南京理工大学互换性测量 第3章 测量技术基础.ppt

第 3 章 测量技术基础 3.1 概述 3.2 测量误差及数据处理 3.1 概 述 3.1.1 测量与检验的概念 测量：将被测的量L与作为计量单位的标准量E进行比较，从而确定两者比值的过程。L=qE 检验：是指判断被测量是否合格的实验过程。 测量过程的四要素：被测量对象、测量单位、测量方法、测量精度 (1) 被测量对象：测量的主要对象是几何量，即长度，角度，表面粗糙度，形位误差等 (2)测量单位：长度法定单位是米(m)，导出单位有毫米(mm) ，微米(μm) 。角度单位用度，分，秒。 (3)测量方法：指测量时所依据的测量原理，以及所用的计量器具和测量条件的总和。 (4)测量精度：是指测量结果与真实结果的一致性。 3.1.2 计量单位与长度基准 1. 计量单位 为了保证计量的准确度，需要建立统一、可靠的计量单位。 在国际单位制的基础上，规定我国计量单位一律采用《中华 人民共和国法定计量单位》，规定“米” (m)为长度的基本单位。 机械制造中常用的长度单位为毫米(mm)。 2. 长度基准 在国际单位制中，长度的基本单位是米(m)。 米(m)的定义： 光在真空中于1/299792458秒时间间隔内的行程长度，精确 度提高到1×10-11。 目前，我国使用的长度基准是用波长为0.632991398μm氦 氖激光复现的。 * * 3.1.3 长度量值传递系统 一般不能直接按照米的定义用光波来测量零件的几何参数，而是采用各种计量器具。为了保证量值的准确和统一，必须建立由光波基准到 被测工件尺寸的量值传 递系统。 我国长度量值传递的 主要标准器是量块和线 纹尺，其传递系统如 图3.1所示。 图3.1 长度量值传递系统 3.1.4 量块及其应用 量块又称块规，多用铬锰钢制成，具有尺寸稳定，不易变形和耐磨性好等特点。量块的用途广泛，除作为标准器具进行长度量值的传递外，还可用来调整仪器、机床和其他设备，也可以用来直接测量零件。 量块通常制成长方形六面体，如图3.2(a)所示。其中两个表面光洁且平面度误差很小的平行平面，称为测量面或工作面。量块的精度极高，但是两个工作面也不是绝对平行的。 因此，量块的尺寸规定为：把量块的一个工作面研合在平晶的工作平面上，另一个工作面的中心到平晶平面的垂直距离称为量块尺寸，如图3.2(b)所示。量块上表示出尺寸称为量块的标称尺寸。标称尺寸6mm的量块，有数字的一面为上测量面。≥6mm的量块，有数字面的右侧面为上测量面。 量块按其制造精度分为00、0、K、1、2、3级。其中00级精度最高，3级精度最低，K级为校准级。按级使用时各级量块的标称长度偏差(极限偏差±)和长度变动量的允许值见表3.1。 量块按其检定精度分1、2、3、4、5、6等。其中1等精度最高，6等精度最低。各量块长度测量的不确定度允许值和长度变动量的允许值见表3.2。 为了能用较少的块数组合 成所需要的尺寸，量块按一 定的尺寸系列成套生产。 GB/T 6093—2001中规定的 量块系列有91块、83块、 46块、38块、10块等17套， 见表3.3。 图3.2 量块的形状与尺寸 表3.1 各级量块的精度指标(摘自GB/T 6093—2001) 表3.3 成套量块的尺寸(摘自GB/T 6093—2001) 3.1.5 计量器具和测量方法的分类 1. 计量器具的分类 计量器具按其测量原理、结构特点和用途可分为以下几类。 1) 基准量具 基准量具是用来调整和校对一些计量器具或作为标准尺寸进 行比较测量的器具。它又分为： (1)定值基准量具，如量块、角度块等。 (2)变值基准量具，如线纹尺等。 2) 极限量规 极限量规是一种没有刻度的用于检验零件的尺寸和形位误差 的专用计量器具。它只能用来判断被测几何量是否合格，而 不能得到被测几何量的具体数值。如光滑极限量规、位置和 螺纹量规等。 3) 检验夹具 检验夹具是一种专用计量器具，与有关计量器具配合使用， 可以方便、快速地测得零件的多个几何参数。 4)通用计量器具 是指能将被测几何量的量值转换成可直接观测的指示值或等效信息的器具。按其工作原理不同，可分为： ①游标量具，如游标卡尺等。 ②微动螺旋量具，如外径和内径千分尺等。 ③机械比较仪，如齿轮杠杆比较仪、扭簧比较仪等。 ④光学量仪，如光学比较仪、工具显微镜、光波干涉仪等。⑤电动量仪，如电感测微仪、电容测微仪和轮廓仪等。 ⑥气动量仪，游标式气动量仪、薄膜式气动量