《长度测量基础》PPT课件.ppt
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1、第二章 长度测量基础,本章学习的目的是了解测量的基本概念,量块的基本知识,尺寸传递的目的和意义。了解各种测量器具,各种测量方法的特点和选用原则。了解测量误差的基本概念,以及测量数据处理的基本方法。为将来进行正确的长度测量打下基础。学习要求是掌握长度测量中的术语定义,特别是量块的概念与作用,尺寸传递的目的和意义,以及各种测量器具,各种测量方法的特点和选用原则。重点掌握测量误差的基本概念,以及测量数据处理的基本方法。,2.1 测量的基本概念 测量就是将被测的量与作为单位或标准的量,在量值上进行比较,从而确定二者比值的实验过程。若被测量为L,标准量为E,那么测量就是确定L是E的多少倍,即确定比值qL
2、/E,最后获得被测量L的量值,即:L qE 一个完整的测量过程包含四个要素。,测量对象:主要指几何量。包括长度、角度、表面粗糙度以及形位误差等。计量单位:我国基本计量制度米制。(即公制)长度计量单位:米(m),毫米(mm),微米(um),纳米(nm)角度测量单位:弧度(rad),度()、分()、秒()测量方法:指在进行测量时所采用的计量器具和测量条件的综合。测量的精确度:指测量结果与真值的一致程度。,2.2 尺寸传递,光波波长,国家基准米尺,工作基准米尺,1等线纹尺,1等量块,2等量块,3等量块,2等线纹尺,3等线纹尺,工作计量器具,4等量块,5等量块,6等量块,各种计量器具,工件尺寸,工件尺
3、寸,为了保证零件的互换性,必须保证量值统一。即必须把基准的量值准确地传递到生产中应用的计量器具和工件上,需从组织和技术上建立一套严密而完整的传递系统。由长度的最高基准过渡到国家基准、工作基准、工作器具、被测对象。,目前使用的两种实体基准:线纹尺、量块,一.量块及其传递系统量块的作用:尺寸传递;检定和校准量具和量仪;比较测量中用于调整量具或量仪的零位;也用于加工中机床的调整和工件的检验等。,量块的形状:长方形平面六面体,它有两个测量面和四个非测量面,测量面极为光滑、平整其表面粗糙度Ra值达0.012m以上,两测量面之间的距离即为量块的工作长度(标称度)。,标称长度小于10mm的量块,截面尺寸为3
4、09mm;标称长度大于10mm至1000mm的量块,截面尺寸为359mm。标称长度到5.5mm的量块,其公称值刻印在上测量面上;标称长度大于5.5mm的量块,其公称长度值刻印在上测量面左侧较宽的一个非测量面上。,量块的粘合性:由于量块测量面粗糙度和平面度误差小,在切向推力的作用下,由于分子间的吸引力,两量块能研合在一起。,量块的材料:一般用铬锰钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨、不变形的其它材料。,量块的精度:(两种形式)1、量块按制造精度分为 00、0、1、2、3、K 六级。分级的主要依据是:量块长度极限偏差,(量块长度:量块上测量面上一点到此量块下测量面相研合的辅助体表面间的垂直距离)量块长
5、度变动量,(量块的最大量块长度与最小量块长度之差)测量面的平面度,量块的研合性,量块面的表面粗糙度。,2、量块按检定精度分为 1、2、3、4、5、6 六等。在计量测试部门,量块是尺寸传递的工具。一等量块精度最高,6等精度最低。低一等的量块尺寸是由高一等的量块传递而来。,量块按“级”使用时,以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸,该尺寸包含其制造误差。量块按“等”使用时,必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸,该尺寸不包含制造误差,但包含了检定时的测量误差。就同一量块而言,检定时的测量误差要比制造误差小得多。所以,量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高。,因此量块的“级”和“等”是从成批制造和单个
6、检定两种不同的角度出发,对其精度进行划分的两种形式。,量块的规格:量块是单值量具,一个量块只代表一个尺寸,为了满足一定尺寸范围的不同尺寸要求,量块可以组合使用,为了减少量块的组合误差,应尽量减少量块的组合数目,一般不超过4块。量块共有17种套别,每套数目分别为91、83、46、38、10、8、6、5等。,例如,从83块一套的量块中 36.745 所需尺寸 选取尺寸为36.745mm的量 1.005 第一块量块尺寸 块组,选取方法为:1.24 第二块量块尺寸 4.5 第三块量块尺寸 30.0 第四块量块尺寸,量块的选用:从消去量块最小尾数开始,逐一选取。每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。,量
7、块使用的注意事项:1、量块必须在使用有效期内,否则应及时送专业部门检定。2、使用环境良好,防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤,影响其粘合性。3、分清量块的“级”与“等”,注意使用规则。4、所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干,待量块温度与环境温度相同后方可使用。5、轻拿、轻放量块,杜绝磕碰、跌落等情况发生。6、不得用手直接接触量块,以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精度的影响。7、使用完毕,应用航空汽油清洗所用量块,并擦干后涂上防锈脂存于干燥处。,二.角度传递系统 因为一个圆周角360,无需再建立一个自然基准。但在计量部门,为了工作方便仍以分度盘或棱形块作为角度量的基准。多面棱体有4、
8、8、12、24、36、72面等。例如:八面棱体,在任一横切面上相邻两面法线间的夹角为45,用它作基准可测n45的角度。(n1,2,3),基准多面体自准直仪,多面体工作基准,标准测角仪,角度量块,各种角度量具,多面棱体作角度基准的量值传递系统:,自准直仪,比较法,直接检定,绝对法,相对法,2.3 测量方法与计量器具的分类,1.测量方法的分类:,直接测量,综合测量,接触测量,间接测量,非接触测量,单项测量,在线测量,静态测量,离线测量,动态测量,2.3 测量方法与计量器具的分类,1.测量方法的分类:,直接测量,综合测量,接触测量,间接测量,非接触测量,单项测量,在线测量,静态测量,离线测量,动态测
9、量,直接测量:直接得到被测量值的测量;绝对测量:由仪器刻度尺读出被测参数的整个量值。相对(比较)测量:由仪器刻度尺指示的是被测参数对标准量的偏差。间接测量:通过直接测量与被测参数有已知关系的其它量而得到该被测参数量值的测量。,直接测量,间接测量,2.3 测量方法与计量器具的分类,1.测量方法的分类:,直接测量,综合测量,接触测量,间接测量,非接触测量,单项测量,在线测量,静态测量,离线测量,动态测量,综合测量:同时测量工件上的几个相关参数,综合判断工件是否合格,目的是保证互换性要求。单项测量:单个彼此没有联系地测量工件的单项参数。,综合测量,单项测量,2.3 测量方法与计量器具的分类,1.测量
10、方法的分类:,直接测量,综合测量,接触测量,间接测量,非接触测量,单项测量,在线测量,静态测量,离线测量,动态测量,接触测量:仪器测头与工件被测表面直接接触,有机械作用的测力存在。非接触测量:仪器测头与工件被测表面之间没有机械的测力存在。,接触测量,非接触测量,2.3 测量方法与计量器具的分类,1.测量方法的分类:,直接测量,综合测量,接触测量,间接测量,非接触测量,单项测量,在线测量,静态测量,离线测量,动态测量,在线测量:零件在加工过程中进行的测量,测量结果直接用来控制零件的加工过程;离线测量:零件加工后在检验站进行的测量,测量结果仅限于发现并剔除废品。,在线测量,离线测量,2.3 测量方
11、法与计量器具的分类,1.测量方法的分类:,直接测量,综合测量,接触测量,间接测量,非接触测量,单项测量,在线测量,静态测量,离线测量,动态测量,静态测量:测量时,被测表面与测头是相对静止的;动态测量:测量时,被测表面与测头有相对运动,能反映被测参数的变化过程。,静态测量,动态测量,2.计量器具的分类:,按用途分,实物量具,极限量规,显示式测量仪器,测量系统,在使用中以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具。如:量块、直角尺、各种曲线板、标准量规等。,2.计量器具的分类:,按用途分,实物量具,极限量规,显示式测量仪器,测量系统,实物量具,一种没有刻度的专用检验工具。它不能得出被检验工件
12、的具体尺寸,但能确定被检验工件是否合格。如:光滑极限量规、螺纹极限量规等。,2.计量器具的分类:,按用途分,实物量具,极限量规,显示式测量仪器,测量系统,极限量规,2.计量器具的分类:,按用途分,实物量具,极限量规,显示式测量仪器,测量系统,显示值的测量仪器。显示可以是模拟的或数字的,可以多个量值同时显示,也可以提供记录。如:模拟式电压表、数字式频率计等。,显示式测量仪器,2.计量器具的分类:,按用途分,实物量具,极限量规,显示式测量仪器,测量系统,组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其它设备。,测量系统,2.计量器具的分类:,游标式测量仪器,按结构分,微动螺旋副式测量仪器,机械式测量仪器,
13、光学机械式测量仪器,气动式测量仪器,光电式测量仪器,电学式测量仪器,2.计量器具的分类:,游标式测量仪器,按结构分,微动螺旋副式测量仪器,机械式测量仪器,光学机械式测量仪器,气动式测量仪器,光电式测量仪器,如:游标卡尺、游标高度尺、游标量角器等。,电学式测量仪器,游标式测量仪器,2.计量器具的分类:,游标式测量仪器,按结构分,微动螺旋副式测量仪器,机械式测量仪器,光学机械式测量仪器,气动式测量仪器,光电式测量仪器,如:外径千分尺、内径千分尺、公法线千分尺等。,电学式测量仪器,微动螺旋副式测量仪器,2.计量器具的分类:,游标式测量仪器,按结构分,微动螺旋副式测量仪器,机械式测量仪器,光学机械式测
14、量仪器,气动式测量仪器,光电式测量仪器,如:百分表、千分表、杠杆比较仪、扭簧比较仪等。,电学式测量仪器,机械式测量仪器,2.计量器具的分类:,游标式测量仪器,按结构分,微动螺旋副式测量仪器,机械式测量仪器,光学机械式测量仪器,气动式测量仪器,光电式测量仪器,如:光学计、测长仪、干涉显微镜、工具显微镜等。,电学式测量仪器,光学机械式测量仪器,2.计量器具的分类:,游标式测量仪器,按结构分,微动螺旋副式测量仪器,机械式测量仪器,光学机械式测量仪器,气动式测量仪器,光电式测量仪器,如:流量计式、气压计式等。,电学式测量仪器,气动式测量仪器,2.计量器具的分类:,游标式测量仪器,按结构分,微动螺旋副式
15、测量仪器,机械式测量仪器,光学机械式测量仪器,气动式测量仪器,光电式测量仪器,电学式测量仪器,如:光栅式测量仪、激光干涉仪、激光准直仪等。,光电式测量仪器,2.计量器具的分类:,游标式测量仪器,按结构分,微动螺旋副式测量仪器,机械式测量仪器,光学机械式测量仪器,气动式测量仪器,光电式测量仪器,电学式测量仪器,如:电感式、电容式、电涡流式、磁栅式等。,电学式测量仪器,2.4 计量器具与测量方法的常用术语,1.标尺间距,2.分度值(标尺间隔),3.测量范围(工作范围),4.灵敏度,5.稳定性,6.鉴别力阈,7.分辨力,8.测量结果的重复性,9.测量仪器的示值,10.测量仪器的示值误差,11.测量不
16、确定度,12.修正值,13.测量仪器的最大允许误差,沿标尺长度的同一条线测得的两相邻标尺标记之间的距离。用长度单位表示,与被测量的单位和标在标尺上的单位无关。,2.4 计量器具与测量方法的常用术语,1.标尺间距,2.分度值(标尺间隔),3.测量范围(工作范围),4.灵敏度,5.稳定性,6.鉴别力阈,7.分辨力,8.测量结果的重复性,9.测量仪器的示值,10.测量仪器的示值误差,11.测量不确定度,12.修正值,13.测量仪器的最大允许误差,1.标尺间距,对应两相邻标尺标记的两个值之差。用标在标尺上的单位表示。,2.4 计量器具与测量方法的常用术语,1.标尺间距,2.分度值(标尺间隔),3.测量
17、范围(工作范围),4.灵敏度,5.稳定性,6.鉴别力阈,7.分辨力,8.测量结果的重复性,9.测量仪器的示值,10.测量仪器的示值误差,11.测量不确定度,12.修正值,13.测量仪器的最大允许误差,2.分度值(标尺间隔),测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。,2.4 计量器具与测量方法的常用术语,1.标尺间距,2.分度值(标尺间隔),3.测量范围(工作范围),4.灵敏度,5.稳定性,6.鉴别力阈,7.分辨力,8.测量结果的重复性,9.测量仪器的示值,10.测量仪器的示值误差,11.测量不确定度,12.修正值,13.测量仪器的最大允许误差,3.测量范围(工作范围),测量仪器的响应变化
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