《几何量测量基础》PPT课件.ppt

第5讲：几何量测量基础,几何量测量的有关知识,二、量块的有关知识,一、测量的基本概念,1、测量的定义,狭义上：,指将被测量与作为测量单位的标准量进行比较，从而确定被测量量值的实验过程。,测量的基本概念,广义上,测量的基本概念,检验,判断零件是否合格而不需要测出具体数值。,测量与检验的区别,二者的联系：,测量的基本概念,测 量 精 度,被 测 对 象,测 量 单 位,测 量 方 法,量值30.52,测量过程的四要素,(1) 被测对象 我们研究的被测对象是几何量, 即长度、角度、形状、位置、表面粗糙度以及螺纹、齿轮等零件的几何参数。,测量过程四要素,(2) 测量单位 我国采用的法定计量单位是，米(m), 弧度(rad) 和度()、分()、秒 ()。在机械零件制造中, 常用毫米(mm), 在精密测量中, 常用微米(m), 在超精密测量中, 常用纳米(nm)。常用的角度计量单位是弧度、微弧度 (rad) 和度、分、秒。,(3) 测量方法 测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件的总和。,(4) 测量精度 测量结果与被测量真值的一致程度。,二、长度基准与量值传递,国际上统一使用的公制长度基准是在 1983 年第 17 届国际计量大会上通过的，以米作为长度基准。米的新定义为: “米为光于真空中在 （1/299 792 458）s 的时间间隔内所行进的距离”。,我国采用碘吸收稳定的 0.633 m 氦氖激光辐射作为波长标准来复现“米“。,三、量块的有关知识,1.一般特性,3.精度,4.尺寸组合,2.尺寸术语,量块的有关知识,5.选用,1、一般特性,材料：特殊合金钢（铬锰钢）、 形状：长方体（ 常用）、20圆柱体 性质：可研合性,量块的有关知识,量块长度（Li）： 中心长度（L）: 标称长度（ l）: 实际长度,量块的有关知识,2、尺寸术语,1 .量块 2 .平晶,量块长度实测值,量块的长度变动量（Lv） 量块的长度偏差,量块的有关知识,=Limax -Limin,=中心长度-标称长度,GB6093-85量块,（1）长度量块分级,量块的有关知识,3、精度,量块按制造精度分为六级 , 即 00,0,1,2,3,K 级 , 其中 00 级精度最高,3 级精度最低。K 级为校准级,用来校准 0,1,2 级量块。,量块的 “级”主要是根据量块长度极限偏差和量块长度变动量的允许值来划分的。 量块按“级”使用时, 以量块的标称长度作为工作尺寸。该尺寸包含了量块的制造误差,不需要加修正值,使用较方便。但不如按 “等“ 使用的测量精度高。,JJG100 - 81量块检定规程 6等： 1,2,3,4,5,6 。,（2）长度量块分等,量块的分等,量块按检定精度分为 16 等, 其中 1 等精度最高 , 6 等精度最低。 量块按等使用时, 是以量块检定书列出的实测中心长度作为工作尺寸, 该尺寸排除了量块的制造误差, 只包含检定时较小的测量误差。因此，量块按 “等”使用比按“级”使用的测量精度高。,（3）量块按“级”分类与按“等”分类的区别,项目,量块的有关知识,4、量块的使用,一块一值,规格： 91 块、 83 块、 46 块、,38 块等,1.005,1,0.5,1,1,10,10,16,0.5,5,0.1,49,0.01,总块数,83,量块的有关知识,国产 83 块一套量块的尺寸构成系列,89.765 所需尺寸 89.765 1.005 第一块量块尺寸 88.760 1.26 第二块量块尺寸 87.500 7.5 第三块量块尺寸 80 第四块量块尺寸,选取方法为：,例如，从83块一套的量块中选取尺寸为89.765mm的量块组，,量块的有关知识,量块的组合使用（4块）,量块的尺寸组合,利用量块的研合性，可根据实际需要, 用多个尺寸不同的量块研合组成所需要的长度标准量。为保证精度一般不超过四块。量块是成套制成的, 每套包括一定数量不同尺寸的量块。 量块的尺寸组合一般采用消尾法,即选一块量块应消去一位尾数。 如尺寸 46.725 使用 83 块套的量块组合为：46.725 = 1.0051.224.540 。,5、量块使用的注意事情项,送检； 防腐蚀、灰尘； 分清 “级”与“等”使用规则； 清洗，使用温度； 防磕碰、跌落等； 勿碰测量面； 存放，清洗、涂防锈脂。,量块的有关知识,三、计量器具的基本技术指标,（1）刻度间距 是指计量器具的标尺或分度盘上相邻两刻线中心之间的距离或圆弧长度。 一般应取刻度间距为12.5mm 。,（2）分度值 是指计量器具的标尺或分度盘上每一刻度间距所代表的量值。一般长度计量器具的分度值有 0.1mm 、0.05mm 、 0.02mm 、 0.01mm 、 0.005mm 、 0.002mm 、0.001mm 等几种。一般来说,分度值越小,则计量器具的精度就越高。,（3）分辩力 由于某些量仪读数采用非标尺或非分度盘显示, 使用分度值不确切,而采用分辨力。例如国产 JC19 型数显式万能工具显微镜的分辨力 为 0.5m 。,（4）示值范围 是计量器具所能显示或指示的被测几何量起始值到终止值的范围。 例如机械式测微比较仪的示值范围为100m,计量器具的基本技术指标,（5）测量范围 测量范围是计量器具在允许的误差限度内所能测出的被测几何量量值的下限值到上限值的范围。一般测量范围上限值与下限值之差称为量程。例如立式光学比较仪的测量范围为 0180mm , 也说立式光学比较仪的量程为180mm 。,（6）灵敏度 灵敏度是计量器具对被测几何量微小变化的响应变化能力。若被测几何量的变化为x, 该几何量引起计量器具的响应变化能力为L, 则灵敏度 S = L /x 一般来说,分度值越小,则计量器具的灵敏度就越高。 （7）示值误差 示值误差是指计量器具上的示值与被测几何量的真值的代数差。一般来说,示值误差越小,则计量器具的精度就越高。,计量器具的基本技术指标,（8）修正值 修正值是指为了消除或减少系统误差, 用代数法加到测量结果上的数值。其大小与示值误差的绝对值相等,而符号相反。例如,示值误差为 0.004mm, 则修正值为 +0.004mm 。,（9）测量重复性 测量重复性是指在相同的测量条件下,对同一被测几何量进行多次测量时, 各测量结果之间的一致性。通常以测量重复性误差的极限值(正、负偏差)来表示。,（10）不确定度 不确定度是指由于测量误差的存在而对被测几何量量值不能肯定的程度。直接反映测量结果的置信度,四、测量方法及其分类,测量方法是指测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件的总和。 1） 按所测得的量（参数）是否为欲测之量分类 （1） 直接测量 从测量器具的读数装置上得到欲测之量的数值或对标准值的偏差。例如用游标卡尺测量外圆直径，比较仪测量长度尺寸等。 （2） 间接测量 先测出与欲测之量有一定函数关系的相关量，然后按相应的函数关系式，求得欲测之量的测量结果。例如用“弦高法”测量大尺寸圆柱体的直径,2） 按测量结果的读数值不同分类 （1） 绝对测量 从测量器具上直接得到被测参数的整个量值的测量。例如用游标卡尺测量零件轴径值。 （2） 相对测量 将被测量和与其量值只有微小差别的同一种已知量（一般为测量标准量）相比较，得到被测量与已知量的相对偏差。例如比较仪用量块调零后，测量轴的直径，比较仪的示值就是量块与轴径的量值之差。 相对测量时，对仪器示值范围的要求比较小，因而能提高仪器的测量精度。若已知量（标准量）与被测量的材质相同时，因偏离标准温度（20）及测量力对测量结果的影响，要比绝对测量法小得多。,3） 按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分类 （1） 接触测量 如用外径千分尺、游标卡尺测量零件等。为保证接触的可靠性，需要测量力，但它可能使测量器具及被测件发生变形而产生测量误差，还可能造成对零件被测表面质量的损坏。 （2） 非接触测量 测量器具的感应元件与被测零件表面不直接接触，因而不存在机械作用的测量力。主要是利用光、气、电、磁等作为感应元件与被测件表面联系。如干涉显微镜、磁力测厚仪、气动量仪等。,4） 按测量在工艺过程中所起作用分类 （1） 主动测量 在加工过程中进行的测量。其测量结果直接用来控制零件的加工过程，决定是否继续加工或判断工艺过程是否正常、是否需要进行调整，故能及时防止废品的发生，所以又称为积极测量。 （2） 被动测量 加工完成后进行的测量。其结果仅用于发现并剔除废品，所以被动测量又称消极测量。,5） 按零件上同时被测参数的多少分类 （1） 单项测量 单独地、彼此没有联系地测量零件的单项参数。如分别测量齿轮的齿厚、齿形、齿距等。这种方法一般用于量规的检定、工序间的测量，或为了工艺分析、调整机床等目的。 （2） 综合测量 检测零件几个相关参数的综合效应或综合参数，从而综合判断零件的合格性。例如用螺纹量规检验螺纹的作用中径等。综合测量一般用于终结检验，其测量效率高，能有效保证互换性，在大批量生产中应用广泛。,6） 按被测工件在测量时所处状态分类 （1） 静态测量 测量时被测件表面与测量器具测头处于静止状态。例如用外径千分尺测量轴径等。 （2） 动态测量 测量时被测零件表面与测量器具测头处于相对运动状态，或测量过程是模拟零件在工作或加工时的运动状态，它能反映生产过程中被测参数的变化过程。例如用电动轮廓仪测量表面粗糙度等。,7） 按测量中测量因素是否变化分类 （1） 等精度测量 在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件不变。例如，由同一个人，用同一台仪器，在同样的环境中，以同样方法，同样仔细地测量同一个量。在一般情况下，为了简化测量结果的处理，大都采用等精度测量。 （2） 不等精度测量 在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件可能完全改变或部分改变。由于其测量数据处理比较麻烦，故一般用于重要的科研实验中的高