第二章測量技術(shù)基礎

1第2章測量技術(shù)基礎2.1測量的基本概念2.1.1測量、檢驗與檢定1.測量測量為確定被測量

x數(shù)值大小的過程。用公式表示為2測量的四要素：（1）被測對象x—幾何參數(shù)（2）計量單位—長度：m,mm；（3）測量方法—測量時所采用的測量原理、計量器具和測量條件的綜合。（4）測量精度—測量結(jié)果與真值相一致的程度。角度：rad,μrad,(00)、（／）、（〃）。32.檢驗檢驗是判斷被測量是否合格的過程。3.檢定評定計量器具的精度是否合格的實驗過程。如用量規(guī)來檢驗被測件。不要求得出實際測量值。42.1.2測量基準和尺寸傳遞系統(tǒng)1.長度單位—m,mm;rad2.長度基準—實物基準自然基準1m=1889年（通過巴黎的地球子午線）1650763.73λ1983年（光在真空行程的長度）過渡到53.尺寸傳遞系統(tǒng)主基準（副基準）工作基準工作器具被測對象圖2.1尺寸傳遞系統(tǒng)國際基準、國家基準。為了復現(xiàn)“m”,需建立的副基準。副基準——主基準——6

測量零件所用的計量器具。被測對象——

經(jīng)過與國家基準或副基準比對，用來檢定較低準確度的基準，或檢定工作器具用的計量器具。工作基準——工作器具——例如量塊、標準線紋尺等。如千分尺、比較儀、測長儀等。7長度量值傳遞系統(tǒng)圖見圖2-2圖2-2長度量值傳遞系統(tǒng)8角度量值傳遞系統(tǒng)圖見圖2-3。圖2-3角度量值傳遞系統(tǒng)93.1.3定值長度和定值角度的基準1.量塊——長度基準量塊是一種無刻度的標準端面量具。量塊按一定的尺寸系列成套生產(chǎn)。國家規(guī)定了17套量塊，如表2-1所示（見教材）。表2.1成套量塊的組合尺寸（摘自CB/T6093—2001）套別總塊數(shù)級別尺寸系列(mm)間隔(mm)塊數(shù)1910，10.511.001，1.002，…，1.0091.01，1.02，…，1.491.5，1.6，…，1.92.0，2.5，…，9.510，20，…，100————0.0010.010.10.510119495161010續(xù)表2.1成套量塊的組合尺寸

（摘自CB/T6093—2001）套別總塊數(shù)級別尺寸系列(mm)間隔(mm)塊數(shù)2830，1,20.511.0051.01，1.02，…，1.491.5，1.6，…，1.92.0，2.5，…，9.510，20，…，100——————0.010.10.51011149516103460，1,211.001，1.002，…，1.0091.01,1.02,…,1.091.1,1.2,…,1.92,3,…,910，20，…，100——0.0010.0010.111019998104380，1,211.0051.01,1.02,…,1.091.1,1.2,…,1.91,2,…,910，20，…，100————0.010.1110119981011應用時，應力求用最少的塊數(shù)組合所需的尺寸。如需組合51.995的尺寸,參照表2-1組合如下51.995需要的量塊尺寸一般不超過四塊。…………第一塊………….第二塊…………..第三塊…………..第四塊圖量塊組合量塊的組合方法12（1）有關(guān)量塊的精度術(shù)語①量塊長度l(見下圖)

量塊長度是指量塊一個測量面上的任意點到與其相對的另一測量面相研合的輔助體表面之間的垂直距離。②量塊中心長度lc

量塊中心長度是指對應于量塊未研合測量面中心點的長度。13③量塊標稱長度ln（見下圖）

量塊標稱長度是指在量塊上，用以表明其與主單位（m)之間關(guān)系的量值（量塊長度的示值）。圖量塊的精度指標④任意點的量塊長度偏差e

任意點的量塊長度偏差是指任意點的量塊長度與標稱長度的代數(shù)差。即e=l–ln14圖中

圖量塊的精度指標

合格條件為⑤量塊的長度變動量v量塊測量面上任意點中的最大量塊長度與最小量塊長度之差。其允許值為tv。15

⑥量塊測量面的平面度誤差fd(見下圖)量塊測量面的平面度誤差是指包容量塊測量面的實際表面且距離為最小的兩個平行平面之間的距離。其公差為td(見表2-4)。

圖平面度誤差≤50016（2）量塊的精度等級①量塊的分級（按GB/T6093-2001）

按量塊的制造精度分五級：K、0、1、2、3級，其中K級精度最高，精度依次降低，3級最低。各級的精度指標如表2-2所示。17②量塊的分等(JJG146—2003)按量塊的檢定精度分五等，即1、2、3、4、5等。各等的精度指標如表2-3所示。18（3）量塊的使用和檢驗量塊的使用可分

按級使用時，是以量塊的標稱長度為工作尺寸，不計量塊的制造誤差和磨損誤差。

按等使用時，是以量塊經(jīng)檢定后給出的實際中心長度尺寸為工作尺寸。它排除了制造誤差的影響，提高了測量精度。因此，量塊按等使用比按級使用的測量精度要高。按級使用按等使用192.多面棱體多面棱體是角度的最常用的實物基準。它是用特殊的合金鋼或石英玻璃制成的多面棱體。常見的有4、6、8、12、24、36、72面體等。如圖2-5為正八面棱體，它所有相鄰兩工作面法線間夾角為450。圖2-5正八面棱體因此，可以用作基準來測量任意的n×450的角度。202.2.1計量器具及其分類計量器具為測量儀器和測量工具的統(tǒng)稱。1.計量器具分類按其原理、結(jié)構(gòu)和用途分為（1）基準量具定值基準量具，如量塊、角度塊。變值基準量具，如線紋刻線尺等。2.2計量器具和測量方法21(2)通用計量器具將被測量轉(zhuǎn)換成可直接觀測的示值或等效信息的測量工具。按其原理可分：①游標類量具——如游標卡尺等。②微動螺旋類量具——如千分尺等。③機械比較儀——如齒輪杠桿比較儀等。④光學量儀——如光學計、光學測角儀等。⑤氣動量儀——如浮標式氣動量儀的。⑥電動量儀——如電動輪廓儀等。⑦微機化量儀（機電一體化量儀）——如微機控制的數(shù)顯測量儀:數(shù)顯光學計、數(shù)顯測長儀、三坐標測量機等。22（3）量規(guī)類如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)、功能量規(guī)等。（4）檢驗夾具測量時所需的夾具等輔助設備。2.計量器具的度量指標（1）分度值（i)

分度值是指計量器具的刻尺或度盤上相鄰兩刻線所代表的量值之差。(2)刻度間距（a）

刻度間距是指相鄰兩刻線中心之間的距離和圓弧長。為便于估讀，其值為1~2.5mm。23（3）示值范圍

示值范圍是指標尺所指示或顯示的最低值到最高值的范圍。（4）測量范圍

測量范圍是指在允許誤差范圍內(nèi)，測量器具所能測量零件的最低值到最高值的范圍。（5）靈敏度（k）

靈敏度是指計量器具示值裝置對被測量變化的反應能力。靈敏度也稱放大比，可用式(2-1)表示（2-2）24(6)靈敏限（靈敏閾）

靈敏限是指能引起計量器具示值可能覺察變化的被測量的最小變化值。靈敏限越小，計量器具精度越高。（7）測量力

測量力是指在測量過程中，計量器具與被測表面的接觸力。（8）示值誤差

示值誤差是指計量器具的示值與被測量真值之差。25（9）示值變動性

示值變動性是指在測量條件不變的情況下，對同一被測量進行多次重復測量讀數(shù)時（5~10次），其讀數(shù)的最大變動量。（10）回程誤差（滯后誤差）

回程誤差是指在相同測量條件下，對同一被測量進行往返兩個方向測量時，測量器具的示值變化量。（11）修正值

修正值是指為了消除或減少系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到測量結(jié)果上的值。26（12）不確定度

不確定度是指由于測量誤差的存在而對被測量量值不能肯定的程度。272.2.2測量方法分類及其特點按測量值獲得方式的的不同，測量方法可分為：1.絕對測量和相對測量（1）絕對測量——（見圖2.6）在計量器具的示數(shù)裝置上可表示出被測量的全值。圖2-6絕對測量法28(2)相對測量——（見圖2-7）在計量器具的示數(shù)裝置上只表示出被測量相對已知標準量的偏差值。圖2-7相對測量法即測出的值為尺寸實際的偏差。292.直接測量和間接測量（1）直接測量——用計量器具直接測量被測量的整個數(shù)值或相當于標準量的偏差。（2）間接測量——測得的量與被測量有函數(shù)關(guān)系的其他量，再通過函數(shù)關(guān)系式求出被測量。如圖2-8所示測

R:通過測量s、h圖2-8間及測量法303.單項測量和綜合測量（1）單項測量——對被測件的個別參數(shù)分別進行測量。例如，用工具顯微鏡對外螺紋(量規(guī))的單一中經(jīng)、螺距和牙側(cè)角分別進行測量。（2）綜合測量——對被測件某些相關(guān)聯(lián)參數(shù)的綜合效果進行檢驗，以判斷綜合結(jié)果是否合格。例如，用螺紋量規(guī)通規(guī)檢驗普通螺紋的單一中經(jīng)、螺距和牙側(cè)角實際值的綜合結(jié)果是否合格。314.靜態(tài)測量和動態(tài)測量（1）靜態(tài)測量——對被測件在靜止狀態(tài)下進行的測量。（2）動態(tài)測量——對被測件在其運動狀態(tài)下進行測量。5.接觸測量和非接觸測量（1）接觸測量——計量器具的測頭與被測件表面相接觸的測量。（2）非接觸測量——計量器具的測頭與被測