测量基础知识和操作培训精要.ppt

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1、-龚俊庆,测量基础知识和操作,一、测量误差与测量不确定度,二、测量的基本原则和特性,主要内容,三、测量的五大原则,四、测量方法的选择,五、量具的正确使用,六、长度检测、角度检测、轴径测量、轴孔测量、表面粗造度测量及形位误差测量检测方法和有关注意事项,测量误差,1、测量误差的定义(JJF1011-2011 5.3)测得的量值减去参考量值。,第一章 测量误差与测量不确定度,测量不确定度,1、测量不确定度的定义(JJF1059.1-2012)根据所用到的信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数2、测量不确定度的来源：环境、设备、人员、方法,第一章 测量误差与测量不确定度,测量误差与测量不确定度的主要

2、区别,第一章 测量误差与测量不确定度,如何测量如图所示工件？,、能不能测？需考虑工件特性（尺寸、精度、批量等）设备条件如何？测量环境、效率、成本、怎样测？、测量结果如何？、测量结果应用,第二章 测量的基本原则和特性,几何量测量的五大原则,为了保证正确可靠的测量，人们在测量实践中总结出了五条基本原则，即：阿贝原则封闭原则最小变形原则最短测量链原则基准统一原则 这些基本原则在拟定测量方法时应根据具体情况侧重选择，尽量遵守。,第二章 测量的基本原则和特性,待检尺,标准尺,第二章 测量的基本原则和特性,并联布线（不符合阿贝原则：被测线与测量线相距时引起的测量误差约为：=Stan S 可见，测量误差与S

3、、成正比，与倾角成一次关系，习惯上称一次误差。,阿贝误差,并联测量,例 设 S=100mm,=0.0001rad 则得:=10um 这说明当不遵守阿贝原则测量时，由于工作台移动时直线度误差所引起的测量误差为一次大误差。,第二章 测量的基本原则和特性,串联布线（符合阿贝原则）：,测量误差为：=L(1-cos)=2L(sin/2)当很小时:L/2 可见测量误差与L 成正比，因为与倾角成二次方关系，所以习惯上称二次误差。,串联测 量,例 设 L=1000mm,=0.0001rad,则得:=0.005um 可见，当遵守阿贝原则测量时，即使测量时导轨的直线度有误差，所引起的测量误差为二次微小误差,也是完

4、全可以忽略不计的。,第二章 测量的基本原则和特性,阿贝误差,阿贝原则的意义就在于它避免了因导轨有误差而引起测量的一 次大误差。A.在量仪设计中，遵守阿贝原则可相应降低仪器导轨的精 度，而测量精度却比较高。B.在测量中，遵守阿贝原则可提高测量精度。当使用不符合阿贝原则的测量仪器时，应尽量减小测量一次大 误差，以提高仪器的使用精度。以下哪些仪器是符合阿贝原则的？,第二章 测量的基本原则和特性,第二章 测量的基本原则和特性,换句话说：将被测物与标准尺沿测量轴线成直线排列测量”。测量精度最高，测量误差仅为：=5um，这就是阿贝原则。如条件许可，应尽可能遵循阿贝原则。比如千分尺、百分表的使用。“将被测物

5、与标准尺沿着测量轴线平行排列测量”，不符合阿贝原则，测量精度略差，测量误差为=10um，比如游标卡尺和高度尺的使用。,基本原则和,原则：在测量中如能满足封闭条件，则圆周分度间隔误差的总和必然为零。它由圆周分度的自然封闭特性得到。应用-自测：不需高一级的标准量就可实现本身的高精度测量。,第二章 测量的基本原则和特性,例 下面两种方形角尺垂直度误差测量方法。,(2)用自准直仪自测,(1)用直角尺比较,第二章 测量的基本原则和特性,第二章 测量的基本原则和特性,例：利用封闭原则测量四方体的四个角，相对于面的读数偏差分别为5、3、-1、+1，求四个角的实测偏差。,答案：四个角的实际值为3、1、-3、-

6、1,原则：为使测量结果准确可靠，在测量过程中应使各种原因引起的变形 为最小。变形原因：接触变形、自重变形、热变形减少变形的方法：接触变形：根据接触体的材料和形状正确选择测量力、接触形式 和适当的测量方法。测力：可依被测件的标准公差、材料来规定其大小。接触形式：点接触、线接触、面接触。测量方法：如用相对测量法或两次读数法，以减小或抵消变形的影响。,最小形变原则,第二章 测量的基本原则和特性,自重变形：大小与零件的支承方式和支承点位置有关。如一长形工件，若支承点为：l=0.2203L,白塞尔点-杆的长度变化最小；一般线纹尺测量时采用.l=0.2113L,艾利点-杆的两端面平行度变化最小。测大尺寸量

7、块量时采用。l=0.2232L-杆的中间和两端变形（下降）量相等，杆的全长弯曲变形最小。测大尺寸的平面度、直线度时采用。l=0.2386L-中间弯曲量为零。换句话说：为了减少长形工件测量时的形变，架起工件二端支承点位置，平均为长形工件总长度的22%。热变形：等温、避免局部受热,最小形变原则,第二章 测量的基本原则和特性,在精密测量中，从感受到被测量到指示装置显示出被测量，其中经过的转换链有：测量链、指示链、辅助链。在测量链各个环节不可避免地引入误差，环节越多，误差因素就越多。为了保证一定的测量精度，测量链应最短，这便是测量链最短原则。如:在立式光学计中测量块的变动量.在万能工具显微镜上用影像法

8、测量小于半圆的圆弧半径。,最短测量链原则,第二章 测量的基本原则和特性,设计基准、工艺基准、加工基准、装配基准与测量基准相一致，称为五基准统一原则。在工艺设计和加工中力求达到与设计、装配基准相统一，测量时也是如此。在设计基准难以与工艺、加工基准相统一的条件下，测量基准首选与设计基准相统一。,基准统一原则,第二章 测量的基本原则和特性,基准统一原则,第二章 测量的基本原则和特性,测量方法,JJF1001-2011中给出的定义：4.5、测量方法：对测量过程中使用的操作所给出的逻辑性 安排的一般性描述。广义的理解：完成测量任务所用的方法、量具或器具，及 测量条件（含标准器、接触方式、定位方法、环境条

9、件 等）的总和。对几何量的测量而言，则是根据被测参数的特点，如公差 值、大小、轻重、材质、数量等，并分析研究该参数与其 他参数的关系，最后确定对该参数如何进行测量的操作方 法。,第四章 测量方法的选择,测量方法,基本的测量方法直接测量&间接测量 绝对测量&相对测量 接触测量&非接触测量 单项测量&综合测量工序测量&终结测量 主动测量&被动测量零位法 偏位法 替代法 累积法,第四章 测量方法的选择,测量方法,第四章 测量方法的选择,零位法：利用惠斯登电桥测量电阻（或电容、电感）是这种方 法的一个典型例子。天平、检流计等偏位法：在测量过程中,用仪器表指针的位移(即偏差)来表示 被测量的测量方法。累

10、积法：把某些难以用常规仪器直接测量的物理量用累积的方 法，将小量变大量，不仅便于测量，而且还可以提高 测量准确度。如小样品的质量。,测量方法的正确选择,1、测量方法选择的基本原则：在满足精度的前提下，选择最经济的方法。2、选择计量器具准确度的方法：选择计量器具准确度取决于测量方法的准确度系数K，K值一般取1/31/10。测量准确度较高、测量对象的公差值小，K值可等于或接近1/3；测量准确度较低、测量对象的公差值大，K值可以小一些，最小为1/10；一般情况下取1/5。K=/T=KT式中：测量方法的极限误差；T被测对象的公差值。按照国家标准 GB/T31772009产品几何技术规范(GPS)光滑工

11、件尺寸的检验中规定选择计量器具。所选计量器具的测量不确定度u小于或等于测量不确定度的允许值u1。,第四章 测量方法的选择,（接上页）计量器具的测量不确定度允许值u1按测量不确定度与工件公差的比值分档，IT6IT11分为，三档，IT12IT18分为,两档，对应比值分别是1/10,1/6,1/4。计量器具的测量不确定度允许值u1约占测量不确定度的1/9。详见GB/T3199-2009产品几何技术规范(GPS)光滑工件尺寸的检验。测量器具选择还需根据工件外形、大小、重量、材料、刚性和表 面粗糙度等；3、测量方法选择的经济原则：测量时间短、效率高，测量器具简单、可靠、易维护、操作方便，测量人员少、技术

12、要求低。,第四章 测量方法的选择,测量方法的正确选择,4、常用游标卡尺和千分尺精度（最大允许误差）150机械（数显）游标卡尺精度0.02mm300机械（数显）游标卡尺精度 0.04mm500机械（数显）游标卡尺精度0.05mm数显千分尺 精度 0.002mm机械千分尺 精度 0.004mm5、举例根据图纸工件公差值选择量具例1、某圆棒的设计尺寸为200-0.025mm，如何选择计量器具？1/5*0.025=0.005 即只能选用千分尺测量工件外圆尺寸。例2、某钣金件的设计尺寸为70 0.2mm，如何选择计量器具？1/5*0.2=0.04 即选用150卡尺测量工件尺寸。,第四章 测量方法的选择,

13、其 它,1标准件的选择：标准件的形状和大小应尽量与被测件一致；其精度等级要比被测件高，满足(1/31/10)原则；材料的性能稳定，耐磨性好，与工件近似或一致。,第四章 测量方法的选择,其 它,第四章 测量方法的选择,2、测量基面的选择：测量时用作被测量值的起始所依据的面、线、点统称为测量基面；选择测量基面时应遵守基面统一原则：即测量基面应和设计基面、工艺基面、装配基面相一致。辅助基面的选择：精度较高、稳定性好；与各被测量之间关系密切。,其 它,3、定位基面的选择常见两种情况：一是测量基面直接作为定位基面，另一种是测量 基面不能作定位基面。在选择定位方法时，一般只需约束影响被测量轴线与标准量轴线

14、 相对位置的自由度即可。定位基面处于正确位置，并在整个测量 过程中保持不变。最典型的四种定位方法：面定位：平面定位 外圆柱面定位（如V形体定位）内圆柱面定位（如心轴定位），线定位：主要为顶尖定位。,第四章 测量方法的选择,其 它,4.测量环境的选择（温度、湿度、震动等）测量环境始终影响着测量，测量准确度要求越高，对测量环境的 要求也越高。影响测量的主要环境因素有：温度、湿度、腐蚀性气体、振动和灰尘等;其中温度对测量的影响最大,第四章 测量方法的选择,其 它,第四章 测量方法的选择,(1)温度标准温度：我国规定以20为标准温度。我们现在所指的测量长度，一般都是在标准温度下的长度。温度误差：由于测

15、量条件的温度对标准温度有偏差，这样就引起测 量误差，也可叫做温度误差。其所以产生测量误差的原因是：被测工件与计量器具的温度各不相同；被测工件与计量器具的线膨胀系数不同。温度误差的计算：,式中：L 被测长度；2、t2分别为被测工件线膨胀系数和温度 1、t1分别为计量器具线膨胀系数和温度;,其 它,第四章 测量方法的选择,例1:用相对法测量量块，已知标准量块和被检量块的温度分别 为21.8C和20.8C，量块的温度线膨胀系数为=11.610-6/C，测得被检量块相对标准量块的偏差为0.33um，由检定证书知标准量块的长度为100.00025mm，求被检量块在20C时的长度L是多少？例2:在测长机上

16、用绝对法测量一尺寸为L=8000.02mm的工 件。设测长机的机身材料为铸铁(1=10.410-6/C)。工件材料为钢（2=11.610-6/C），上午测量时的温度：工件为22C，测长机为21 C；下午测量时，工件为23C，测长机为20 C。求上、下午测量值的差别。（-11）,其 它,第四章 测量方法的选择,消除温度误差的途径：正确选择量具和仪器标准刻线尺的线膨胀系数，应尽可能使1=2=，则上式可写成：LC2=L（t2-t1）定温的方法：既尽可能使t1=t2。所谓定温，是指被测工件和量具或仪器置于同一温度条件下，经过一定时间，使二者温度与周围温度一致。,测量条件的温度恒定计量室不仅应根据要求控

17、制对标准温度的偏差，还要求其温度恒定，允许它有变化，但只允许缓慢的变化，不许突变。通常是通过计量室中的恒温装置来实现的。温度不恒定，定温也无法实现。对温度的控制还应注意局部辐射热的影响。,第四章 测量方法的选择,其 它,第四章 测量方法的选择,(2)湿度 如以光的波长作标准进行直接测量，湿度将直接影响测量精度如果采用比较测量时，湿度对测量无直接影响。但是湿度超过60%时，仪器容易生锈，光学镜头会发霉等。(3)振动 不仅直接影响测量的精度（如破坏光学成象、破坏已调整好的工件和仪器相对位置等），而且还对仪器精度、寿命都有影响。(4)灰尘 导致仪器磨损，对光学仪器成象的清晰度也有影响；工件上的灰尘，

18、将对测量产生直接的影响。(5)腐蚀性气体,游标的使用方法 测量外尺寸时，应先把量爪张开得比被测尺寸稍大，再把固定测量爪与被测表面靠上，然后慢慢推动尺框，如图所示，使活动测量爪轻轻地接触被测表面，并稍微游动一下活动测量爪，以便找出最小尺寸部位，可获得正确的测量结果。卡尺的两个测量爪应垂直于被测表面。同样道理，读数之后要先把活动测量爪移开，再从被测件上取下卡尺；在活动测量爪还没松开之前，不允许猛力拉下卡尺。测量内孔直径时，应先把测量爪张开的比被测尺寸稍小，再把固定测量爪靠在孔壁上，然后慢慢拉动尺框，如图所示，使活动测量爪沿着直径方向轻轻接触孔壁，再把测量爪在孔壁上稍微游动一下，以便找出最大尺寸部位

19、。注意测量爪应放在孔的直径方向。,一、卡尺的使用与维护,第五章 量具的正确使用,测量沟槽宽度时，卡尺的操作方法与测量孔径相似，测量爪的位置也应摆正，要垂直于槽壁，测量深度时，应使游标卡尺的尺身下端面与被测件的顶面贴合，向下推动深度尺，使之轻轻接触被测底面，测量的注意事项：（1）测量力要适当，可使用带有微动装置（同时还能控制测量力）的卡尺。（2）选用测量爪适当的部位，测量时应尽量避免使用刀口形测量面而使用靠近尺身的平测量面。（3）测量温度要适宜，当卡尺和被测件的温度相同时，测量温度与标准温度的允许偏差可适当放宽。（4）适当增加测量次数，取平均值。,一、卡尺的使用与维护,第五章 量具的正确使用,游

20、标卡尺的维护保养 使用游标卡尺，除了要遵守测量器具维护保养的一般事项外，还要注意以下几点：（1）不允许把卡尺的两个测量爪当做螺钉扳手用，或把测量爪的尖端用作划线工具、圆规等。（2）不准把卡尺代替卡钳、卡板等，在被测件上来回推拉。（3）移动卡尺的尺框和微动装置时，不要忘记松开紧固螺钉；但也不要松得过量，以免螺钉脱落丢失。（4）测量结束要把卡尺平放，尤其是大尺寸的卡尺更应注意，否则尺身会弯曲变形。（5）带深度尺的游标卡尺，用完后，要把测量爪合拢，否则较细的深度尺露在外边，容易变形甚至折断。（6）卡尺使用完毕，要擦净上油，放到卡尺盒内，注意不要锈蚀或弄脏。,一、卡尺的使用与维护,第五章 量具的正确使

21、用,1、使用前的注意事项：（1）使用前先用软布或干净棉丝擦净两个测量面，然后转动微分筒和棘轮，使这两个测量面轻轻地接触并使棘轮发出“咔咔”的声音。这时看两测量面间有没有间隙（漏光），以检查测量面的平行性。再看“0”位是否对准，如果“0”位不对应重新调整。0-25毫米的千分尺可直接校对“0”位，大于25毫米的千分尺用校对杆校对。（2）旋转微分筒时，微分筒应能够自由灵活并谐调地沿固定套筒移动，而不应有磨卡和任何不灵活的现象。（3）被测工件表面，必须经拭揩干净，以免脏物损坏测量面或影响测量精度，如发现测量面有毛刺，可用天然油石轻轻地将毛刺抛去。,二、千分尺的使用与维护,第五章 量具的正确使用,2、千

22、分尺的正确使用：（1）测量时左手握住尺架，右手转动微分筒，当测量面快要与零件表面接触时再旋转棘轮至到发出“咔咔”的响声后便可以读数。如果把千分尺从工件上取下来读数，应先搬动止动器把测杆固定后再取下尺来读数，这样的方法尽量少用，因为容易磨损测量面。（2）旋转微分筒不要很快，以防测量面相撞挤坏千分螺杆和螺母，更不能用手掌握着微分筒使劲地拧动。旋转棘轮时要用力均匀转动平缓，不要猛力旋转，这样会使测力不稳，也容易发生撞击。（3）退尺时应转动微分筒，而不应旋转后盖和棘轮，以免零件松动影响“0”位。（4）大量测量时可以把千分尺夹在钳子上，左手拿件，右手操作千分尺进行测量。（5）为了消除测量误差，可以在原地

23、方多测几次取平均数。为了测量某些工件是否产生隋圆或锥度，更需要对不同的方向不同的位置作反复测量。,二、千分尺的使用与维护,第五章 量具的正确使用,千分尺读数方法1、先读整数：看固定套筒上的主尺被微分筒露出来的的刻线是多少，这时要特别注意0.5毫米线是否露出来了，否则就会多读0.5mm。2、读小数：看微分筒上的哪条刻线与主尺上的水平线对齐。如果0.5刻线没露出来，那么微分筒上的数就是读得的小数，如果0.5刻线露出来了，那么还须在小数部分加上0.5。3、估读小于0.01的小数：如果微分筒上哪一条刻线都未与主尺水平线对齐，那么我们就读取相邻两刻线中数值较小的那一刻线数值，再看第十分之几的地方和水平线

24、对齐就再读取十分之几丝（即m位小数）。三次读数相加就是千分尺所表示的尺寸。,二、千分尺的使用与维护,第五章 量具的正确使用,千分尺的维护和保养1、千分尺用完后，应用干净的白布将切屑、冷却液等脏物擦净。用汽油清洗两测量面，然后涂上凡士林放在盒内。注意放时要使两测量面相互离开，以免腐蚀。2、千分尺的各回转付不能加普通机油、煤油、凡士林、酒精、柴油等润滑，更不能在机油里浸泡。需要润滑时应加轻质润滑油。3、不能用千分尺测量粘有研磨剂的工件，测量面不允许用砂布或金刚砂随意研磨。,二、千分尺的使用与维护,第五章 量具的正确使用,百分表使用与维护1）使用前，应检查测量杆活动的灵活性。即轻轻推动测量杆时，测量

25、杆在套筒内的移动要灵活，没有如何轧卡现象，每次手松开后，指针能回到原来的刻度位置。2）使用时，必须把百分表固定在可靠的夹持架上。切不可贪图省事，随便夹在不稳固的地方，否则容易造成测量结果不准确，或摔坏指示表。3）测量时，不要使测量杆的行程超过它的测量范围，不要使表头突然撞到工件上，也不要用百分表测量表面粗糙度或有显著凹凸不平的工作。4）测量平面时，百分表的测量杆要与平面垂直，测量圆柱形工件时，测量杆要与工件的中心线垂直，否则，将使测量杆活动不灵或测量结果不准确。5）为方便读数，在测量前一般都让大指针指到刻度盘的零位。6）百分表不用时，应使测量杆处于自由状态，以免使表内弹簧失效。,三、百分表的使

26、用与维护,第五章 量具的正确使用,1.使用前，先将万能角度尺擦拭干净，再检查各部件的相互作用是否移动平稳可靠、止动后的读数是否不动，然后对零位；2.测量时，放松制动器上的螺帽，移动主尺座作粗调整，再转动游标背面的手把作精细调整，直到使角度尺的两测量面与被测工件的工作面密切接触为止。然后拧紧制动器上的螺帽加以固定，即可进行读数；3.测量完毕后，应用汽油或酒精把万能角度尺洗净，用干净纱布仔细擦干，涂以防锈油，然后装入匣内。,四、角度尺的使用与维护,第五章 量具的正确使用,（1）不准用手触摸量规的工作表面，以免引起生锈。（2）使用期间，要把量规放在适当的地方，如工具柜的台面上或机床不动部分的木垫板上

27、，不要放在机床刀架上或机床导轨上，以免造成损坏。（3）不论是经常使用的量规还是不经常使用的量规，都要定期进行外部检查，看有没有损伤、锈蚀或变形。假如，发现量规开始生锈，应及时放进汽油内浸泡一段时间，再取出仔细擦干净，并涂上防锈油。（4）不要把两个量规的工作表面配合在一起保存（如塞规和环规套在一起），否则两个工作表面会相互胶合，加外力分开时会受到不必要的损伤。（5）量规使用完毕，要用清洁的棉纱或软布擦干净，放在专用木盒内，然后收存到工具柜里；片形量规也可以挂在工具柜里。如果天气潮湿或隔一段时间才能使用时，擦干净后在涂上一层无酸凡士林或防锈油。保管量规的地方必须干燥。,五、塞规的使用与维护,第五章

28、 量具的正确使用,表征几何特性的量称为几何量。它包括长度、角度、几何形状、相互位置、表面粗糙度等。从物理学观点看，称之为几何量是因为它所体现的量属于几何学中的空间位置、形状和大小。几何量检测的内容包括长度（端度和线纹）检测，角度检测和工程参量（平直度、粗糙度）检测。,端度检测是指对某一物体两平面（如一根棒的两端面）之间长度检测，严格地说，应该对任意两点之间或一点到一个平面之间的距离检测。端度检测的标准是量块，工厂一般用量块检定游标卡尺等计量器具，用合格的计量器具检测零件尺寸。,一、长度检测,端度检测,根据端度检测的定义可知，端度是指两点之间，或者一点到一平面的距离。由此可知，量块的标称尺寸指的

29、是量块的一个面到与量块另一个测量面研合的面之间的距离。两个平面之间的距离由同时垂直于这两个面的一条直线来确定。所以使用量块时测量轴线应与量块测量面垂直。使用卡尺测量工件是，被测对象应与卡尺尺身平行，即与测量爪垂直。,一、长度检测,端度检测注意事项,线纹检测是指用线纹尺所进行的测量，亦称线值检测，常用线纹尺有竹木尺、皮卷尺、钢卷尺、线纹米尺、短标尺等。线纹尺检测的标准有标准线纹尺，标准钢卷尺，标准玻璃线纹尺等。用线纹尺检测常用于精度要求较低的场合，比如木匠加工家具，测量两电线杆之间距离等。,一、长度检测,线纹检测及注意事项,二、角度检测,角度检测,三、工程参量检测,生产车间一般常用通用量具量仪和

30、量规来测量轴径。对于高精度的轴径，常用机械式比较仪、光学比较仪、电动比较仪和气动比较仪等与量块进行比较测量。测量时，先用量块调好仪器的“零位”，然后将被测零件放在仪器上进行比较，仪器指示的差值加上量块尺寸即为被测轴径。对于精度较高而尺寸较大的轴径，可用立式测长仪、万能测长仪或测长机进行绝对测量。在工具显微镜上用干涉法测量尺寸不大的轴径，测量方便，精度较高。精度要求一般时可在工具显微镜上以影像法和轴切法进行绝对测量。,量规法：用量规检验轴径，不能得到将具体数值、只能检验轴径尺寸合格与否。有点事精度高，检验效率高，因此在成批生产中广泛地应用。钢尺法:直接用钢直尺进行测量，或使用卡钳将工件尺寸与钢直

31、尺作比较。卡尺法：使用游标卡尺、千分尺、杠杆千分尺等对轴径进行直接测量。测微仪法：用各种测微仪、测微表与量块作比较进行测量。常用的测微仪（表）有百分表、千分表、扭簧比较仪、电感比较仪等。仪器测量法：可用光学计、测长仪、工具显微镜等对轴径进行精密测量。在显微镜上又分为影像法、轴切法、干涉法、灵敏杠杆法等。在光学计、测长仪等仪器上测量可分为绝对测量和相对测量。,刀口光隙法：使用刀口尺和量块，在检验平台上测量轴径，调整 量块组尺寸，当圆柱和量块上看不见光隙时，则认为量块组的尺 寸即为轴径。平晶干涉法：按轴径名义值组合量块尺寸，见工件一起放在检验 平台上，在其上放一块平面平晶，计下两块工作面的干涉条数

32、，按下列公式计算轴径：D=h+h h=nL/b/2 式中：n量块上的干涉条纹数 L轴心到量块接触边缘的长度（远离轴心一边）b量块短边长度 光波波长，按0.6m算,在万能工具显微镜上测量轴径的一般方法有影像法、轴切法、接触法和干涉法。,影像法 影像法是利用中央显微镜米字线标记，对被测件影像进行瞄准定位的测量方法。此法精度不高，产生测量误差的主要原因是轮廓影像不清晰和畸变，瞄准误差大。提高影像法测量精度需注意：A.正确调整光圈 B.正确调整焦距 C.正确瞄准读数,2.轴切法 轴切法也叫测量刀法，它是利用中央米字线标记对被测件在水平轴界面内接触的测量刀上的刻线进行瞄准定位的测量方法。这种测量方法的精

33、度在很大程度上取决于测量刀的精度，而测量刀易磨损，使用不当还会加快磨损。但此法精度较影像法大大提高。,3.接触法 接触法就是光学灵敏杠杆法。它是利用中央显微镜米字线标记对和紧靠被测件的光学灵敏杠杆侧头连在一起的双刻线进行瞄准定位的测量方法。由于采用双线套合可提高瞄准精度，但须找出视野内双刻线出现转折点（及测量拐点）的位置。拐点找的准，测量结果的准确性高，另外，测力也会对测量结果产生影响。4.干涉法 在工具显微镜上利用斜向照明装置，使被测件产生平行的各级干涉条纹。干涉法就是利用干涉条纹代替轴切法的测量刀刻线对被测件进行瞄准读数。干涉法操作简单，干涉条纹易得到，测量精度与轴切法相同，单比测量刀可靠

34、。,卧式测长仪测量轴径的原理是绝对测量，即用测长仪测量轴上的光栅尺与被测件进行比较，直接得出轴径大小。,测长仪测量轴径的步骤如下：1.选择测帽：原则为测量接触面最小。测量轴径是选用一对刀口测帽，或一个刀口测帽和一个平面测帽。2.仪器调整：将测帽安装在测头和尾管上（刀口测帽长边应与被测件轴向垂直），调整量工作面平行，将仪器归零。3.工件安装：移开测量轴，将工件固定在工作台上，若被测件有顶针孔则将工件顶在固定于工作台上的顶针架上。,4.测量：轻移测长仪测头，使之顶紧被测件，调整工件位置，找出拐点，直接读出被测件尺寸。也可进行相对测量，以量块对零位。测长仪测量轴径，其测量精度除了与仪器本身精度相关外

35、，还与测量室的温度、测帽选择、工件定位、仪器调整、测量力等息息相关。正确使用的情况下测量精度可达（1.5+L/100）m，L为被测轴径，单位为mm。,在立式光学计上测量轴径，属于比较测量。即用量块作为标准尺寸使仪器调至零位或某个合适位置，将量块与被测轴径进行比较，从仪器上读出差值，通过计算，得出轴径。,立式光学计测量轴径的步骤如下：1.测帽与工作台的选择：与测长仪一样，选择刀口测帽。工作台选择平面工作台。2.调整工作台：为减少由于测帽平面与工作台不平行而产生的定位测量误差，测量前应调整工作台，使之与测量轴线垂直。,3.测量：测量时，先用与被测件尺寸接近的量块调整仪器零位，然后换上被测件，此时在

36、仪器标尺上读出的差值即为被测件轴径尺寸与对零量块的差值L,被测 轴径为：L=L标L。在立式光学计上测量轴径，其测量精度除了与仪器精度相关外，还与量块精度、操作环境温度、量块与工件温度差、测量轴线与工作台面的垂直度等有关。正常使用情况下最大测量误差为（0.5+L/100）m，L为被测轴径，单位为mm,轴孔测量,在车间生产中，一般精度的孔径常用塞规和通用量具量仪如游标卡尺、内径千分尺和内径百分表等进行检测。对于单件某些高精度孔径可用平台测量法，对于批量大，精度高的孔径，则宜采用气动测量法。,在万能工具显微镜上测量孔径的一般方法有影像法和灵敏杠杆法。,影像法 影像法是将被测孔件固定在剥离工作台上，调

37、整仪器显微镜筒物距，使孔径上端面轮廓在目镜视场内清晰成像，用米字线的竖垂线先后与被测孔的两侧孔壁相切压线，二次读数之差就是被测孔径值。影像法属于非接触测量，测量精度取决于影像清晰度。测量通孔可以用透射光，如辅以反射光成像效果会更好。对于盲孔则只能用反射光照明成像。但反射光成像质量差，瞄准定位精度不高，不能测量高精度孔径，只适合测量薄零件、端面径研磨，孔边圆角半径不大于1mm的空径测量，测量误差3m以上。,2.灵敏杠杆法 光学灵敏杠杆法测量孔径属接触测量。其瞄准定位精度比影像法高，而且可以测量孔径不同高度断面的尺寸，特别适合小孔、深孔和盲孔。,将工件固定仪器工作台上把灵敏杠杆安装在3倍物镜镜筒上

38、，升降显微镜架，将测杆伸入被测 孔中。根据测力转换环指示方向，移动仪器滑板，将测杆靠向孔壁的 一边，直至视场内出现双刻线。在旋转灵敏杠杆上的滚花调节环，调 节分划板的物距，是双刻线在目镜视场范围内成像清晰。3.调节光学灵敏杠杆在3倍物镜上的方位，是双刻线平行于米字线的竖 刻线。4.使仪器滑板在与孔径测量方向相垂直的方箱来回移动根据市场内双刻 线出现转折点（也可采用弦长法找出尺寸拐点）时，是双刻线对称的 套在米字线竖线的两侧。此时读第一个数x1。,5.然后转动灵敏杠杆测力转换环改变测力方向，移动仪器滑板，使测 球与孔壁的另一侧接触，套好双套线后第二次读数x2。6.两次读数之差，加上测球直径，即为

39、被测孔径的尺寸D，则：D=x2-x1+d 光学灵敏杠杆测量孔径时，被测孔径下限取决于灵敏杠杆的测球直径，上线取决于仪器测测量范围。测力约为0.1N。工件安装应使孔径方向与物镜方向垂直。,在卧式测长仪上测量孔径的一般方法有双钩法和电眼法。,双钩法 双测钩是卧式测长仪、卧式光学计及测长机带有的仪器附件。用双测钩测量孔径的方法称为双钩法，是计量实验室常用的测量孔径的方法之一。双钩法是一种相对测量法，测量时先用一个标准环规或者由量块组及量块夹具组成的标准尺寸调整仪器初始值，然后换上被测孔径进行测量，测出孔径值和标准值的差值，然后计算出被测孔径的实际值。使用光学计管代替阿贝头测座，用量块代替标准环规，精

40、度最高可达（0.81）m。,2.电眼法 电眼装置是卧式测长仪的一个附件，可用于测量(120)mm的孔径。电眼法是一种无测力的测量方式，瞄准精度高达0.15m，对于高精度孔径，可用光学计管代替阿贝头测座，用高等别量块代替标准环规，精度最高可达0.5m。,此外，测量孔径常用的方法还有孔径测量仪测量法、反射法、气动量仪测量法等。使用气动量仪测量孔径属于非接触测量，对孔径磨损小，精度高，测量稳定性和重复性好，适用于大批量测量。,三、工程参量检测,尺寸测量,确定平面上和空间中一点位置的有次序的一组数叫做这个点的坐标，该坐标值称为坐标尺寸。坐标尺寸有平面和空间两种形式，从尺寸定义又可分为直角坐标尺寸，极坐

41、标尺寸和圆柱坐标尺寸。直角坐标尺寸：在平面上取两条有方向而且垂直相交于一点。着两条直线和这个交点，称为直角坐标系。极坐标：用一向量和从该向量起点出发有一定角度和一定距离的向量表示的坐标，称为极坐标。圆柱坐标尺寸：实际上是极坐标和直角坐标在圆柱体上的综合反应。,平面尺寸的测量，主要借助于一些二维仪器，如工具显微镜、投影仪、影像测量仪等。,空间尺寸的测量，主要借助于三坐标、影像测量仪等仪器。,三、工程参量检测,表面粗超度测量,表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距和微小峰谷所组成的微观几何特性，一般由所采用的加工方法和其他因素形成，如切削过程中刀具和零件表面的摩擦，在零件表面上留下刀具加工痕迹，切屑

42、分离是材料的塑性变形一级工艺系统中的高频振动等。粗糙度是衡量表面质量的主要依据，对零件表面的摩擦磨损、疲劳强度、冲击强度、耐腐蚀性、接触刚度、抗震性、配合性能（如间隙配合中的间隙何对心精度、过盈配合中的结合强度）、密封性、噪声、涂（喷）漆质量、外观和测量精度都有很重要的作用，这些因素，直接影响到机器、仪器的质量和使用性能、寿命等。,什么叫轮廓中线？轮廓中线位置确定的方法有哪几种？,进行表面粗糙度测量时，需要规定一条定量计算粗糙度数值的基准线，即评定基准，才能测出粗糙度数值大小。我国国家标准采用中线制，即以轮廓中线作为测量表面粗糙度数值的基准线。中线有两种确定方法：一种是用最小二乘法来确定，即所

43、谓“轮廓的最小二乘中线”，其定义为：具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线（如直线、圆弧线等），在取样长度内使轮廓上各点的轮廓偏距的平方和为最小。第二种是用面积相等法取样长度内由该线划分轮廓使上下两边的面积相等。,轮廓的最小二乘中线,算术平均中线,什么叫取样长度？什么叫评定长度？,取样长度l是用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线的长度，规定这段长度是为了限制和减弱表面、波度对表面粗糙度测量结果的影响。因为过大的取样长度受到波度的影响大，测量粗糙度结果偏大；而过小的取样长度峰谷数不足5个，测量结果不能充分反应被测面粗糙度情况。评定长度ln是评定轮廓所必须的一段长度，它包括一个或几个取样长度。规定评

44、定长度的原因是考虑加工表面存在着不同程度的不均匀性，测量时只取一个取样长度中的粗糙度值来表征表面的粗糙度质量，是不够客观的。一般取样长度ln=5l。,1.基本评定参数轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度内轮廓偏距绝对值的算术平均值。即可近似的表示为,1.基本评定参数微观不平度10点高度Rz 在取样长度内五个最大的轮廓峰高值与五个最大的轮廓谷深值的平均值之和轮廓峰高是中线至轮廓峰最高点之间的距离；轮廓谷深是中线至轮廓谷最低点之间的距离，这里谷深不去负值。,1.基本评定参数轮廓最大高度Ry 在取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷底先之间的距离 轮廓封顶线和轮廓谷底线分别指在取样长度内平行于中线且通过轮廓最高点

45、和最低点的线。,2.附加评定参数（间距参数及形状参数）轮廓微观不平度间距sm 在取样长度内轮廓微观不平度间距smi的平均值：轮廓微观不平度间距是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段距离。,2.附加评定参数（间距参数及形状参数）轮廓的单峰平均间距s 在取样长度内轮廓单峰平均间距间距si的平均值：轮廓单峰平均间距是指相邻单峰的最高点之间沿中线方向上的距离。,表面粗糙度的相关参数,2.附加评定参数（间距参数及形状参数）轮廓的支撑长度率tp 在取样长度内一平行与中线的线从峰顶向下移到某一水平位置时，与轮廓相截所得的各段截线长度bi之和p与取样长度l之比。,表面粗糙度的相关参数,2.光切法 使用双管显微

46、镜利用光切原理测量工件外表面的粗糙度。这种方法适宜测量平面、外圆表面。可测量范围一般为Ra(0.3220)m，或Rz(0.8320)m。,光切显微镜原理,3.干涉法 使用干涉显微镜利用干涉原理和显微镜系统测量表面粗超度。这种方法适宜测量平面，外圆表面。可测范围一般为Ra(0.010.16)m或Rz(0.050.8)m。干涉显微镜是干涉仪和显微镜两部分综合形成，干涉仪是利用一分光镜将光源系统发出的平行光分为两束，一束经参考反射镜反射，另一束经被测表面反射，再次相遇后产生干涉。因微观不平度使被测表面各点的光程不同，干涉条纹出现弯曲，因此实现了以光波波长衡量表面粗糙度，最后用物镜显微镜放大，目镜瞄准

47、测量得到最终结果。这种方法精度较高。,4.针描法（触针法）利用轮廓仪的触针，将被测工件表面微小不平的峰谷值转换为电量的变化，通过带表显示或记录得到粗糙度值。这种方法适宜测量内外表面，可测范围一般为Ra(0.045)m或Rz(0.2020)m。,5.印模法 用塑性和可铸性材料将被测工件表面的轮廓复制下来，通过测量复制品的粗糙度确定工件粗糙度值的间接测量法。这种方法适宜测量内孔、凹槽、大工件等表面。可测量范围一般为Ra(0.0880)m或Rz(0.4320)m。,形状和位置误差简称形位误差。形状误差是值实际形状对理想形状的变动量。这个变动量就是实际的到的误差值。它是用来表示零件表面的一条线（直线或

48、圆），或者一个面（平面或者圆柱面），加工后本身所产生的误差，是实际测量的值。侧狼是理想形状相对实际形状的位置，应按最小条件来确定。位置误差是实际位置对理想为准的变动量，它是用来表示零件上的两个或者两个以上的线面加工后本身所产生的误差，是实际测得值，测量时，理想位置是相对于基准的理想形状位置儿确定的，基准的理想位置应符合最小条件。一般来讲，零件的实际图纸上的形状位置参数是理想参数，加工成型后测得值与图纸之间的偏差即为形位误差。,？,最小条件是指被测实际要素对理想要素的最大变动量为最小。最小条件是评定形状和位置误差的准则，因为形状误差和位置误差是相对于理想要素确定的，故理想要素必须要有一个确定的位

49、置。当被测实际要素与理想要素进行比较时，显然理想要素处于不同位置，就会得到不同大小的变动量。因而理想要素的方位十分重要。为了明确误差大小，采用以其最大变动量为最小的条件来确定理想要素的位置，此位置即为符合最小条件的理想要素位置。这样的得到的误差值是唯一的，这样规定就不会因为评定基准的位置不统一而带来测量误差。,？,？,？,常用直线度的测量方法。,1.直接法光隙法：将被测直线和测量基线（刀口尺、平尺）间形成光隙，与标准光隙比较。此法适用于磨削或研磨加工的小平面及短圆柱（锥）面直线度测量。垫塞法：用量块或塞尺测量被测直线和基线之间的间隙，直接评定出直线度误差。此法适用于精度较低被测零件直线度误差测

50、量。指示器法：用带指示器的测量装置测出被测直线相对测量基线的偏离 量，进而评定直线度误差。此法适用于中、小平面及圆柱、圆锥面素线或轴线的直线度。,干涉法：利用光波干涉原理，根据干涉条纹的形状或干涉带条数来评定直线度误差。此法适用于精研表面的直线度误差测量。光轴法：以几何光轴作为测量基线，测出被测直线相对该基线的偏离量进而评定直线度误差值。此法适用于大中型平面和孔、轴的轴线直线度误差测量。钢丝法：以张紧的优质钢丝作为测量基线，测出被测直线相对测量基线的偏离量以评定直线度误差。此法适用于测量水平方向的直线度误差。,常用直线度的测量方法。,常用直线度的测量方法。,2.间接法水平仪法：将固有水平仪的桥