第九章 测量方法1.ppt

1、第九章测量技术和数据处理的基础、先进的制造中心、主要内容、9.4测量误差和数据处理、9.2尺寸的传达、9.1测量的基本概念、9.3测量方法和测量器具、9.5测量技术中的基本原则的介绍、9.1测量的基本概念、 9.1.1测量技术测量技术的技术在机械制造中主要指零件几何形状残奥仪的测量和检测，主要包括长度、角度、几何形状、相互位置、表面粗糙度等的测量和检测。 1 )检查：确定测量的几何残奥仪表是否在规定的检查极范围内，判断是否合格。 2 )测量：比较被测量和作为测量单位的标准确定被测量的过程。 完整的测量过程是测量过程的4个要素： 1，测量对象或被测量对象的主要对象是几何量，即长度、角度、表面粗糙

2、度、形状误差等。 2、测量单位或标准量：长度法定单位为米推导单位，有毫米(mm )、厘米(cm )、微米(m )。 角度单位用度(degree ) (弧度arc )、分(aremin )、秒(aresecond )、3、测量方法是测量时所依据的原理，以及所使用的修正测量器具和测量条件的总和。 4、测量精度是指测量结果与实际结果的一致性。 指测量结果与真值的一致程度。 测定结果是被测定量相对于单位量的比x (测定值)和表示该测定值的精度的“测定不确定度”u，应该表现为xu例：轴径： (300.05)mm。 测量不确定度：测量结果中包含的残奥表，表示对测量的测量值合理赋予的分散性。 1 )不确定度

3、残奥仪表可以是标准偏差，也可以是说明了可靠度等级的区间的半值宽度2 )不确定度残奥仪表一般由多个分量构成。 有些成分可以用一系列测量结果的统一分布进行评价，实验偏差可以表示的其他成分可以用基于经验和其他信息假设的概率分布进行评价，也可以用标准偏差表示。 3 )所有不确定度分量，包括系统影响的分量，例如部分修正和与参考标准相关的分量，作用于方差；4 )机器测量的不确定度分量与某一测量条件下得到的测量结果密切相关，因此应该指定条件，也可以指测量条件下得到的测量结果的不确定度；5 )完整的测量结果9.2尺寸的传输、长度的基本单位名称为“米”(m )。 一、长度、角度单位和校正量标准，1983年第17

4、届国际校正量大会对米给出第三次定义，“米”规定为真空中以1/299 792 458s的时间间隔前进的路程长度。 测量单位：长度法定单位为米推导单位，有毫米(mm )、厘米(cm )、微米(m )。 角度单位用度(弧度arc )、分(aremin )、秒(aresecond )。 二、尺寸传递系统，中国的长度量值传递系统如图4-1所示，从最高标准光谱线向下传递，有两个平等的系统。 即端面测量仪(测量仪)和刻线测量仪(线尺)系统。 其中，校正量块传递系统的应用尤其广泛。 常见的实物修正量标准器有修正量块(块规)和线尺。 二、尺寸传递系统(2)、国家标准：根据定义再现保存修订量单位，具有最高的修订量

5、特性，经国家检定、批准统一全国修订量值的最高依据修订量器具。副标准：通过与国家标准对照或校准确定其量值，经国家检验、批准的修订量器具。 工作标准：通过与国家标准或副标准对照或校正，检查修正量标准的修正量器具。 三、修正量块的构成、修正量块为端面一值修正量器，它一般由铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨损及不易变形的其他材料制成。 其形状有长方体和圆柱体两种，长方体很常用。 相互平行的两个测量平面之间的距离是测量块的工作尺寸，称为公称长度(公称尺寸)。 测量块是定尺测量器，一个测量块只有一个尺寸。测量块也称为块规，是长度尺寸传递的实物基准，平面平行端面器具。 作用：用于测量仪器的校正

6、和检定的相对测量是用于校正校正或零测量仪器的精密仪器的调整和精密部件的测量。 精度等级为六级： 00、0、1、2、3、k、3、校正量块的选择，校正量块成套生产。 根据GB609385的规定，修正量块共有17种集合，每集合的块数分别为91、83、46、12、10、8、6、5等。 下表列出了83模块组和91模块组的模块尺寸系列。 例如，要从具有83组块1的块中选择一个36.745mm的块组，需要36.745大小1.005第一块大小35.74 1.24第二块大小30.0第三块大小30.0第四块大小、三、块测量块具有可粘合的特性，并且可以利用该特性将不同尺寸的测量块组合成所需的尺寸。 为了减少校正量块

7、的组合误差，请尽量减少校正量块的组合块数，使其在4块以下。 三、修正量块的精度为国标GB6093-85，修正量块按制造精度分为6级，即00、0、1、2、3和k级，其中00级精度最高，3级最低，k级为修正级。 分级主要取决于刀块中心长度极限偏差、刀块长度变动量的容许值和粘性等。 标准规定，测定块按其检定精度分为6等，即，1、2、3、4、5、6等，其中规定了1等的精度最高，6等的精度最低。 分等主要分为块中心长度测定的界限偏差和平面平行性容许偏差。量块的长度和偏差、三、量块的“级”和“等”、量块的“级”和“等”是从批量制造和单一检验两个不同角度划分其精度的两种形式。 中描述的场景，使用下列步骤创建

8、明细表，以便在概念设计中分析体量的外表面积。 这个尺寸包含制造误差。 “等”使用时，必须将检定后的实际尺寸作为作业尺寸。 此尺寸不包含制造误差，但也包含检定时的测量误差。 在同一测定块中，检查时的测定误差远远小于制造误差。 因此，如果校正量块以“等”使用，则与以“等”使用相比，精度更高，可以在维持校正量块的原本使用精度的基础上延长寿命。 四、角度传递系统、角度标准和长度标准有本质差异。 一般的角度单位(度)由圆周角定义。 也就是说，圆周角=360，弧度与度、分、秒有一定的换算关系，所以不需要建立角度的自然基准。 机械制造业常用的角度标准是小平面棱镜、测角仪或分度头。 多面棱体有4、8、12、2

9、4、36、72面等。 多面棱体主要用于检查角度测量仪和精密圆盘。 与长度基准的测量块相同，在实际作业中也多采用角度测量块检定这样的角度测量器具和直接测量部件。 使用适当的夹具可以将几个角度测量块的动作角相加，得到所要求的角度。 角度测量块通常与其夹具一起成套供给。 四、以角度传递系统、多面棱体为角度基准的量值传递系统如图4-3所示。 角度修正传递系统从基准棱体阶段性地传递。 9.3测量方法与校正量器具，主要内容：测量方法的分类校正量器具的分类校正量指标，一、根据测量方法的分类、实测与被测量的关系，可以分为直接测量、间接测量、根据部件上的同时被测量残奥表的多少，可以分为综合测量、个别测量，根据被

10、测量表面与测量器具之间的接触关系，可以分为接触测量、 分为非接触测量，根据测量结果和过程控制的关系，可以分为主动测量、被动测量，根据测量中的被测量部件的状态，可以分为静态测量、动态测量，另外，根据测量条件在测量过程整体中是否一定，也可以将测量方法分为等精度测量和不等精度测量。根据是否测量读取值的整个数值，有绝对测量、相对测量、二、测量器具的分类、标准测量器具测量中显示标准量的器具、一定值测量器和变值测量器之分。 一般的一定值量有修正量块、直角尺、曲线模板等。变量值有游标卡尺、千分尺、光标测量器等。测量计是没有刻度的专用检查工具，只能判断被测量物的好坏，无法得到测量的具体数值。 就像光滑的极限规

11、一样。 检查夹具是专用的检查辅助工具。 与各种比较器组合使用，可轻松检查更多、更复杂的残奥仪表。 校正量测器可直接观察被测定值的指示值或等效信息的机器。 例如，比较器、干扰校正、测长机等。 直接测定和间接测定、直接测定不进行被测定和其实际测定的函数关系的辅助修正计算，直接得到被测定值的测定。 例如用游标卡尺、外径千分尺测量外周直径，用比较器测量长度尺寸等。 间接校正预测需要绝对和相对校正通过对被校正预测和其它实际校正预测进行一定的函数关系校正运算而间接得到的被校正预测值，绝对校正预测直接从校正预测器具得到被校正预测残奥仪表的全量值的校正预测。 例如用游标卡尺测量零件轴径的值。 相对测定是将被测

12、定量和其量值与只有很小差异的相同已知量(一般是测定基准量)进行比较，得到被测定量和已知量的相对偏差。 例如，如果比较器的使用块变为零，则测量轴的直径。 比较器的显示值是测量块与轴径的大小之差。 个别测量和综合测量、个别测量分别测量相互不联系的部件的个别残奥仪表。 分别测量齿轮的齿厚、齿形、齿距等。 该方法一般用于量规的检定、工序间的测定或工艺分析、机床的调整等目的。 综合测量检查零件的几个相关残奥仪表的综合效果或综合残奥仪表，综合判断零件的合格性。 例如，齿轮运动误差的综合测定，用螺纹规检查螺纹的作用中径等。 综合测定用于终检，其测定效率高，可有效保证互换性，广泛应用于大批量生产。 接触测量和

13、非接触测量、接触测量器具的测量头直接接触部件被测量面，有机械力的测量。 用外径千分尺、游标卡尺测量零件等。 为了确保接触的可靠性，需要测量力，但可能会使测量器具和被测量物变形而产生测量误差，或损害部件的被测量表面的品质。 由于非接触测量器具的感应元件不与被测量零件表面直接接触，因此没有机械作用的测量力。 属于非接触测量的机器主要以光、气体、电、磁等为感应元件与被测量物表面相连。 例如干涉显微镜、磁力校正厚度校正、气压校正等。 主动测量和被动测量，主动测量加工过程中进行的测量。 它的测量结果是直接用来控制零件的加工过程，因为它可以判断是否继续加工，或者加工过程是否正常，是否需要调整，因此可以及时

14、防止废品的产生，也称为积极的测量。 被动测量加工完成后进行的测量。 其结果仅用于废品的发现和去除，因此被动测定也称为消极测定。 静态测量和动态测量、静态测量时被测量物表面和测量器具测量头静止的状态。 例如用外径千分尺测量轴径，用螺距计测量齿轮的螺距等。 动态测量时，被测部件的表面和测量仪器的测头处于相对运动状态，或测量过程模拟部件工作或加工时的运动状态，反映生产过程中被测残奥仪的变化过程。 例如通过激光比长校正测量精密线尺，通过电动轮廓校正测量表面粗糙度等。 等精度测量和不均匀精度测量、等精度测量在测量中，决定测量精度的所有因素和条件都不变。 例如，同一个人使用相同的设备，在相同的环境下以相同

15、的方式以相同的细节测量相同的量。一般来说，为了简化测定结果的处理，多采用等精度测定。 实际上，绝对的等精度测量是不可能的。 在不等精度测量中，决定测量精度的所有因素和条件可能完全变化或部分变化。 不均匀精度测量的数据处理很麻烦，因此在重要的科研实验中用于高精度测量。 三、修正量器具的基本修正量指标，1、分度间距和分度值：分度间距c :修正量器具标尺或刻度盘上相邻2个刻线中心间的距离。 为了便于阅读，创建分数线间距为0.752.5mm的等距分数线。 分度值I :以测定器具上的每个分度间隔为代表的被测定值。 三、修订器具的基本修订测量指标(2)、显示值范围：修订器具显示或指示的最低值到最高值的范围

16、。 测定范围：允许不确定度内，测定器具能够测定的被测定值的下限值到上限值的范围。 例如，外径千分尺的测量范围为025mm、2550mm等，机械式比较器的显示值范围为0.1mm，测量范围为0180mm。 2、显示值范围和测量范围，3、校准器具的基本测量指标(3)，3、灵敏度、阈值灵敏度测量器具的响应变化与相应激励变化之比。 一般对于分割刻度的标尺，其放大率表示常数，k=c/i。 灵敏度阈值(阈值)的测定器具的显示值能够感知变化的被测定值的最小变化量。 反映量修正对被测定值的微小变动的灵敏度差。 重复性在规定的使用条件下，重复相同的激励，测定器给予非常相似的响应能力。 反映了测定器的动作稳定性。

17、三、校正量器具的基本校正量指标(4)、4、显示值误差和显示值稳定性：使显示值误差测定器具的显示值与被测定真值的差相一致，一般可以用校正量块尺寸来表现真值。 显示值误差是测定器具自身的各种误差的综合反映。 显示值的稳定性是在不改变测定条件的情况下多次重复测定相同的被测定值时的测定结果的最大差异。 显示值的稳定性是由于测量器具自身的各种不稳定因素的综合影响。 三、校正测量器具的基本校正测量指标(5)、5、回程误差(滞后误差): 在校正测量条件不变的情况下，校正测量器具对于同一校正测量，在正、反行程的同一点处的校正测量结果的差。 主要是因为量规执行机构间的间隙和测量系统中弹性要素的存在等原因。 6

18、.测定不确定度测定不确定度是表示测定结果中被测定值的分散性的残奥仪表。 反映测量误差对测量值分散度影响的界限范围。 9.4测量误差及数据处理，主要内容是：测量误差的基本概念随机误差的特性及评价系统误差的发现和消除粗大误差的判别和消除等精度(直接)测量数据处理步骤间测量误差处理，一、测量误差的基本概念，一、测量误差的定义及测量结果的表现： (1)测量误差：测量即，=l-L，这里是测定误差，l是测定值，l是被测定值的真值，测定值有可能比其真值大或小，因此上式可以表示为：(2)测定误差的表现方法有两种：绝对误差和相对误差。 其相对误差f可以表示为3360、2、2，测量误差的来源主要有测量器具、测量方法、测量环境和测量者等。 (1)测量器具：测量器具的制造和组装误差会引起其显示值误差。 其中最重要的是基准部件的误差，例如刻度尺的误差。 (2)测量方法：测量方法产生的误差除某种间接测量法中的原理误差外，主要有阿贝数误差和对准误差两种。 (3)测量环境：主要包括温度、气压、湿度、振动、噪声及空气净化程度等因素。 在一般的测量中，温度是重要的因素，其他因素只在精密的测量中考虑。(4)测量者：主要有视觉、鉴定误差、观测误差、调整误差及对