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1、几何量计量的基本原则 1 阿贝原则 长度计量中有个著名的原则 称为比较原则 因是爱斯脱 阿贝 Ernst Abbe 最先提出的 所以也称为阿贝原则 阿贝原则要求测量轴线与标准器的轴线应串联地放在同 条直线上 才能获得准确的测量结果 否则就将产生较大的误差 所以在高准确度的长度计量中应尽可 能遵守阿贝原则 2 最小变形原则 长度计量中引起变形的原因有几种 一是被测件与仪器测头机械接触时产生的接触变形 二 是被测件与仪器由于本身的自重而产生的变形 三是温度变化引起被测件与仪器 包括标准 器 的热胀冷缩的变化 因此 为使测量结果准确可靠 在测量中应该尽量做到使各种原因 所引起的变形为最小 这就是测量
2、的最小变形原则 1 接触变形 接触变形对测量结果的影响 它与测量力的大小 接触形式 接触体的材料和具体的测量方 式有关 因此要体现最小变形原则 就须在测量过程中进行合理的选择 测量力引起的接触变形 测量时 为克服环境震动 接触表面上的油膜和灰尘的影响 必须有足够的测量力 以保持 工件与测头的必要而可靠的接触 但测量力的存在 又将产生接触处的压陷变形而产生测量 误差 一般工作环境越差 工件的公差越大 测量力也就越须大些 按工件公差来确定测量 力的大小 一般当工件公差大于 10 m 时 测量力小于 10N 工件公差为 2 10 m 时 测量力应小于 4N 工件公差小于 2 m 时 测量力应小于 2
3、 5N 接触形式对接触变形的影响 常见的接触形式可分为点接触 线接触和面接触 从变形的角度来看 接触面积越大 压强 越小 变形也就越小 显然 面接触的变形最小 点接触变形最大 但必须指出 接触变形 对测量结果的影响不是直接的 因为测量一工件时 首先得用标准件来对零或仪器两测头接 触对零 再对工件进行接触测量 因此 对任何接触式测量来说 都有两次接触定位 就分 别产生两次接触变形 而对测量结果的影响正是这两次接触变形的差值 即所谓的相对变形 量 相对变形的产生原因是 a 被测件和测头或标准件的材料不同 b 对零时和测量时瞬时测量力的变化 c 对零时和测量时的接触形式不同 如用外径千分尺测钢球直径
4、 对零时是平面接触 而 测钢球是平面对球面的点接触 d 测量力的方向变化 如用灵敏杠杆测孔径时 测球与左右孔壁接触时 测量力的方向改 变 180 这两次接触变形量不是相抵消 而是相加 因此这种测量方式的影响是最大的 2 自重变形 对细长工件而言 自重变形的影响格外显著 变形量的大小和变形状态与支承的方式和支承 点的位置有关 如一长度为 L 的细长的均匀截面的工件 采取两点支承 其变形最小的支 点位置有表 1 1 的几种类型 根据不同的变形状态 可按不同的用途选择 变形状态特点 用 途 0 2113L 艾利点 两端面平行度变化为最小大量块检定 0 2203L 白塞尔点 杆的中心轴上长度变化为最小
5、 线纹 量捧检定 0 2232L 杆中间和两端变形量相等 直线度 平面度检定 0 2386L 支承点之间变形量最小 中央为零 中间部分为工作区 3 热变形 由材料不均匀或受热不均匀引起的局部热变形 主要影响直线度 平面度的测量 尤其是用 来检查平面度的平面平晶 通常为了使平晶在与手接触过程中 避免局部受人体体温的影响 或者几块平晶轮换使用 或者在平晶外缘上套一圈隔热橡皮 在大型仪器设备的使用上 更 应注意室内温度稳定 防止局部热源和人体辐射热的影响 3 最短测量链原则 在精密测量中 被测量的微小变量只能通过放大机构或信息转换来体现 如百分表的测量 被测量的变量首先由测杆感受并传递 通过齿条传递
6、到轴齿轮 再通过一对齿轮放大 传递 到表针上 通过表针与表盘刻度的角位移来指示被测当量 从铡杆接触工件到表盘读数就组 成了百分表测量时的测量链 测量链中每个构成元件 在制造和装配中都存在误差 构成元 件越多 也即测量链越长 影响误差的因素也就越多 误差合成就越大 因此测量链越短 误差也就越小 这就是最短测量链原则 4 封闭原则 圆周分度无论分割多少等分 各等分实际都存在误差 但 0和 360总是重合 的 即圆周分度误差总和为零 用式表示 a1 a2 an a1 a2 an 360 即 a1 a2 an 0 因此 在测量中 如能满足封闭条件 则其误差的总和必然为零 这就为这些测量创造了自 检的条件 即不需要任何标准器就可以实现本身的检定 封闭原则使角度计量及角度量值传 递大为简化 所以封闭原则是角度计量的最基本原则 其他如齿轮周节误差的检定 利用封 闭原则就可大大简化测量仪器的结构 在平板检定中 利用封闭原则 也可实行自验自校 控制测量误差
