互换性与测量技术：第5章测量技术基础

第五章

测量技术基础第一节测量的基本概念所谓“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q=L/E，最后获得被测量L的量值，即

L=qE。一个完整的测量过程应包含:测量对象计量单位测量方法测量精确度（或准确度）四个要素一、长度和角度的计量单位（自学）二、尺寸和角度量值传递系统（自学）第二节长度和角度计量单位与尺寸传递三、量块

量块的构成：

它有两个测量面和四个非测量面。两相互平行的测量面之间的距离为量块的工作长度，称为标称长度（量块上标出的长度）。从量块一个测量面上任意点到与这个量块另一个测量面相研合的面的垂直距离称为量块长度Li。从量块一个测量面中心点到与这个量块另一个测量面相研合的面的垂直距离称为量块的中心长度。L4L3L2L量块L1平晶图5-1量块

量块的用途：量块在机械制造厂和各级计量部门中应用较广，常作为尺寸传递的长度标准和计量仪器示值误差的检定标准，也可作为精密机械零件测量、精密机床和夹具调整时的尺寸基准。量块的精度（级）：GB/T6093－2001按制造精度将量块分为00，0，1，2，3和K级共6级，其中00级精度最高，3级精度最低，K级为校准级。主要根据量块长度极限偏差、测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的。量块按“级”使用时，以量块的标称长度为工作尺寸，该尺寸包含了量块的制造误差，并将被引入到测量结果中。由于不需要加修正值，故使用较方便。

量块的精度（等）：国家计量局标JJG146－2003《量块检定规程》按检定精度将量块分为六等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低，“等”主要依据量块中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差来划分的。

量块的“级”与“等”

:量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。

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。

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，并且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。

量块在使用时，常常用几个量块组合使用。为了能用较少的块数组合成所需要的尺寸，量块应按一定的尺寸系列成套生产供应。国家标准共规定了17种系列的成套量块。组合量块时，为减少量块组合的累积误差，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过4块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。量块的选用：1.005201.286.528.7851.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、跌落等情况的发生。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确度的影响。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。

量块使用的注意事情项：第五节

测量误差与数据处理

一、测量误差的概述（自学）二、随机误差1.随机误差的分布规律及其特性

随机误差可用试验方法来确定。实践表明，大多数情况下，随机误差符合正态分布。为便于理解，现举例说明。表5-2

测量数据统计表

尺寸分组区间

/mm组号区间中心值/mm每组出现的次数（频数ni）频率（ni/n）19.990～19.99219.992～19.99419.994～19.99619.996～19.99819.998～20.00020.000～20.00220.002～20.00420.004～20.00620.006～20.00820.008～20.01020.010～20.012123456789101119.99119.99319.99519.99719.99920.00120.00320.00520.00720.00920.0112410243745392312310.010.020.050.120.1850.2250.1950.1150.060.0150.005yO正态分布曲线δμ图5-2频率直方图和正态分布曲线19.99120.0070.2250.120.01x=20.0

ni/n实际分布曲线第六节

光滑工件尺寸的检测

国家标准《极限与配合》中测量与检验部分规定了这两种检测方法的国家标准：《光滑工件尺寸的检验》（GB/T3177－1997）《光滑极限量规》（GB/T1957－1981）一、通用计量器具测量工件

表5-3计量器具的极限误差计量器具名

称分度值mm所用量块尺寸范围

mm检定等别精度级别1～1010～5050～8080～120120～180180～2600260～360360～500测

量

极

限

误

差

±μｍ立式卧式光学计测外尺寸0.00145120.40.70.61.00.81.31.01.61.21.81.82.52.53.53.04.5立式卧式测长0.001绝对测量1.11.51.92.02.32.33.03.5仪测外尺寸卧式测长仪0.001绝对测量2.53.03.33.53.84.24.8—测内尺寸测长机0.001绝对测量1.01.31.62.02.54.05.06.0万能工具显微镜0.001绝对测量1.522.52.533.5——大型工具显微镜0.01绝对测量55

接触式干涉仪

Δ≤0.1μｍ验收极限的适用性图5-3Cp>1采用包容要求时的验收极限Dmax(L)ADmin(M)上验收极限下验收极限孔公差带DM上验收极限下验收极限轴公差带dmax(M)Admin(L)

dM

图5-4偏态分布时的验收极限下验收极限上验收极限Admindmax轴公差带上验收极限下验收极限ADminDmax孔公差带二、用光滑极限量规检验工件

通孔公差孔最小极限尺寸止孔最大极限尺寸轴公差轴最大极限尺寸通轴最小极限尺寸止轴用卡规或环规

孔用塞规

偏离泰勒原则量规的影响：

Dmin(b)不全形塞规Dm被检孔DaDmax被检孔(a)全形止规的影响

量规形式及应用范围

止规通规3151850010002112片状塞规全形塞规球端杆规不全形塞规a)测孔量规的型式及应用范围

止规通规1005000211