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1、第二章第二章 测量技术基础测量技术基础测量的基本概念测量的基本概念计量器具和测量方法计量器具和测量方法测量误差及数据处理测量误差及数据处理第一页，共四十四页。2.1 概述概述测量测量 为确定被测对象的量值而进行的实验过程为确定被测对象的量值而进行的实验过程 q=L/Eq=L/E 被测量值被测量值L等于计量单位等于计量单位E E与测量值与测量值q的乘积的乘积的乘积的乘积 测量对象测量对象 主要指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度以及主要指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度以及主要指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度以及主要指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度以及形位误差等形位误差等形位误差等形位
2、误差等 计量单位计量单位计量单位计量单位 我国基本计量制度是米制（即公制）我国基本计量制度是米制（即公制）我国基本计量制度是米制（即公制）我国基本计量制度是米制（即公制） 长度长度长度长度 m, mm,m, nm m, mm,m, nm 角度角度角度角度 弧度弧度弧度弧度(rad), (), (), ()(rad), (), (), () 测量方法测量方法测量方法测量方法 测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的综合的综合的综合的综合测量的精确度测量的精确度 测量结
3、果与真值的一致程度测量结果与真值的一致程度测量结果与真值的一致程度测量结果与真值的一致程度第二页，共四十四页。 测量是互换性生产过程测量是互换性生产过程中的重要组成部分中的重要组成部分保证各种公差保证各种公差保证各种公差保证各种公差与配合标准贯与配合标准贯与配合标准贯与配合标准贯彻实施彻实施彻实施彻实施互换性生产互换性生产手段手段前提前提前提前提标准标准第三页，共四十四页。2.2 长度和角度计量单位与量值传递长度和角度计量单位与量值传递一、长度单位和尺寸传递系统一、长度单位和尺寸传递系统 实际生产和科学研究中，用各种计量器具进行测量实际生产和科学研究中，用各种计量器具进行测量实际生产和科学研究
4、中，用各种计量器具进行测量实际生产和科学研究中，用各种计量器具进行测量 为了保证零件在国内外具有互换性，必须保证量值的为了保证零件在国内外具有互换性，必须保证量值的为了保证零件在国内外具有互换性，必须保证量值的为了保证零件在国内外具有互换性，必须保证量值的统一统一统一统一 19841984年，我国统一规定：年，我国统一规定：年，我国统一规定：年，我国统一规定： 基本单位为基本单位为基本单位为基本单位为米米 机械制造中常用的为机械制造中常用的为机械制造中常用的为机械制造中常用的为毫米毫米 精密测量是采用精密测量是采用精密测量是采用精密测量是采用微米微米微米微米 超精密测量时采用超精密测量时采用超
5、精密测量时采用超精密测量时采用纳米纳米第四页，共四十四页。计量单位计量单位1791年，法国，以通过巴黎的地球子午线的四千万分年，法国，以通过巴黎的地球子午线的四千万分年，法国，以通过巴黎的地球子午线的四千万分年，法国，以通过巴黎的地球子午线的四千万分之一为米。之一为米。之一为米。之一为米。18891889年，国际，用热胀系数小的铂铱合金具有刻度年，国际，用热胀系数小的铂铱合金具有刻度线基准尺作为国际米原器。线基准尺作为国际米原器。19831983年，国际，将光在真空中年，国际，将光在真空中年，国际，将光在真空中年，国际，将光在真空中1/299792456s时间间隔内时间间隔内时间间隔内时间间隔
6、内所经路径的长度作为米。所经路径的长度作为米。所经路径的长度作为米。所经路径的长度作为米。19851985年，我国，碘吸收稳定的年，我国，碘吸收稳定的0.633um氦氖激光辐射氦氖激光辐射波长的长度。波长的长度。第五页，共四十四页。n量值传递是量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其它将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器），并依次逐级传递到工作方法）传递给下一等级的计量标准（器），并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的量值准确一致的方式计量器具上，以保证被测对象的量值准确一致的方式”。量的传递量的传递线纹量具线纹量具端面量具
7、端面量具工件尺寸工件尺寸第六页，共四十四页。二、量块二、量块 无刻度的标准端面量具，无刻度的标准端面量具，量块是单值量具，一个量块量块是单值量具，一个量块量块是单值量具，一个量块量块是单值量具，一个量块只代表一个尺寸。只代表一个尺寸。只代表一个尺寸。只代表一个尺寸。主要用作尺寸传递系统中的中间标准主要用作尺寸传递系统中的中间标准主要用作尺寸传递系统中的中间标准主要用作尺寸传递系统中的中间标准量具，或在相对法测量时作为标准件调整仪器的零位，量具，或在相对法测量时作为标准件调整仪器的零位，量具，或在相对法测量时作为标准件调整仪器的零位，量具，或在相对法测量时作为标准件调整仪器的零位，也可用来直接测
8、量零件也可用来直接测量零件也可用来直接测量零件也可用来直接测量零件o形状形状 长方形平面六面体，长方形平面六面体，长方形平面六面体，长方形平面六面体，2 2个测量面个测量面个测量面个测量面和和和和4 4个非测量面个非测量面个非测量面个非测量面o o标称长度标称长度标称长度标称长度 两相互平行的测量面之间的距离两相互平行的测量面之间的距离两相互平行的测量面之间的距离两相互平行的测量面之间的距离o o材料材料材料材料 特殊合金钢（线胀系数小，特殊合金钢（线胀系数小，特殊合金钢（线胀系数小，特殊合金钢（线胀系数小，不易变形，硬度高等）不易变形，硬度高等）不易变形，硬度高等）不易变形，硬度高等）第七页
9、，共四十四页。量块的研合性量块的研合性 量块的一个测量面与另一量块的测量面或另一经精密量块的一个测量面与另一量块的测量面或另一经精密加工的类似的平面，通过分子吸力作用而粘合的性能。加工的类似的平面，通过分子吸力作用而粘合的性能。 量块的工作面是经过超精研磨制造的。测量表面量块的工作面是经过超精研磨制造的。测量表面留有一层极薄的油膜（约留有一层极薄的油膜（约0.02m），切向推合力），切向推合力作用，牢固联接作用，牢固联接 量量块块1量量块块2量量块块平平晶晶量块按一定的尺寸系列成套生产供应。国标供规定了量块按一定的尺寸系列成套生产供应。国标供规定了17种系列。种系列。第八页，共四十四页。不同的
10、使用要求，量块有不同的等级。不同的使用要求，量块有不同的等级。量块的精度量块的精度量块的精度量块的精度级级级级 以量块的标称长度为工作尺寸，包含了制造误差。以量块的标称长度为工作尺寸，包含了制造误差。以量块的标称长度为工作尺寸，包含了制造误差。以量块的标称长度为工作尺寸，包含了制造误差。 分为分为分为分为00000000，0 0 0 0，1 1 1 1，2 2 2 2，3 3 3 3和和和和K K K K级六级，其中级六级，其中级六级，其中级六级，其中00000000级精度最高，级精度最高，级精度最高，级精度最高，3 3 3 3级最低，级最低，级最低，级最低，K K K K级级级级为校准级，主
11、要根据量块中心长度极限偏差、为校准级，主要根据量块中心长度极限偏差、为校准级，主要根据量块中心长度极限偏差、为校准级，主要根据量块中心长度极限偏差、量块长度变动量的量块长度变动量的量块长度变动量的量块长度变动量的允许值、允许值、允许值、允许值、测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的第九页，共四十四页。 量块生产企业大都按量块生产企业大都按“级级”向市向市场销售量块，用户则按量块的标称尺场销售量块，用户则按量块的标称尺寸使用量块。因此，
12、按寸使用量块。因此，按“级级”使用量使用量块必然受到量块长度制造偏差的影响，块必然受到量块长度制造偏差的影响，把制造误差带入测量结果。把制造误差带入测量结果。第十页，共四十四页。等等 以量块经检定后所给出的实际中心尺寸作为工以量块经检定后所给出的实际中心尺寸作为工作尺寸，忽略制造误差，包含检定时的测量误差作尺寸，忽略制造误差，包含检定时的测量误差分为分为分为分为1 16等，精度从高到低等，精度从高到低第十一页，共四十四页。量量量量块块块块的的的的“级级级级”和和和和“等等等等”是是是是从从从从成成成成批批批批制制制制造造造造和和和和单单单单个个个个检检检检定定定定两两两两种种种种不不不不同同同
13、同的的的的角角角角度出发，对其精度进行划分的两种形式。度出发，对其精度进行划分的两种形式。度出发，对其精度进行划分的两种形式。度出发，对其精度进行划分的两种形式。按按按按“级级级级”使使使使用用用用时时时时，以以以以标标标标记记记记在在在在量量量量块块块块上上上上的的的的标标标标称称称称尺尺尺尺寸寸寸寸作作作作为为为为工工工工作作作作尺尺尺尺寸寸寸寸，该尺寸该尺寸该尺寸该尺寸包含其制造误差包含其制造误差包含其制造误差包含其制造误差。按按按按“等等等等”使使使使用用用用时时时时，必必必必须须须须以以以以检检检检定定定定后后后后的的的的实实实实际际际际尺尺尺尺寸寸寸寸作作作作为为为为工工工工作作作
14、作尺尺尺尺寸寸寸寸，该尺寸不包含制造误差，但该尺寸不包含制造误差，但该尺寸不包含制造误差，但该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。包含了检定时的测量误差。包含了检定时的测量误差。包含了检定时的测量误差。就就就就同同同同一一一一量量量量块块块块而而而而言言言言，检检检检定定定定时时时时的的的的测测测测量量量量误误误误差差差差要要要要比比比比制制制制造造造造误误误误差差差差小小小小得得得得多多多多。所所所所以以以以，量量量量块块块块按按按按“等等等等”使使使使用用用用时时时时其其其其精精精精度度度度比比比比按按按按“级级级级”使使使使用用用用要要要要高高高高，且且且且能在保持量块原有使用
15、精度的基础上延长其使用寿命。能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。量块的量块的“级级”与与“等等”的比较的比较第十二页，共四十四页。 量块在使用一段时间后，会因磨损而引起尺量块在使用一段时间后，会因磨损而引起尺寸减小，使其原有的精度级别降低。因此，经过寸减小，使其原有的精度级别降低。因此，经过维修或使用一段时间后的量块，要定期送专业部维修或使用一段时间后的量块，要定期送专业部门按照标准对其各项精度指标进行检定，确定符门按照标准对其各项精度指标进行检定，确定符合哪一合哪一“等等”，并在检定证
16、书中给出的标称尺寸，并在检定证书中给出的标称尺寸的修正值。的修正值。 第十三页，共四十四页。量块的使用量块的使用 测量时采用组合量块法，为减少量块组合的累积误差，测量时采用组合量块法，为减少量块组合的累积误差，应力求使用最少的块数获得所需尺寸。应力求使用最少的块数获得所需尺寸。 一般不超过一般不超过一般不超过一般不超过4 4块（从消去尺寸的最末端位数开始，逐一选取，块（从消去尺寸的最末端位数开始，逐一选取，块（从消去尺寸的最末端位数开始，逐一选取，块（从消去尺寸的最末端位数开始，逐一选取，对照表格）对照表格）对照表格）对照表格）33.625mm123451.995mm第十四页，共四十四页。28.93528.935 -1.005第一块量块尺寸为第一块量块尺寸为第一块量块尺寸为第一块量块尺寸为1.005mm1.005mm27.9327.93-1.43-1.43 第二块量块尺寸为第二块量块尺寸为第二块量块尺寸为第二块量块尺寸为1.43mm1.43mm26.526.5 -6.5-6.5第三块量块尺寸为第三块量块尺寸为6.5mm6.5mm 20 20-20 第四块量块尺寸为第四块量块尺寸为第四块
