塊調零后，測量軸的直徑，比較儀的示值就是量塊與軸徑的量值之差。（3）測量方法分類按被測件表面與測量器具測頭是否有機械接觸⑴接觸測量

⑵非接觸測量⑴接觸測量測量器具的測頭與零件被測表面接觸后有機械作用力的測量。如用外徑千分尺、游標卡尺測量零件等。為了保證接觸的可靠性，測量力是必要的，但它可能使測量器具及被測件發(fā)生變形而產生測量誤差，還可能造成對零件被測表面質量的損壞。⑵非接觸測量測量器具的感應元件與被測零件表面不直接接觸，因而不存在機械作用的測量力。屬于非接觸測量的儀器主要是利用光、氣、電、磁等作為感應元件與被測件表面聯(lián)系。如干涉顯微鏡、磁力測厚儀、氣動量儀等。（4）測量方法分類按測量在工藝過程中所起作用分類⑴主動測量

⑵被動測量⑴主動測量在加工過程中進行的測量。其測量結果直接用來控制零件的加工過程，決定是否繼續(xù)加工或判斷工藝過程是否正常、是否需要進行調整，故能及時防止廢品的發(fā)生，所以又稱為積極測量。⑵被動測量加工完成后進行的測量。其結果僅用于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品，所以被動測量又稱消極測量。（5）測量方法分類按零件上同時被測參數(shù)的多少⑴單項測量

⑵綜合測量⑴單項測量單獨地、彼此沒有聯(lián)系地測量零件的單項參數(shù)。如分別測量齒輪的齒厚、齒形、齒距等。這種方法一般用于量規(guī)的檢定、工序間的測量，或為了工藝分析、調整機床等目的。⑵綜合測量檢測零件幾個相關參數(shù)的綜合效應或綜合參數(shù)，從而綜合判斷零件的合格性。例如齒輪運動誤差的綜合測量、用螺紋量規(guī)檢驗螺紋的作用中徑等。綜合測量一般用于終結檢驗，其測量效率高，能有效保證互換性，在大批量生產中應用廣泛。（6）測量方法分類按被測工件在測量時所處狀態(tài)⑴靜態(tài)測量

⑵動態(tài)測量⑴靜態(tài)測量測量時被測件表面與測量器具測頭處于靜止狀態(tài)。例如用外徑千分尺測量軸徑、用齒距儀測量齒輪齒距等。⑵動態(tài)測量測量時被測零件表面與測量器具測頭處于相對運動狀態(tài)，或測量過程是模擬零件在工作或加工時的運動狀態(tài)，它能反映生產過程中被測參數(shù)的變化過程。例如用激光比長儀測量精密線紋尺，用電動輪廓儀測量表面粗糙度等。（7）測量方法分類按測量中測量因素是否變化⑴等精度測量

⑵不等精度測量⑴等精度測量在測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件不變。例如，由同一個人，用同一臺儀器，在同樣的環(huán)境中，以同樣方法，同樣仔細地測量同一個量。在一般情況下，為了簡化測量結果的處理，大都采用等精度測量。實際上，絕對的等精度測量是做不到的。⑵不等精度測量在測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件可能完全改變或部分改變。由于不等精度測量的數(shù)據(jù)處理比較麻煩，因此一般用于重要的科研實驗中的高精度測量。4、測量方法選用舉例設有一厚度為1mm的圓弧樣板，如圖。有關的基本尺寸：h=10mm，s=23.664mm。試擬定對圓弧半徑的測量方法。分析：測量對象鋼制薄片——非接觸法測量。非整圓——間接測量。對上式微分后，得到測量結果的測量誤差為式中ds——弦長s的測量誤差

dh——弦高h的測量誤差。弦高法測量原理由弦長s與弦高h的測量結果，可求得直徑R的實際值，如圖所示。由圖可得：測量器具的選用測量儀器：大型工具顯微鏡測量方法：用影像法通過測量h和s兩參數(shù)，間接測出R值。大型工具顯微鏡JX-6測量精度:測微鼓輪的精度：0.01mm

測角目鏡中的角度精度：1’

輪廓目鏡中的角度精度：10’

圓工作臺角度精度:3’

立桿傾斜度尺的精度：30”測量范圍:縱向行程：

應用測微螺桿：0-25mm

應用測微螺桿及量塊：0-150mm橫向行程

應用測微螺桿：0-25mm

應用測微螺桿及量塊：0-50mm測角目鏡角度分度范圍：0-360°

圓工作臺角度范圍:360°

輪廓目鏡角度分度范圍：±7°顯微鏡立柱側向傾斜范圍：≈±12°

圓工作臺直徑:280mm技術參數(shù)儀器的誤差已知在大型工具顯微鏡上，用影像法測量平面工件的不定值系統(tǒng)誤差公式如下（單位為）：縱向：橫向：式中：L——被測長度（mm）

H——工件上表面距玻璃臺面的距離（mm）。測量數(shù)據(jù)及結果其中：△R為R測量的已定系統(tǒng)誤差；△limR為R測量的隨機性誤差。實際測得數(shù)據(jù)：h=10.002mm，s=23.660mm，則該樣板R的測量結果：測量的系統(tǒng)誤差由測量值h和s知，Δh=+0.002mm，Δs=-0.004mm。代入誤差關系式：按代數(shù)和相加，得：測量的隨機誤差已知在大型工具顯微鏡上，用影像法測量平面工件的誤差公式如下（單位為）：縱向：橫向：式中：L——被測長度（mm）

H——工件上表面距玻璃臺面的距離（mm）。測量的隨機誤差合成隨機誤差按均方和相加：測量結果1）測量精度是否滿足要求由于被測尺寸

，即工件的公差為ΔR＝0.01mm，擬定的測量方法其極限測量誤差為0.002mm，約占工件公差的五分之一，說明此測量方法的精度能滿足使用要求。2）該檢測樣板是否合格由測量結果可知，該樣板R的真實尺寸將在11.999和11.995之間，在其規(guī)定的驗收極限范圍內，故此零件合格。評定

參考文獻李巖，花國梁.精密測量技術.北京：中國計量清華大學出版社.2001第二章幾何量公差及標準基本內容幾何量誤差及標準

1、尺寸公差與配合2、形位公差：公差帶特點及定義3、表面粗糙度思考題1、

幾何量誤差包括哪幾類？2、

說明的含義。3、形狀和位置公差共有哪幾項？各自的標注符號是什么？4、表面粗糙度對零件的功能都有哪些影響？列舉三個表面粗糙度的評定參數(shù)，說明表面粗糙度的標注符號的意義。5、各項形狀和位置誤差的測量方法幾何量誤差1、尺寸誤差

2、形狀和位置誤差

3、表面粗糙度

4、表面波紋度

包括長度尺寸和角度誤差。由于加工誤差和測量誤差等因素影響，使加工出的一批零件的實際尺寸不一致，而是有一定的變化范圍。若此變化范圍小，則說明加工精度高，相反，變化范圍大，則說明加工精度低。幾何量誤差1、尺寸誤差

2、形狀和位置誤差

3、表面粗糙度

4、表面波紋度

形狀誤差也稱宏觀幾何形狀誤差。是指零件實際形狀偏離理想形狀而產生的誤差。位置誤差是指兩個以上幾何要素之間的位置和方向的誤差。幾何量誤差1、尺寸誤差

2、形狀和位置誤差

3、表面粗糙度

4、表面波紋度

是微觀幾何形狀誤差。實際幾何形狀并非光滑幾何線，而是具有許多峰谷組成的曲線，其波距較小，一般為規(guī)律的周期變化。幾何量誤差1、尺寸誤差

2、形狀和位置誤差

3、表面粗糙度

4、表面波紋度

表面波紋度是界于形狀誤差與表面粗糙度之間的中間幾何形狀誤差。表面波紋度尚無標準。幾何量誤差1、尺寸誤差

2、形狀和位置誤差

3、表面粗糙度

4、表面波紋度

形狀誤差、表面粗糙度、表面波紋度存在于同一表面上，一般認為波距小于1mm為表面粗糙度，在1—10mm之間為表面波紋度，大于10mm為形狀誤差。1、尺寸公差與配合尺寸的概念設計給定的尺寸。極限尺寸——允許尺寸變化的兩個界限值。其中較大的一個界限值稱為最大極限尺寸；較小的一個界限值稱為最小極限尺寸。尺寸的概念最大(小)實體狀態(tài)和最大(小)實體尺寸：孔或軸在尺寸公差范圍內，具有材料量最多(少)時的狀態(tài)，稱為最大(小)實體狀態(tài)。在此狀態(tài)下的極限尺寸稱為最大(小)實體尺寸。尺寸的概念作用尺寸——在配合面全長上，與實際孔內接的最大理想軸的尺寸，稱為孔的作用尺寸；與實際軸外接的最小理想孔的尺寸，稱為軸的作用尺寸。作用尺寸是實際尺寸和形狀誤差的綜合結果，所以，孔、軸的實際配合效果，不僅取決于孔、軸的實際尺寸，而且亦與孔、軸的作用尺寸有關。有關“偏差與公差”的術語及定義尺寸偏差(簡稱偏差)：某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。分為：極限偏差：

上偏差是最大極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差(ES、es)；

下偏差是最小極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差(EI、ei)。實際偏差：實際尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。有關“偏差與公差”的術語及定義尺寸公差(簡稱公差)——允許尺寸的變動量。公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之代數(shù)差的絕對值。公差是一個無正、負號的數(shù)值，且不能為零。有關“偏差與公差”的術語及定義尺寸公差帶(簡稱公差帶)——代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域。公差、偏差的數(shù)值與基本尺寸相比要小得多，為了簡化說明，實用中一般以公差帶圖表示。在公差帶圖中，確定偏差的一條基準直線，稱為零偏差線(零線)，通常零線表示基本尺寸。正偏差位于零線之上，負偏差位于零線之下。有關“配合”的術語及定義1、配合——基本尺寸相同的、相互結合的孔和軸公差帶之間的關系。這種關系反映了孔和軸的配合性質，即孔、軸裝配后配合的松緊和配合松緊的變動。

2．間隙或過盈——孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差，此差值為正時是間隙；為負時是過盈。

3．間隙配合——具有間隙(包括最小間隙等于零)的配合稱為間隙配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之上。

4．過盈配合——具有過盈(包括最小過盈等于零)的配合稱為過盈配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之下。

5．過渡配合——可能具有間隙或過盈的配合稱為過渡配合。此時，孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊。配合類型間隙配合過盈配合過渡配合相關標準1、公差等級：國標規(guī)定標準公差分為20個公差等級，即IT01，IT0，IT1，IT2，…，IT18。2．基本偏差——用來確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個偏差。當公差帶位于零線上方時，其基本偏差為下偏差；當公差帶位于零線下方時，其基本偏差為上偏差。基本偏差是確定公差帶位置的唯一指標，原則上與公差等級無關。基本偏差的代號用拉丁字母表示，大寫表示孔，小寫表示軸。共28個。其中H和h的基本偏差為零。3、基準制基孔制：基本偏差為一定的孔公差帶，與不同基本偏差的軸公差帶形成各種配合的一種制度。基孔制的孔稱為基準孔，其下偏差EI＝0，基本偏差代號為“H”?；S制：基本偏差為一定的軸公差帶，與不同基本偏差的孔公差帶形成各種配合的一種制度?；S制的軸稱為基準鈾，其上偏差es＝0，基本偏差代號為“h”。

基本偏差系列1、定義

形位公差：表示零件的形狀和其相互間位置的精度要求。2、形狀和位置公差的分類

形狀公差：A：直線度；B：平面度；C：圓度；

D：圓柱度；E：線輪廓度；F：面輪廓度。

位置公差：A：定向公差：

a:平行度；b:垂直度；c:傾斜度。

B：定位公差：

a:同軸度；b:位置度；c:對稱度。

C：跳動：

a:圓跳動；b:全跳動。2、形位公差2.1

形狀公差形狀公差的特點：可將其分成兩組1、直線度、平面度、圓度、圓柱度：

特點：都是單一要素；沒有基準；公差帶位置是浮動的；公差帶方向為形位誤差按最小區(qū)域法所形成的方向一致。2、線輪廓度、面輪廓度：

特點：1)、當線、面輪廓度是用來控制形狀時，它是單一要素，沒有基準，公差帶位置是浮動的。

2)、當線、面輪廓度是用來控制形狀和位置時，它是關聯(lián)要素，有基準，公差帶位置是固定的。

3)、當線輪廓度是封閉形狀時，它是單一要素，沒有基準，公差帶位置是固定的。僅對其本身給出形狀公差要求的幾何要素對其它要素有功能要求的要素直線度公差f＝0.010.011、定義：直線度是用來限制被測實際直線形狀誤差的一項指標。2、平面上的直線度公差帶是夾在距離為公差值的兩條理想的平行線之間的區(qū)域。直線度公差?0.04?0.043、空間的直線度公差帶：是直徑為公差值Ф0.04mm的圓柱面內區(qū)域。平面度f＝0.010.011、定義：平面度是用來限制實際平面形狀誤差的一項指標。2、平面度公差帶：是距離為公差值0.01mm的兩平行平面間的區(qū)域。圓度公差2、公差帶是半徑差為公差值0.05mm的兩同心圓之間區(qū)域。0.05f＝0.051、定義：圓度是限制回轉體的正截面或過球心的任意截面輪廓圓形狀誤差的一項指標。圓柱度公差0.050.052、圓柱度公差帶：是半徑差為公差值0.05mm的兩同軸圓柱面之間區(qū)域。1、定義：圓柱度是綜合限制圓柱體正截面和縱截面的圓柱形狀誤差的一項指標。線輪廓度公差1、定義：是限制平面曲線形狀誤差的一項指標。f＝0.042、其公差帶是包絡一系列直徑為公差值0.04mm的圓的兩包絡線之間的區(qū)域。且圓心在理想輪廓線上。0.04面輪廓度公差0.04f＝0.041、定義：面輪廓度是限制空間曲面輪廓形狀的一項指標。2、其公差帶是包絡一系列直徑為公差值0.04mm的球的兩包絡面之間的區(qū)域，且球心在理想輪廓面上。2.2

位置公差位置公差的分類、特點：1、定向公差：平行度、垂直度、傾斜度特點：都是關聯(lián)要素，有基準，公差帶位置都是浮動的，方向都為框格指引線所指的方向。2、定位公差：同軸度、對稱度、位置度特點：都是關聯(lián)要素，有基準，公差帶位置都是固定的，方向都為框格指引線所指的方向。3、跳動：園跳動、全跳動。特點：都是關聯(lián)要素，有基準，公差帶位置都是固定的，方向都為框格指引線所指的方向。平行度公差A0.01AAf＝0.011、定義：平行度是限制實際要素對基準在平行方向上的變動量的一項指標。2、其公差帶為距離為公差值0.01mm，且平行于基準A的兩平行平面間區(qū)域。垂直度公差?0.01AAf＝?0.01基準1、定義：垂直度是限制實際要素對基準在垂直方向上變動量的一項指標。2、垂直度的公差帶是直徑等于公差值?0.01mm，且與基準垂直的圓柱體內的區(qū)域。傾斜度公差0.02AA0.021、定義：傾斜度是限制實際要素對基準在傾斜方向上變動量的一項指標。2、公差帶是距離為公差值0.02mm的兩平行平面之間區(qū)域，且平行平面與基準成理論正確角度。同軸度公差?0.04?0.01AA1、定義：同軸度是限制被測軸線偏離基準軸線的一項指標。2、同軸度公差帶是直徑為公差值?0.01mm，且與基準軸線同軸的圓柱面內區(qū)域。對稱度公差0.01AA?f＝0.01基準軸線輔助平面1、定義：對稱度是限制被測中心要素偏離基準中心要素的一項指標。2、對稱度的公差帶是距離為公差值0.01mm，且相對基準軸線對稱配置的兩平行平面之間的區(qū)域。位置度公差?0.01ABC4-?ABCCB?0.011、定義：位置度是限制被測點線面的實際位置對其理想位置變動量的一項指標。A2、線的位置度公差帶是直徑為公差值?0.01mm，且以線的理想位置為軸線的圓柱面內的區(qū)域。圓跳動公差0.050.05AA1、定義：圓跳動是限制指定測量面內被測要素輪廓圓的跳動的一項指標。2、公差帶是在垂直于基準軸線的任一測量平面內，半徑差為公差值0.05mm，且圓心在基準軸線上的兩個同心圓之間的區(qū)域。全跳動公差0.051、定義：全跳動是限制整個被測表面跳動的一項指標。2、公差帶是半徑差為公差值0.05mm，且于基準軸線同軸的兩圓柱面之間的區(qū)域。基準A-BA-B0.05??AB3、表面粗糙度

表面微觀形貌是指表面的微觀幾何形態(tài)；它是由于加工過程中刀具和零件的摩擦、切削分離時的塑性變形和金屬撕裂、加工系統(tǒng)的振動等原因，在零件表面留下的各種不同形狀和尺寸的微觀結構。機械加工中描述表面微觀形貌誤差最常用的參數(shù)是表面粗糙度。表面粗糙度的影響

表面粗糙度對零件表面的很多功能都有影響，如耐磨性、砌腐蝕性、接觸剛度、疲勞溫度以及配合性質等。表面粗糙，摩擦系數(shù)大，表面就容易磨損，使用壽命降低；表面粗糙，腐蝕作用就厲害，因為腐蝕過程產生的腐蝕物質容易凝集在波谷底部并通過谷底向金屬內部深入，引起腐蝕的加??；粗糙不平的兩表面接觸時，由了接觸面積的減少，在外力作用下，就容易產生接觸變形，使接觸剛度變差；表面越粗糙對應力集中越敏感，特別是在交變栽荷的作用下，影響更大，零件往往會因此而損壞；表面粗糙易于磨損，會使配合間隙很快地增大，使配合性質變壞。對過盈配合，表面粗糙會減小實際有效過盈，降低連接強度。高度：

Ra——輪廓算術平均偏差

Rz——微觀不平度10點高度

Ry——輪廓最大高度間距：

S——輪廓的單峰平均間隔

Sm——輪廓微觀不平度的平均間距形狀：

tP——輪廓的支承長度率表面粗糙度的評定參數(shù)表面粗糙度的評定參數(shù)

Ra（輪廓算術平均偏差）：在取樣長度內被測輪廓偏距絕對值之和的算術平均值。

表面粗糙度的評定參數(shù)Rz

（微觀不平度10點高度）：在取樣長度內5個最大的輪廓峰高與5個最大的輪廓谷深的平均值之和。Ry（輪廓最大高度）：在取樣長度內輪廓峰頂線與輪廓谷底線中間的最大距離。表面粗糙度的標注參考文獻王玉榮.公差與測量技術.西安：西北工業(yè)大學出版社.1994第三章長度尺寸的測量基本內容長度尺寸的常用測量儀器及方法：軸類零件尺寸測量孔類零件尺寸測量大尺寸測量微小尺寸測量納米測量思考題1、舉例說明長度尺寸測量儀器的測量原理，分析其結構組成和精度。2、設計凸輪輪廓曲線的測量方法，包括方案、儀器、步驟、注意事項。3、設計細絲/光纖直徑測量系統(tǒng)，畫出系統(tǒng)原理框圖。系統(tǒng)要求：自動在線檢測，實時給出測量結果，并對不合格尺寸予以報警。復習長度測量儀器方法分析

序號儀器方法名稱標準量原理/類型阿貝原則精度1杠桿齒輪式測微儀量塊、度盤機械傳動/相對？否2立式光學計量塊、刻尺反射光偏轉成像/相對？否3球徑儀測環(huán)、三個尺弦高計算/間接是4臥式測長儀5光學靈敏杠桿+測量顯微鏡61m測長機7激光干涉測長儀8弦高法測內外徑9滾柱法測大軸徑10經緯儀測大軸徑11經緯儀測大尺寸1、杠桿齒輪式測微儀標準量原理/類型原則精度2、立式光學計標準量原理/類型原則精度3、球徑儀標準量原理/類型原則精度精度分析：1、原理誤差2、制造誤差3、使用誤差平板測微原理a當平板玻璃被凸輪的位移量t帶動轉過角度i時，入射光與出射光的偏移量為：∴a可近似為：由于θ、i

很小，，

，ABC，球徑儀矢高源誤差（11項）1）平板測微器原理誤差Δ12）毫米刻尺誤差Δ33）

0.1mm刻尺誤差Δ44）0.001mm尺盤誤差Δ55）測軸與測環(huán)的不垂直度誤差Δ66）測軸偏心誤差Δ107）物鏡放大倍率誤差Δ78）凸輪誤差Δ119）對準誤差Δ810）估讀誤差Δ911）溫度誤差Δ24、臥式測長儀標準量原理/類型原則精度5、光學靈敏杠桿+測量顯微鏡標準量原理/類型原則精度6、1m測長機標準量原理/類型原則精度7、激光干涉測長機底座干涉儀廂體測量頭架工作臺尾座電機與變速箱閉合鋼帶電磁離合器固定角隅棱鏡尾桿測量主軸可動角隅棱鏡激光器分光器XXYZh標準量原理/類型原則精度8、弦高法測直徑標準量原理/類型原則精度9、滾柱法測大軸徑標準量原理/類型原則精度10、經緯儀測直徑標準量原理/類型原則精度11、經緯儀距離標準量原理/類型原則精度各式凸輪圓柱凸輪盤形凸輪滾子轉盤帶弧面的凸輪盤形凸輪盤形凸輪四、微小尺寸測量隨著科學技術和工業(yè)生產的發(fā)展，產品的小型化或微型化越來超成為一個重要的分支，因而微小尺寸的測量越來越多；被測對象也多樣化。如細絲、小孔、小球面、鍍層厚度、計算機中磁頭與磁盤間的微小間隙等等。面對這些測量任務，迫切地要求提出新的測量原理和方法，下面將介紹幾個實例。1、用激光衍射法測量金屬絲直徑根據(jù)夫瑯和費衍射(或平行光衍射)原理。當光源和衍射場(即屏幕P)都距衍射物(小孔、狹縫等)無限遠時，便產生衍射現(xiàn)象。實際上只要光源、屏幕離衍射物有足夠大的距離都可認為是夫瑯和費衍射。式中k——衍射斑紋級次此法的相對測量精度約為10-4左右。常用于漆包線細絲直徑的動態(tài)測量。用激光衍射法還可測量小螺紋各參數(shù)，其測量誤差約為：中徑3％，螺距1％，半角＜1°。被測細絲：φd，——衍射物；光源：激光——平行光，衍射屏P(l≥500mm)，——一組明暗相間且等距的衍射斑紋，斑紋距屏幕中心的距離sk，由衍射條紋的條件：0+1暗1亮k暗2、用激光能量法測量光纖直徑光導纖維通常是由兩種材料制成的。內圓柱是由折射率較高的透明材料制成，而其外表面則是由折射率較低的透明材料制成，因此在兩介質的分界面上可形成全反射，使光束得以遠距離的傳輸。內圓柱的直徑是決定光纖傳輸性能的重要參數(shù)。由于光纖是透明介質，前面衍射法難以獲得衍射條紋的清晰邊界，故不適用。另一束光則作為比較光束直接照到光電二極管6上，以固定的激光能量經轉變成電信號輸入直流放大器中進行放大，并輸入比較器的左端。光纖——曲率很大的柱面透鏡。激光束經分光鏡1后，分成兩束光：一束光透過分光鏡1，經透鏡2會聚到被測光纖3上，于是在曲率方向上將光束擴展為一條很長的亮線照到透鏡4上，透鏡4的通光孔徑限制了進入透鏡的擴展亮線的長短，同時將這部分光線會聚于光電二極管5上，其電信號通過直流放大器后輸入比較器的右端；光纖3直徑的變化——亮線bb’的長短也發(fā)生變化——光電二極管5接收的aa’的能量也發(fā)生變化。為提高測量的靈敏度，將透過分光鏡1后的全部能量充分地用于光纖的光束擴展，透鏡2最好將激光束會聚成小于光纖直徑的光點照到光纖上，因此它的焦距很短，只有5mm左右，可根據(jù)被測光纖的直徑大小選取。這種方法的測量精度可達1％左右。3、小間隙的測量在電子計算機中，磁盤存儲器是關鍵的設備，它的好壞將直接影響著存儲信息量的大小。磁盤與磁頭之間間隙的大小是一項重要的技術指標，一般在2—6μm之間，比較先進的計算機，頭盤間隙已達小于1μm的數(shù)量級。由于磁盤是非透明的介質，又由于磁頭與磁盤工作間隙是在磁盤高速旋轉(每分鐘數(shù)千轉)過程中利用空氣動力學原理所形成的，因此給磁盤間隙的測量帶來很大的困難。下面介紹一種用光波干涉原理測量其間隙的方法。磁頭與磁盤間隙的測量玻璃圓盤磁頭濾色鏡濾色鏡測量原理——小數(shù)重合如光線是垂直入射的，則h＝mλ/2。取用兩種波長的光源(改變?yōu)V色鏡4a和4b的位置)，則有:2h=m1λ1和2h=m2λ2式中：λ1、λ2——兩種光波的波長；

m1、m2——用兩種波長測量時相當于間隙h的條紋數(shù)。m1和m2未知，但可測得Δm=m1-m2

。當λ1<λ2，h小于5μm時，Δm<1。由：m1=m2+

Δm則：2h=m1λ12h=(m2+

Δm)λ12h=m2λ2m2=2h/λ2則：此法的測量精度較高，取決于波長的檢定精度和Δm的讀數(shù)瞄準精度。實踐證明，其極限測量誤差＜±0.2

μm。4、小球徑的測量干涉顯微鏡：非接觸測量測量誤差λ/2。干涉顯微鏡測小球徑L——量塊組尺寸λ——測量光波的波長（580nm）；N、ΔN——兩次測量零級干涉帶偏離的條紋數(shù)。小內球面半徑的測量0ikR在測微目鏡中測出第k、i兩個(任選)干涉環(huán)的半徑rk、ri，則球面半徑R為：干涉顯微鏡，球面中心位于光軸上，調至其頂點為零級干涉五、納米測量隨著納米加工技術的發(fā)展、各種超靈敏傳感器的誕生以及微電子工程精度要求的不斷提高，人們對高于100pm精度測量技術的需求與日俱增，因此近年來納米級測量技術發(fā)展很快，新研制的納米測量儀器精度越來越高、體積越來越小、功能越來越強。常見的納米測量儀器有X射線干涉儀、掃描探針顯微鏡、集成激光干涉儀。1、X射線干涉儀工作原理：莫爾條紋（單晶微薄片）01112、顯微鏡光學顯微鏡分辨極限電子顯微鏡隧原子道力顯微鏡熒光顯微鏡改變波長其它原理分離標記IBM科學家首次拍下單分子照片二氧化錫薄膜火星土壤遭瘧疾感染的人體紅血球和藍藻（1）透射電子顯微鏡TEM電子源電子透鏡系統(tǒng)真空裝置樣品架探測器原理：

電子束與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。

散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，形成明暗不同的影像。1931~1939掃描透射電子全息顯微鏡（STEHM）

2013.7.31最高分辨率為35pm葡萄球菌細胞,放大倍數(shù)50000x探頭壓電陶瓷臂被測表面（2）掃描隧道顯微鏡STM針尖探頭安置在一個可實現(xiàn)三維運動的壓電陶瓷支架上，通過控制加在三個壓電陶瓷臂上的電壓可分別控制針尖在x、y、z方向上的運動。若以針尖為一電極，被測表面為另一電極，則當兩者間距離小到納米量級時即會產生隧道電流。

原理19811986諾貝爾物理學獎工作模式掃描隧道顯微鏡有兩種工作模式：恒高度模式：當被測表面僅有原子尺度(0.1nm)的起伏時，針尖在被測表面上方作平面掃描(即針尖高度不變)，用現(xiàn)代電子技術測出隧道電流的變化即可描繪出表面的微觀起伏形態(tài)。但當被測表面起伏較大時，恒高度模式會使針尖撞擊表面造成針尖損壞(理想針尖的尖端只有一個穩(wěn)定原子)。恒電流模式：控制加在z向壓電陶瓷臂上的電壓，使針尖在掃描過程中隨表面起伏上下移動，而保持隧道電流不變(即針尖與被測表面間的間距不變)，由壓電陶瓷上電壓的變化獲得表面形貌的信息。目前掃描隧道顯微鏡多采用后一種模式，其分辨力可達pm量級。

掃描隧道顯微鏡影像石墨有機半導體喹吖啶酮的超分子鏈量子圍欄鈷原子Cu(111)表面（3）原子力顯微鏡AFM1986~1989本原公司由我國納米科技首席科學家白春禮院士于1988年創(chuàng)立多功能原子力顯微鏡系統(tǒng)

MFP-3D?-StandAloneAFM

美國AsylumResearch原子力顯微鏡公司原子力顯微鏡原子力顯微鏡

Cypher?AFM原子力顯微鏡（4）熒光顯微技術

——2014諾貝爾化學獎納米顯微技術——突破光學顯微鏡200nm的光學極限，人們對細胞的認識從未像現(xiàn)在這么清晰。①光激活定位顯微技術PALM黑腹果蠅細胞中的微管諾貝爾獎得主EricBetzig和WilliamMoerner1nm②受激發(fā)射損耗技術（STED）諾貝爾獎獲得者StefanHell一個人類腦瘤樣本0.2um③隨機光學重建顯微技術STORM細胞中的線粒體哈佛大學的莊曉薇傳統(tǒng)顯微鏡STORM的三維成像STORM的層切面④飽和結構照明顯微技術SSIM人骨癌細胞的三維SIM圖像肌動蛋白呈紫色，DNA呈藍色，線粒體呈黃色通過柵格移動照明模式，產生干涉圖案⑤晶格層光顯微鏡細胞分裂時細胞骨架個體蛋白質的運動2014年10月23日諾貝爾獎得主EricBetzig團隊長度測量分析序號儀器方法名稱標準量原理/類型阿貝原則精度1杠桿齒輪式測微儀量塊、度盤相對2立式光學計量塊、刻尺相對3球徑儀測環(huán)、三個尺間接4臥式測長儀5光學靈敏杠桿+測量顯微鏡61m測長機7激光干涉測長儀8弦高法測內外徑9滾柱法測大軸徑10經緯儀測大軸徑11經緯儀測大尺寸12用激光衍射法測量金屬絲直徑13用激光能量法測量光纖直徑14小數(shù)重合干涉法15X射線干涉儀16光學顯微鏡17電子顯微鏡18隧道顯微鏡19原子力顯微鏡20熒光顯微鏡21X射線干涉儀22透射電子顯微鏡TEM23掃描隧道顯微鏡STM24原子力顯微鏡AFM25熒光顯微鏡第四章角度及錐度的測量基本內容角度的常用測量儀器及方法：角度的基準平臺法測量坐標法測量角度塊測量小角度測量思考題舉例說明角度測量方法的原理，分析其四大要素。一、角度的基準角度塊規(guī)自然基準：360°（整圓）等分。標準多面棱體和標準度盤。二、平臺法測量在平臺上進行測量，以量塊、圓柱、圓球為輔助量具。舉例：1、內角測量2、V型槽角度測量3、內錐角測量4、外錐角測量5、正弦規(guī)尺測量6、正切法測量1、內角測量測量精度分析角的測量均方誤差為：角的系統(tǒng)誤差為：角的測量極限誤差為：角的測量結果為：2、V型槽角度測量槽角對稱：槽角不對稱？三個直徑相等（D）的圓柱3、內錐角測量4、外錐角測量ΔAA’C中：直徑相等的兩個圓柱(或圓球)A與B5、正弦規(guī)（尺）測量6、正切法測量三、坐標法測量在三坐標測量機上側量內錐體在坐標測量機上用接觸法可以測量任意角度的內錐體和外錐