第三章-长度测量

1、HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY1第三章 长度测量基础3.1 概述概述3.2 长度基准与量值传递长度基准与量值传递3.3 测量仪器与测量方法的分类测量仪器与测量方法的分类3.4 测量技术的部分长用术语测量技术的部分长用术语HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合2 3.1 3.1 检测技术的基本概念检测技术的基本概念 （1）检测技术检测技术 在机械制造业中，对加工完成的零件是否符合设计要求进行判断与确定的一种手段。 主要是研究对零件的几何量几何量进行测量和检验的一门技术。 国家标准是实现互换性的基础；基础； 检测技术是实

2、现互换性的保证保证。HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合3 3.1 3.1 检测技术的基本概念检测技术的基本概念 （2）测量测量 测量是对产品进行定量检测。将被测量与作为计量单计量单位位的标准量进行比较，从而确定被测量是标准量的几倍或者几分之几的过程，就称为测量。 x = qE (基本测量方程式 ) 式中： x被测量值 E测量单位 q比值HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合4测量包括以下四个方面的内容：测量包括以下四个方面的内容： (1) 测量对象测量对象：零件的几何量它包括被测对象的长度、角度、表面粗

3、糙度、形位误差以及螺纹、齿轮的各项几何参数等。 。 (2) 测量单位测量单位：国家的法定计量单位。 (3) 测量方法测量方法：测量过程中所依据的测量原理、采用的计量器具（测量器具）和实际测量条件（环境的温度、湿度，测量人员等）的总合，即指获得测量结果的所有方式方法。 (4) 测量精度测量精度：是指测量结果与真值的一致程度。HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合53.1 3.1 检测技术的基本概念检测技术的基本概念 （3）检验检验 “检验”是一个比“测量”含义更广泛的概念。 对于零件几何量的检验，通常只是判断被测零件是否在规定的验收极限范围内，确定其是

4、否合格，而不一定要确定其具体的量值。 检验是对产品进行定性检测。将被测量和专用量具进行比对，从而判断被测量是否合格的过程，就称为检验。 HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合63.2 长度基准与量值传递长度基准与量值传递3.2.1 计量单位和计量计量单位和计量基准基准 （1 1）计量单位）计量单位 为了保证测量的正确性，必须统一测量过程中测量单位。 我国计量单位一律采用中华人民共和国法定计量单位，规定长度的基本单位为米米(m)。 在机械制造业中通用的长度单位是“毫米毫米” (mm)，在几何量精密测量中采用的长度单位是“微米微米”(m)。平面角的角度单

5、位为弧度弧度(rad)及“度度”()、“分分”()、“秒秒”（”）。 （2）米定义的复现）米定义的复现 采用稳频激光，我国正式使用碘吸收稳定的0.612um氦氖激光等辐射线波长作为长度基准。HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合73.2.2 长度量值传递系统长度量值传递系统为了保证长度基准的量值能准确地传递到工业生产中去，就必须建立从光波基准到生产中使用的各种测量器具和工件的量值传递系统（见图3-1）。目前，量块量块和线纹尺线纹尺仍是实际工作中的两种实体基准，是实现光波长度基准到测量实践之间的量值传递媒介。 HOHAI UNIVERSITYHOHAI

6、 UNIVERSITY孔与轴的极限与配合8图 长度量值传递系统HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合93.2.3 3.2.3 量块量块 （1）量块的形状量块的形状量块是没有刻度的平面平行端面量具，是以两相互平行的测量面之间的距离来决定其长度的一种高精度的单值量具。 量块的形状一般为矩形截面的长方体和圆形截面的圆柱体（主要应用于千分尺的校对棒）两种。常用的为长方体（见图3-2）。HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合10 图3-2 量块 HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的

7、极限与配合113.2.3 3.2.3 量块量块 （2）量块的尺寸量块的尺寸 量块两测量面之间的距离为其工作尺寸L，此工作尺寸定义为上测量面中心点与与下测量面相研合的辅助体（如平晶）平面间的垂直距离，它是量块的中心长度。量块的工作尺寸被标记在量块上，又称为公称长度。 HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合12（3）量块的尺寸标注）量块的尺寸标注 量块上标出的尺寸为名义上的中心长度，称为名义尺寸（或称为标称长度）。尺寸尺寸6mm的量块的量块，名义尺寸刻在上测量面上；尺寸尺寸6mm的量块的量块，名义尺寸刻在一个非测量面上，而且该表面的左右侧面分别为上测量面

8、和下测量面。HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合13 （4）量块的组合量块的组合 国家量块标准中规定了17种成套的量块系列，从国家标准GB/T 60932001几何量技术规范（GPS） 长度标准 量块 中摘录的几套量块的尺寸系列如下表所示。 HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合14HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合15 （5 5）量块的精度等级）量块的精度等级 为了满足不同应用场合的需要，国家标准对量块规定了若干精度等级，可按“级”划分和按“等”划分量块精

9、度 量块的分级量块的分级 按国标的规定，量块按制造精度按制造精度分为5级，即 0、1、2、3和K级。其中0级精度最高，依次降低，3级精度最低级精度最低，K级为校准级。 量块的分等量块的分等 按国标的规定规定量块按其检定精度按其检定精度，可分为1、 2、 3、 4、 5等，其中1等精度最高，依次降低，5等精度最低。HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合16 （6）量块的使用量块的使用 一套量块就有了两种使用方法。按“级”使用时，以量块上的标称长度标称长度为工作尺寸工作尺寸，其包括：制造误差、使用过程中磨损误差；按“等”使用时，以量块经检定后所给出的实测

10、中心实测中心长度长度作为工作尺寸工作尺寸，排除了量块的制造误差的影响，但包括了检定量块实际尺寸时的测量误差，可用较低精度的量块进行比较精密的测量。因此，按“等”测量比按“级”测量的精度高。 HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合17 （7）量块组合方法及原则量块组合方法及原则 组合方法：组合方法： （1）选择量块时，无论是按“级”测量还是按“等”测量，都应按照量块的名义尺寸进行选取名义尺寸进行选取。若为按“级”测量，则测量结果即为按“级”测量的测得值；若为按“等”测量，则可将测出的结果加上量块检定表中所列各量块的实际偏差实际偏差，即为按“等”测量的测

11、得值。 （2）组合量块成一定尺寸时， 应从所给尺寸的最后最后一位小数开始考虑，每选一块应使尺寸至少去掉一位小数。 HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合18 组合原则：组合原则： （1）使量块块数尽可能少，以减少积累误差，一般不超过不超过35块块。 （2）必须从同一套量同一套量块中选取，决不能在两套或两套以上的量块中混选。 （3）组合时，不能将测量面与非测量面相研合。 （4）组合时，下测量面一律朝下。 HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合1928.935 -1.00527.93-1.4326.5 -6.5

12、 20-200 例如：要组成28.935mm的尺寸，采用91块一套的量块HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合20 3.3.1 3.3.1 计量器具的分类计量器具的分类 量具：如游标卡尺 量规没有刻度的专用计量器具，作检验用。 量仪可将被测几何量的量值转换成直接观测的指示值如指示表、显微镜（读值）。 机械式量仪：指示表、杠杆比较仪、偏摆仪 光学式量仪：光学比较仪、干涉仪、立式光学计 电动式量仪：电感比较仪 气动式量仪：水柱式气动量仪、浮标式气动量仪 计量装置 计量器具和辅助设备的总体，可测较多几何量和较复杂的零件。3.33.3测量仪器与测量方法的分类

13、测量仪器与测量方法的分类HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合21HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合223.3.2 测量方法的分类测量方法的分类 （1）按所测的几何量是否直接测得分）按所测的几何量是否直接测得分 直接测量直接测量 如：用游标卡尺、千分尺测量轴径或孔径 间接测量间接测量 指欲测量的几何量的量值由实测几何量的量值按一定的函数关系式运算后获得。例如，右图所示用弓高弦长法间接测量圆弧样板的半径 R ，为了得到 R 的量值，只要测得弓高 h 和弦长 b 的量值，然后按下式进行计算即可，它们的关系为

14、： R=b2/8h+h/2HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合23 （2 2）按示值是否是被测几何量的全值）按示值是否是被测几何量的全值 量值分类量值分类 绝对测量 指计量器具显示或指示的示值即为被测几何量的量值。 相对测量（比较测量） 指计量器具显示或指出被测几何量相对于已知标准量的偏差，被测几何量的量值为已知标准量与该偏差值的代数和。 一般来说，相对测量的测量精度比绝对测量的高。 接触测量和非接触测量 单项测量和综合测量 离线测量和在线测量HOHAI UNIVERSITYHOHAI UNIVERSITY孔与轴的极限与配合243.43.4测量技术的部分常用术语测量技术的部分常用术语3.4.1 计量器具的基本计量参数 计量器具的基本技术性能指标是合理选择和使用计量器具的重要依据。其中的主要指标： 标尺刻度间距标尺刻度间距 指计量器具标尺或分度盘上相邻两刻线中心间的距离或 圆弧长度，为适于人眼观察间距一般为 1 3.5mm 标尺分度值标尺分度值 指计量器具标尺或分度盘上每一刻度间距所代表的量值。 分辨率分辨率 指计量器具所能显示的最末一位数所代表的量值。 HOHAI UNIVERSITYHOH