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1、第 2 頁，共 26 頁(一) 测量技术基础 测量的基本概念测量，就是把被测量与复现计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。按其比较特点，可将测量进一步分为检验和测量。检验的特点是：只能确定被测量是否要规定的极限范围之内(即合格性判断)，而不能得出被测量的具体数值； 测量的特点是：测量结果为被测量的具体数值(以测量单位的倍数或分数表示)。测量过程包括四要素：被测对象、测量单位、测量方法和测量精度等。测量方法是指测量时所采用的方法、计量器具和测量条件的综合。测量精度是指测量结果与其真值的一致程度。任何测量过程都不可避免地存在测量误差，但是，只要误差足够小，就可以认为测量结果是可靠的。
2、呎寸传递是指标准长度与被测长度之间的联系关系。按基准概念，呎寸传递关系可表示为：国际基准 国家基准 工作基准 工作器具 被测零件。第一節 常用量具及仪器一、 量块和极限量规量块有时称块规，多制成长方体，量块有两个非常光洁且平面度很高的平行平面，这是它的测量面，上测量面中点到下测量面的垂直距离是量块的工作呎寸。极量规 (通止规) 用来判断零件的加工误差是否在极限范围之内。它分别按被测实际呎寸的两个极限呎寸制造。按最大实体呎寸制造的称为通端；按最小实体呎寸制造的称为止端。测量时分别使用通端和止端，能被通端通过又不能被止端通过的被测呎寸才是合格的呎寸。二、 游标尺和千分尺(1). 游标尺按其用途可分
3、为三类：光标卡、光标深度尺和光标高度尺。(2). 千分尺常用的有：外径千分尺、内径千分尺和深度千分尺。三、 百分表和千分表百分表和千分表的结构相类似，只是分度值不同。前者为0.01mm，后者为0.001mm和0.002mm。四、 万能精度密量仪万能精密量仪包括万能测长仪、工具显微镜、投影仪和光学分度头等。第二節 测量方法测量方法是指测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件的总和。在实际工作中，往往单纯从获得结果的方式来理解测量方法，它可按不同特征分类。一、 按获得结果的方式分类 (1). 直接测量被测几何量的数值直接由计量器具读出。(2). 间接测量被测几何量的数值由实测几何量的数值按一定的
4、函数关系式运算后获得。二、 按比较的方式分类(1). 绝对测量被测量的整个数值可以直接从测量器具上读出。(2). 相对测量（比较测量）测量时先用标准器调整计量器具的零位，再由刻度尺读出被测量几何量相对于标准器的偏差。三、 按同时测量被测几何量参数的多少分类(1). 单项测量分别而独立地测量工件上各个几何量。(2). 综合测量同时测量工件上某些相关的几何量的综合状态，以判断综合结果是否合格。综合测量的效率高，能反映工件上一些误差的综合结果，适用于只要判断工件是否合格的场合，当需要分析加工过程中产生废品的原因时，应采用单项测量。四、 按测量时是否有机械测量力分类(1). 接触测量计量器具的测头与被
5、测表面以机械测量力接触。为了保证接触的可靠性，测量力是必要的，但它可能使测量器具或工件产和变形，从而造成测量误差。尤其对于软金属或薄结构等易变形工件，接触测量可能因变形造成较大的测量误差，或划伤工件表面。(2). 非接触测量计量器具的测头与被测表面不接触，不存在机械测量力。五、 按测量目的分类(1). 主动测量(工序测量)在零件加工过程中进行的测量，其测量结果用于控制零件的加工过程，决定零件是否需要继续加工或调整机床，以便及时防止废品的产生。(2). 被动测量零件加工完成后进行的测量，其测量结果主要用来发现并剔除废品。六、 按被测件与测量头在测量过程中的状态分类(1). 静态测量测量时，被测表
6、面与测量头相对静止。(2). 动态测量测量时，被测表面测量头之间有相对运动，它能反映被测参数的变化过程。七、 按测量条件的情况分类(1). 等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件不变。例如由同一个人，用同一台机器，在同样的条件下，以同样方法，同样仔细地测量同一个量，求测量结果平均值时所依据的测量次数也相同，因而可以认为每一测量结果的可靠性和精确程度都是相同的。在一般情况下，为了简化测量结果的处理，大家采用等精度测量。(2). 不等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件可能完全改变或部分改变。显然，其测量结果的可靠性与精确程度各不相同。第三节测量误差和数据处理一、 测量
7、误差的概念(1). 测量误差是测得值与正确值之差，即：测量误差测得值正确值（真值），按测量误差出现的规律分：A. 系统误差：它是由一个或几个确定的因素引起的误差，有一定的规律性，可根据其产生原因采取一定的技术措施予以消除，或减小它的影响。B. 偶然误差：（又称随机误差）它是由不易控制的多种因素造成的误差。误差的大小和方向具有有随机性。C. 粗大误差：指超出在规定条件下预计的测量误差，即歪曲测量结果的误差。造成粗大误差的原因，有主观上的原因，如读数不正确或操作不正确；也有客观上的原因，如外界突然干扰。(2). 精度是和误差相对的概念。由于误差分为系统误差和随机误差，因此笼统的精度概念已不能反映上
8、述误差的差异，从而引出如下概念。A. 精密度指在一定条件下多次重复测量时，所得测量结果彼此之间符合的程度。它反映随机误差的大小。B. 准确度指在规定条件下，测量中所有系统误差的综合。它反映系统误差的大小。理论上对已定系统误差可用修正值来消除，对未定系统误差可用系统不确定度来估计。C. 精确度指测量结果中系统误差与随机误差的综合，表示测量结果与真值的一致程度。若己修正所有已定系统误差，则精确度可用不确定度来表示。一般来说，精密度高而准确度不一定高，反之亦然；但精确度高则精密度和准确度都高。(3). 按误差本身因素分A. 绝对误差：即前述测得值与正确值之差值。例如用一根毫米钢尺测量某一工件长度，钢
9、尺可准确到0.5mm，若读数为25mm，可知该工件的实际长度必在24.5mm和25.5mm之间。绝对误差只能用以判断对同一呎寸测量结果的精密程度、而不适用于不同呎寸。例如，测量100mm和1mm的长度，两者的绝对误差均为0.1mm，显然，前者需用精度高的测量手段测得，后者则很容易实现。B. 相对误差:绝对误差与测得值的比值为相对误差。二、 测量误差的产生原因(1). 计量器具误差:例如: 百分表传动机构放大不准确，滑动面间隙和磨损引起回程误差等。(2). 接触误差(基准误差):探测头与被测表面接触处粗糙度大，受测量力产生接触变形；被测面有陷下去、塌边、毛刺、划痕等都会引起测量误差。(3). 测
10、量方法引起误差：操作方法不正确、测量原理不完善等都产生误差。(4). 环境条件误差：温度、湿度、振动、汽压以及灰尘都会使精密测量产生误差。(5). 测量人员引起的误差：测量过程中，测量人员的主观因素，如技术熟练程度、操作经验、连续工作时间长短、思想情绪和工作责任心等，都会影响测量结果。总之，产生测量误差的因素很多，测量时应找出主要因素，并采用相应的措施，以保证测量的精确度。三、 减少误差的措施(1). 系统性误差：例如，百分表机构传动不准确，读数偏大。可采用校准方法，与高一级标准量具比较，确定误差量值。计算出相应的修正系数，用来对测量读数进行修正。(2). 随机性误差：例如，测量时测量力不稳定
11、，温度波动，视觉误差等的综合影响，具有随机性特性。可以采算术平均值原理，取其算术平均值作为测量结果。(3). 粗大误差：在一系列众多的测得值中，人个别的数值超出了随机误差应有的范围，该误差可看成是粗大误差。例如，操作时外界突然振动，测量操作失误，读错示值等均可能导致粗大误差的出现。对粗大误差的处理原则是按一定规则予以剔除。最简便的方法采用3准则。(二) 形状和位置公差形状公差和位置公差（简称形位公差）是针对形状误差和位置误差（简称形位误差）而言的。所谓形位误差是指被测实际要素对其理想要素的变动量。所谓形位公差是指实际要素对其理想要素所允许的变动全量。形状和位置公差国家标准包括：代号及其标注法（
12、GB1182-80）、朮语及定义（GB1183-80）、未注公差的规定（GB1184-80）和检测规定（GB1958-80）。基本概念一. 属语及定义要素 构成零件几何特征的点、线、面。1. 理想要素与实际要素具有几何学意义的要素称为理想要素或者说理想要素是没有任何误差的要素。如素线、平面、圆柱面、圆锥面、球面统称为轮廓要素圆心、球心、轴线、中心线、中心面统称为中心要素。中心要素对应于轮廓要素的存在而存在,在实际零件上是不能直接看到中心要素的。中心要素通常由轮廓要素来体现。零件上实际存在的要素称为实际要素。实际要素是通过加工后得到的，由测量要素来代替。由于测量误差，测量要素并不是实际要素的真实
13、状况。2. 被测要素与基准要素图样上给出的形状或（和）位置公差的要素称为被测要素，也就是需要测量形位误差的要素。用来确定被测要素方向或（和）位置的要素，称为基准要素（分为单一基准要素、组合基准要素、三基面体系、基准目标）。单一基准要素是作为单一基准使用的单个要素组合基准要素是作为单一基准使用的一组要素三基面体系是由三个互相垂直的基准平面组成的基准体系，它的三个平面是确定和测量零件上各要素几何关系的起点基准目标是为构成基准体系的各基准平面而在要素上指定的点、线、面。理想基准要素简称为基准，它是确定要素间几何关系的依据，分别称为基准点、基准直线（轴线）和基准平面（中心平面）。附图（）3. 单一要素
14、与关联要素图样上仅对要素本身给出形状公差要求的要素，称为单一要素。对其它要素有功能关系的要素，称为关联要素。或者说关联要素是指相对于别的要素有位置公差要求的被测要素。例如，有直线度要求的轴线，有平面度要求的平面属单一要素；相对于底平面有平行度要求的轴线或平面则为关联要素。同一要素既可以是被测要素，又可作为基准要素；被测要素既可以是单一要素，也可以为关联要素；输廓要素和中心要素既可以作为被测要素，也可以作为基准要素，而被测要素一定是指实际要素。二. 形状和位置公差形位公差 是单一要素的形状所允许的变动全量，形位误差以零件几何要素进行分类。因此，对这些要素的形状误差以及它们之间相对位置的误差，都分
15、别进行了分类，分为单一要素的形状误差和关联要素的位置误差两类。在几何要素中，单一要素的形状误差又分为直线度误差、平面度误差、圆度误差、圆柱度误差等。关联要素的位置误差也分为定向误差、定位误差和跳动误差。定向误差有平行度误差、垂直度误差和倾斜度误差；定位误差有同轴度误差、对称度误差和位置度误差；跳动误差有圆跳动误差和全跳动误差等。非直线的各种曲线，可概括为线轮廓度误差；非平面、圆柱面、球面等各种曲面，可概括为面轮廓度误差。综上所述，形位误差分为两大类共14个项目。形位公差是用来限制和控制形位误差的,因此形位公差自然也分两大类共14个项目。有关形位公差的分类、项目和符号见表1-1。表1-1 形位公差项目及其符号分类项目符号分类项目符号形状公差直 线 度位置公差定向平 行 度垂 直 度平 面 度倾 斜 度圆度定位同 轴 度圆 柱 度对 称 度位 置 度线轮廓度跳动圆 跳 动面轮廓度全 跳 动三. 形位公差带如何限制实际要素的变动范围是研究形位公差的一个重要方面。由于实际要素在空间占据一定的形状
