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1、实验一 圆柱销轴外径的测量与数据处理（一）实验目的（1）熟悉外径千分尺及外径的测量方法。（2）加深对测量误差的含义、来源、种类及处理原则的理解。（3）掌握随机误差的特点及直接测量的数据处理方法。（二）实验内容 用外径千分尺对圆柱销（轴）外径进行1015次重复测量。（三）外径千分尺的结构外径千分尺为螺旋测微类量具，如图1-1所示是测量范围为025mm的外径千分尺，有尺架、测微头、测力装置等组成。尺架1的一端装有固定测砧，另一端则装有测微头。尺架的两侧面上覆盖着绝缘板12，防止使用时手的温度影响千分尺的测量精度。图1-1 外径千分尺1 尺架；2固定测砧；3测微螺杆；4螺纹套筒；5固定套筒；6微分筒
2、；7调节螺母；8接头；9垫圈；10测力装置；11锁紧手把；12绝缘板；13锁紧轴 测微头由以下零件组成。螺纹轴套4压入尺架1中，固定套筒5用螺钉紧固在4上，测微杆3的螺距为0.5mm，精度很高，与外螺纹、螺纹轴套4右端的内螺纹紧密配合，配合间隙用螺母7调整，是测微杆可在螺纹轴套4螺孔中自如的旋转而间隙极小。测微螺杆右端的外圆锥与接头8的内圆锥配合，接头上开有轴向槽，能沿着测微杆的外圆锥胀大，使微 分筒6与测微螺杆结合成一体。测力装置（图1-2）主要靠一对棘轮3和4的作用，棘轮4和转冒5连成一体，棘轮3可压缩弹簧2沿轴向移动，但不能转动，弹簧的弹力用于控制测量压力。测量时，旋转转冒5，如棘轮4对
3、棘轮3所产生的测量压力小于弹簧2的弹力时，转冒5的运动就通过棘轮4、3传递给螺钉1，带动测微杆转动。如测量压力大于弹簧2的弹力时，棘轮3便压缩弹簧而在棘轮4上打滑，测微螺杆停止前进。锁紧装置是用来锁紧测微螺杆的。在锁紧轴13（图1-1中A-A剖视图）的圆周上有一缺口槽，转动锁紧手把11，便可锁1螺钉；2弹簧；3、4棘轮；5转冒；6微分筒图1-2 测力装置紧或松开测微螺杆。 （四）千分尺的测量原理千分尺是应用螺旋副的传动原理，将角位移转变为直线位移。当测微螺杆的螺距为0.5mm时，固定套筒上的刻度间隔也是0.5mm，微分筒的圆锥面刻有50等分的圆周刻线。将微分筒旋转一圈时，测微螺杆轴向位移0.5
4、mm；当微分筒旋转一格时，测微螺杆轴向位移0.5mmX（1/50）=0.01mm，这样，可由微分筒上的刻度精确地读出测微螺杆轴向位移的小数部分。因此，千分尺的分度值为0.01mm。常用的外径千分尺的测量范围有025mm、2550mm、5075mm以至几米以上，测微螺杆轴向位移一般均为25mm。外径千分尺的读数如图1-3。图1-3 千分尺读数举例在使用千分尺时，如果微分筒的零线与固定套筒的中线没有对准，可记下差数，以便在测量结果中除去，也可在测量前加以调整。（五）测量误差的种类和数据处理 一、测量误差的种类：系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持恒定或按一定规律变化的
5、误差；随机误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差；粗大误差（过失或反常误差）：超出在规定条件下预计的误差。二、数据处理：1、消除定值系统误差测量前或过程中处理；2、消除其他误差测量后处理： 计算测量列的算术平均值； 计算测量列的剩余误差； 判断变值系统误差剩余误差观察法； 计算单次测得值的标准偏差； 判断有无粗大误差有剔除重复上述计算直至剔除完成； 计算测量列的算术平均值的标准偏差和极限误差； 确定测量结果。（六）实验步骤熟悉测量仪器的结构原理及操作使用方法；校对好零位或记录零位时的差值；记录零件编号、计量器具的基本度量指标；取一圆柱销（轴），用
6、棉花擦去其表面的油膜；测量圆柱销（轴）外径，进行10次，先粗调千分尺，然后微调，听到“咔咔”的响声后，记录测量值；整理现场，摆放整齐测量器具和零件；数据处理，完成实验报告。实验1 圆柱销（轴）外径的测量与数据处理一、测量对象和要求 1.被测件名称（编号）_ 2.被测件尺寸及公差带代号_，基本尺寸_，上偏差_，下偏差_。 3.被测件极限尺寸（mm）_和_。 4.验收极限尺寸（mm）_。二、测量器具器具名称分度值（mm）示值范围（mm）测量范围（mm）1.外径千分尺2.量块 精度等级_，组合尺寸_mm。测量位置序号测量值Xi（mm）剩余误差Vi（m）剩余误差的平方Vi2测量部位图12345678910 四、确定测量结果班级学生姓名指导教师
