教学课件：第二章技术测量的基本知识及常用量具.ppt

被测量的量值为：X=q E（其中 E计量单位 q测量倍率）一、技术测量的一般概念 测量过程包含测量对象、计量单位、测量方法和测量精度四要素1、测量对象 本课程研究的被测对象是几何量，包括长度、角度、表面粗糙度、形状和位置误差以及螺纹、齿轮的各个几何参数等。,第二章:测量技术的基本知识及常用工具,第一节 技术测量的基本知识,2、计量单位 我国法定计量单位中，几何量中长度的基本单位为米(m)，长度的常用单位有毫米(mm)和微米(m)。几何量中平面角的角度单位为弧度(rad)、微弧度(rad)及度()、分()、秒()。3、测量方法4、测量精度,二、测量方法的分类 1.按实测量值是否为被测量值分类 1)直接测量 2)间接测量 2.按示值是否为被测量的量值分类,1)绝对测量 2)相对测量,3.按工件上是否有多个被测量一起加以测量分类 1)单项测量 2)综合测量,4.按测量时被测表面与计量器具的测头是否接触分类 1)接触测量 2)非接触测量 5.按测量在加工过程中所起的作用分类 1)主动测量 2)被动测量 6.按测量时被测表面与计量器具的测头是否相对运动分类 1)静态测量 2)动态测量,三、计量器具的分类,1.标准量具2.通用量具和量仪3.极限量规4.检验夹具,1、分度值（刻线间距）2、示值范围3、测量范围 4.示值误差5.示值稳定性分辨力 6.校正值（修正值）7.灵敏度 8.灵敏阈9.测量力 10.测量不确定度,四、计量器具的性能指标,1、测量误差的基本概念.绝对误差：是指被测量的测得值与其真值之差，（可正可负）即：,被测量的真值：,五 测量误差,相对误差：测量误差（绝对值）与真值之比（百分比）。,1.计量器具的误差,2.方法误差3.环境误差4.人员误差,图 用游标卡尺测量轴径,图 正态分布曲线,3、测量误差的分类,1.系统误差2.随机误差3.粗大误差,1)随机误差的分布规律及特性 2)随机误差的评定指标 标准偏差对随机误差分布特性的影响,随机误差的标准偏差 3)随机误差的极限值 表 四个特殊t值对应的概率,(a)精密度高(b)正确度高(c)准确度高,1.正确度 2.精密度 3.准确度,六、测量精度的分类,七、测量误差的处理,一、测量列中随机误差的处理 1.计算测量列的算术平均值,2.计算残差3.估算测量列中单次测得值的标准偏差,贝塞尔公式,单次测得值的测量结果xe,4.计算测量列算术平均值的标准偏差,测量列算术平均值的测量极限误差,xe=xi3(3.11),多次(组)测量所得算术平均值的测量结果xe,图 x与的关系,二、测量列中系统误差的处理 1.定值系统误差的处理,2.变值系统误差的处理,四、等精度测量列的数据处理,三、测量列中粗大误差的处理,(a)定值系统误差(b)线性系统误差(c)周期系统误差,图3.12 变值系统误差的发现,表 千分尺和游标卡尺的测量不确定度(摘自JB/Z 18182,表 比较仪的测量不确定度(摘自JB/Z 18182),表 指示表的测量不确定度(摘自JB/Z 18182),第二节、测量长度尺寸的常用量具,长度量值传递系统,一、量块,1)量块的中心长度 2)量块(测量面上任意点)的长度3)量块长度的标称值 4)量块长度的实测值 5)量块的长度变动量 6)量块的长度偏差,2)量块的分等（检定精度分6级）：1，2，3，4，5，6 精度等级由高到低,量块分等的依据：量块长度的不确定度和量块长度变动量的允许值。按等使用时，应以检定后所给出的量块中心长度的实测值作为工作尺寸，该尺寸排除了量块制造误差的影响，仅包括了检定时较小的测量误差。精度比较：按“等”使用比按“级”使用高。,2.量块的精度等级 1)量块的分级（制造精度分6级）：00，0，K，1，2，3 精度等级由高到低 量块分级的依据：量块长度极限偏差和量块长度变动量的允许值。按级使用时，应一量块长度的标称值作为工作尺寸，该尺寸包括了量块的制造误差。,表2-1成套量块尺寸表（摘自GB6093-85）,例如：要组成38.935mm的尺寸，若采用83块一套的量块，选取方法如下：,38.935,-1.005,37.93,-1.43,36.5,-6.5,30,第四块量块的尺寸为30,第二块量块的尺寸为1.43,第三块量块的尺寸为6.5,第一块量块的尺寸为1.005,例如：要组成30.597mm的尺寸，若采用46块一套的量块，选取方法如下：,30.597,-1.007,29.59,-1.09,28.5,-1.5,27,第四块量块的尺寸为7,第二块量块的尺寸为1.09,第三块量块的尺寸为1.5,第一块量块的尺寸为1.007,-7,20,五块量块的尺寸为20,二、游标卡尺,10分度游标卡尺的原理（0.1mm）,主尺的最小分度是1mm,游标尺上有10个小的等分刻度,它们的总长等于9mm，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.1mm,当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第10条刻度线与主尺的9mm刻度线重合,其余的刻度线都不重合。所以，游标尺上每个小格的实际长度是0.9mm，但是在计算读数时它“代表”0.1mm。,游标卡尺的测量原理,主尺,游标,0,1,cm,主尺上的1个最小分度与游标上1个分度相差为多少呢？,0.1毫米,主尺,游标,0,1,cm,当被测量的物体长度为零时，游标上的哪一根刻度线与主尺上刻度线相重合呢？,游标卡尺的测量原理,当被测量的物体厚度为0.1mm时，游标上的哪一根刻度线与主尺上刻度线相重合呢？,游标卡尺的测量原理,0.1mm,主尺,游标,0,1,cm,当被测量的物体厚度为0.1mm时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？,游标卡尺的测量原理,主尺,游标,0,1,cm,当被测量的物体厚度为0.1mm时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？,游标卡尺的测量原理,只有第一条刻度线与主尺上的1毫米刻度线重合，其余的刻度线都与主尺上的刻度线不重合。,当被测量的物体厚度为0.6mm时，游标上的哪一根刻度线与主尺上刻度线相重合呢？,游标卡尺的测量原理,0.6mm,主尺,游标,0,1,cm,当被测量的物体厚度为0.6mm时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？,游标卡尺的测量原理,主尺,游标,0,1,cm,当被测量的物体厚度为0.6mm时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？,4、游标卡尺的测量原理,只有第6条刻度线与主尺上的刻度线重合，其余的刻度线都与主尺上的刻度线不重合。,当被测量的物体厚度为27.7mm(2.77cm)时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？,游标卡尺的测量原理,27.7mm(2.77cm),主尺,游标,0,1,cm,游标卡尺的测量原理,当被测量的物体厚度为27.7mm(2.77cm)时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？,游标卡尺的测量原理,当被测量的物体厚度为27.7mm(2.77cm)时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？,只有第7条刻度线与主尺上的刻度线重合，其余的刻度线都与主尺上的刻度线不重合。,主尺,cm,3,0,10,游标,27mm,当被测量的物体厚度为27.7mm(2.77cm)时，游标上的第7根刻度线与主尺上刻度线相重合。,游标卡尺的读数方法,主尺,cm,3,10,游标,0,27,L=,27,+,0.7,70.1,=27.7mm,游标卡尺的读数练习：,主尺,cm,2,L=,15,+,0.3,30.1,=15.3mm,15,游标卡尺的读数练习：,主尺,cm,2,L=,20,+,0.0,0,=20.0mm,20,3,游标卡尺的读数练习：,主尺,cm,11,L=,111,+,0,0,=111.0mm,111,12,请你读出下列游标卡尺的读数：,主尺,cm,5,L=,52,+,0.6,=52.6mm,52.6,6,请你读出下列游标卡尺的读数：,主尺,cm,10,L=,95,+,0.5,=95.5mm,95.5,20分度游标卡尺的原理（0.05mm）,主尺的最小分度是1mm,游标尺上有20个小的等分刻度它们的总长等于19mm，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.05mm,当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第20条刻度线与主尺的19mm刻度线重合,其余的刻度线都不重合。所以，游标尺上每个小格的实际长度是0.95mm，但是在计算读数时它“代表”0.05mm。游标的第n条刻度线与主尺的刻度线重合，就是0.05n毫米。,游标卡尺的读数方法（二十分度）,主尺,cm,11,10,游标,0,105,L=,105,+,0.00,00.05,=105.00mm,12,20,主尺,cm,2,10,游标,0,L=,15,+,0.35,=15.35mm,3,请你读出下列游标卡尺的读数：,20,15.35,主尺,cm,1,10,游标,0,L=,5,+,0.95,=5.95mm,2,请你读出下列游标卡尺的读数：,20,5.95,50分度的游标卡尺的读数道理和10分度、20分度的一样。复习到这里，你想出来了吗？,50分度的应该怎么读呢？,50分度游标卡尺（0.02 mm）,主尺的最小分度是1 mm,游标尺上有50个小的等分刻度它们的总长等于49 mm，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.02 mm,游标卡尺的读数方法：,先看游标尺的零刻线在主尺的多少毫米刻度线的右边，读出所测长度的以毫米为单位的整数部分；再看游标尺上第几条刻度线与主尺上的刻线对齐，将对齐的游标尺刻线与游标尺零线间的格数乘以卡尺的精确度，就是所测长度以毫米为单位的小数部分；以上两部分相加就是卡尺的读数。,游标卡尺的读数规则：,整毫米数由主尺读出；小数部分由游标尺读出具体方法：游标尺上的刻度线与主尺上的某一刻度线重合，查游标尺的这条刻线到零刻线间的格数 N,10分度卡尺：主尺读数+0.1N mm读数的末位（10-1 mm）可以是09中的数字；,20分度卡尺：主尺读数+0.05N mm读数的末位（10-2 mm）只能是0或5；,50分度卡尺：主尺读数+0.02N mm 读数的末位（10-2 mm）可以是0、2、4、6、8中的数字。,如果我以光速行进，你看会有什么现象发生？,怎么样？相信我的相对论了吧！,三、螺旋测微器,1、外径百分尺,1.原理：精密螺纹的螺距为0.5mm，即D每旋转一周，F前进或后退0.5mm。可动刻度 E上的刻度为50等份，每一小格表示0.01mm。,2.螺旋测微器的读数方法：,测量时被测物体长度的整数部分有固定刻度上读出，小数部分由可动刻度E读出（注意要估读一位数）。读数时，特别要注意固定刻度上表示0.5mm 的刻度线是否从“旋转套”边缘露出，避免少读0.5mm。可根据“可动刻度”上“0”的位置来判断：“0”在基准线上方未露出，“0”在基准线下方已露出。,06年5月深圳市第二次调研考试111）,（1）图（甲）是用一主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量一工件的长度，结果如图所示。可以读出此工件的长度为_mm图（乙）是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数，此读数应为 _ mm.,102.35,5.5450.001,07学年南京市期末质量调研12(1),12（10分）（1）写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数：游标卡尺的读数 mm；螺旋测微器的读数 mm。,10.55,3.618,06年广东东莞中学高考模拟试题11(1),11（1）用螺旋测微器测量某一物体厚度时，示数如图甲所示，读数是 _ mm。用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图乙所示，则读数分别为_ mm,1.193,11.50,07年佛山市教学质量检测11.1,11（1）某同学用游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图所示，则该工件的长度L cm。,2.030,07年扬州市期末调研测试12(1),12（1）用游标卡尺测量某一物体的厚度，如图所示，正确的读数是 mm,29.35,07年苏锡常镇四市一模12,12（1）用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图所示由图可读出金属丝的直径为 mm（2）现用游标为50分度的卡尺的（填图中的A或B）测脚，测定某圆筒的内径，卡尺上的示数如图，可读出圆筒的内径为 mm,1.555,A,11.14,07届南京市综合检测(一)9,9、一同学用游标卡尺测一根金属管的深度时，游标卡尺上的游标尺和主尺的相对位置如图甲所示，则这根金属管的深度是 cm；该同学用螺旋测微器测量小零件的厚度时螺旋测微器上的示数如图乙所示，则小零件的厚度为 cm,1.055,0.8464,07年广东普宁市华侨中学三模卷13(1),13（1）读出游标卡尺和螺旋测微器的读数：游标卡尺读数为_cm螺旋测微器读数为_mm,5.45,6.725,2007年天津理综卷22(1),22（1）一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49 mm。用它测量某物体长度，卡尺示数如图所示，则该物体的长度是_ cm。,4.120,（漏掉末位有效数字“0”不给分）,四、指示式量具,1、百分表2、千分表,3、杠杆千分尺,百分表是一种长度测量工具，百分表是一种精度较高的比较量具，它只能测出相对数值，不能测出绝对值。广泛用于测量工件几何形状误差及位置误差.百分表具有防震机构，使用寿命长，精度可靠。（如圆度、平面度、垂直度、跳动等），也可在机床上于工件的安装找正。,百分表,百分表的刻度值为0.01mm测量范围为0-3、0-5、0-10mm。,百分表的结构,挡帽,转数指示盘,指针,表盘,转数指示针,表圈,测量头,测量杆,套筒,表体,百分表的结构原理,当测量杆向上或向下移动1mm时，通过齿轮传动系统带动大指针转一圈，同时小指针转一格。大指针每转一格读数值0.01mm，小指针每转一格读数为1mm。小指针处的刻度范围为百分表的测量范围。测量的大小指针读数之和即为测量尺寸的变动量。刻度盘可以转动，供测量时大指针对零用。百分表的测量准确度为0.01mm。,百分表常装在常用的普通表架或磁性表架上使用，测量时要注意百分表测量杆应与被测表面垂直。测量头与被测表面接触时，测量杆应预先压缩0.31mm。测量的应用举例见图714所示。其中：a)是检查外圆对孔的圆跳动、端面对孔的圆跳动。b)是检查工件两平面的平行度。c)内圆磨床上四爪卡盘安装工件时找正外圆。,百分表读数方法,读数时眼睛要垂直于表针，防止偏视造成读数误差。小指针指示整数部分，大指针指示小数部分，两者相加即为测量结果,百分表的装夹及对零,用手压几下活动测头，百分表指针移动应平稳、灵活、无卡滞现象。然后对零，一手压活动测头，一手握住手柄，将测头放入环规内，使固定测头不动。在轴向平面左右摆动内径表架，找出最小读数即“拐点”。转动百分表刻度盘，使零线与指针的“拐点”处相重合，对好零位后，把百分表取出。对好零位后的百分表，不要松动夹紧手柄，以防零位发生变化；测量时一手握住上端手柄，另一手握住下端活动测头，倾斜一个角度，把测头放入被测孔内，然后握住上端手柄，左右摆动表架，找出表的最小读数值，即为“拐点”值；该点的读数值就是被测孔径与环规孔径之差。为了测出孔的圆度，可在同一径向截面内的不同位置上测量几次；为了测出孔的圆柱度，可在几个径向平面内测量几次。,百分表使用注意事项,1。远离液体,不使冷却液、切削液、水或油与内径表接2.在不使用时,要摘下百分表,使表解除其所有负荷,让测量杆处于自由状态3.成套保存于盒内,避免丢失与混用。,安装在专用夹持架上的百分表,千分表概述,千分表（0.001mm）是一种高精度的长度测量工具，广泛用于测量工件几何形状误差及相互位置误差。,百分表,千分表,百分表和千分表按其制造精度，可分为0级、1级、2级三种，0级精度较高。使用时，应按照零件的形状和精度要求，选用合适的百分表或千分表的精度等级和测量范围。,第三节 测量角度的量具,一、万能游标量角器,万能角度尺又被称为角度规、游标角度尺和万能量角器，它是利用游标读数原理来直接测量工件角或进行划线的一种角度量具。适用于机械加工中的内、外角度测量，可测 0-320 外角及 40-130内角。,万能角度尺的读数机构是根据游标原理制成的。主尺刻线每格为1。游标的刻线是取主尺的29等分为30格，因此游标刻线角格为29/30，即主尺与游标一格的差值为，也就是说万能角度尺读数准确度为2分。其读数方法与游标卡尺完全相同。,测量时应先校准零位，万能角度尺的零位，是当角尺与直尺均装上，而角尺的底边及基尺与直尺无间隙接触，此时主尺与游标的“0”线对准。调整好零位后，通过改变基尺、角尺、直尺的相互位置可测试0320范围内的任意角。,万能角度尺的结构：它由尺身、90角尺、游标、制动器、基尺、直尺、卡块等组成。,应用万能角度尺测量工件时，要根据所测角度适当组合量尺。,用万能角度尺测量零件角度时，应使基尺与零件角度的母线方向一致，且零件应与量角尺的两个测量面的全长上接触良好，以免产生测量误差,万能角度尺的读数方法先读出游标零线前的角度是几度，再从游标上读出角度“分”的数值，两者相加就是被测零件的角度数值。在万能角度上，基尺是固定在尺座上的，角尺是用卡块固定在扇形板上，可移动尺是用卡块固定在角尺上。若把角尺拆下，也可把直尺固定在扇形板上。由于角尺和直尺可以移动和拆换，使万能角度尺可以测量0的内角度)。,二、水平仪,水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中,用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。,按水平仪的外形不同可分为：框式水平仪和尺式水平仪两种；,1。水平仪的用途,2、水平仪的分类,按水平仪的工作原理可分为水准器水平仪和电子式仪,水准器水平仪又分为钳工水平仪、框式水平仪和合像水平仪,按水准器的固定方式又可分为：可调式水平仪和不可调式水平仪。,