测量基础知识

1、Compart Precision培训教 材Measuring Center TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第一章量测定义、术语(4)第一节量测定义与本质与分类第二节常用量测术语 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 第二章量测设备(8)第一节量测设备定义.分类第二节量测设备之选用原则 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 第三章量测方法及原则(13)第一节量测方法第二节量测原则 HYPERLINK l bookmark75

2、 o Current Document 第四章量测误差分类与产生之原因(18)第一节误差分类第二节误差产生的原因第五章 LASER SCAN MICROMETE 基础知识(22)第六章量仪管理(24)第七章常见之仪器结构及特点(29)第一节卡尺使用与维护第二节分厘卡使用与维护第三节指示表的使用与维护第四节标准量块及环规的使用与维护第五节工装及基子的使用与维护第八章机械制图(42)第九章量仪的重复性与再生性 (48)第一章量测定义.术语第一节量测定义.本质.范围一、量测定义利用各种不同精密的量具或仪器去检验各种不同工件的几何外形或几何公差的程序二、量测的本质将被测的量和一个作为计量单位的标准量进

3、行比较，以获得被测值的实验过程.三、量测之范围长度方面：游标尺.分厘卡.量表.块规.高度规.测长仪 三次元量床光学量测仪器光学平板光学投影机工具显微 镜.雷射干涉仪雷射扫瞄仪等角度方面：角度块规.角度量规.角尺.直角规.锥度量规.量长度量测角器.组合角尺.水平仪.三次元量床.光学量测仪器(光学投影机.工具显微镜.雷射干涉仪.自动视准仪.雷射准直仪)等.形状方面：表面粗糙度量测仪.轮廓量测仪.真圆度量测仪.光学平板.光学投影仪.工具显微镜.专业量测仪器(齿形量V测机.凸轮轴量测仪)等四、与量测有关之活动检验:判断被检验的物理量是否合格的过程检定:评定计量仪器之精度指针是否合格所进行的全部工作五、

4、量测.检验.检定之对照表名称数值作用对象比照结果示例量测有被测对象以具体之测量数值反映 被测物件用卡尺测量一孔径为 4.00mm检验无被测对象仅以 OK.FAIL.NG .OK等形式反应用螺纹规检验螺纹孔检定无计量器具合格与不合格用量块检正分厘卡第二节常用量测术语、测量范围在允许误差限内，量具仪器所能测量工件的最低值到最高值的范围.二、分辨率（分析度Resolution）量具对量测所能显示出最小读数的能力.对于机械式仪器：分辨率指相邻两刻线所能代表的量测之差对于数字式仪器：因没刻度标示，故分度值被标为分辨率.它通常指仪器显示之最后一位数字间隔所代表的被测量值三、灵敏度（Sensitivity）

5、表示量测仪器对于检测微小信号变化量时的能力如:百分表在检测到0.01mm变化时，指针就会变化.而千分表在 检测到0.001mm变化时，指针就会变化.可见千分表比百分表灵敏度高.四、精密度（Precision）表示量测仪器对同一待测工件，以相同量测过程做重复量测，其量测结果的重复性.五、准确度（Accruacy）表示实际量测值（或量测平均值）与真值之间的一致性程度.区别：精密度一表示量测值之间的差异程度准确度一量测值与真值之间的差异程度(图1)精密度不高，准碓度不高精密度高，准碓度不高1)精密度不高，准碓度高精密度高，准碓度高六、量测不确定度(Measurement Uncertainty)量测

6、不确定度为一量测真值存在范围的估计值它是由于测量误差的存在，对测量值不能肯定的程度它的计算需经一联串量测的统计加以 估计，并以标准偏差来表现其特征量测时，若采用土c,其正不确性为 68.26%;若采用土 2 c时，正确性为95.46%;若采用土 3 c时，其正确性为 99.73%.*注此定义内容较多且难理解，具体之讲述请参阅不确定度评估讲义.第二章量测设备第一节量测设备之定义与分类实现三个量测活动，量顷U设备是所具备之基本前提一、量测设备的定义凡是能用来实现被测的量与标准量进行比较，并能直接或间接测出 被测对象量值的量具.量仪和量测装号各统称为量测设备.二、量测设备之分类v一 按结构分：1、量

7、具是以固定形式复现量值的量测器具.量具复现的量值一般标准在 量具上，称为量具的标称值，又称为名义值 量具既可以单独使 用，又可以与其它的量测器具一起使用在长度计量中的量具主要 包括以下几类：(1 )单值量具一用来复现计量单位或者复现计量单位的位数或分 数值的量具 如:量块、角度块、塞尺等.(2)多值量具一用来实现在一定范围内计量单位某些倍数或分数值的量具 如:毫米刻尺、游标卡尺等.(3)综合量规一这是一种用来综合检验产品尺寸或形状正确性，确性，以及检验产品各部分相互位铭正确性的量具.如螺纹塞规、环规2、量测仪器将被测的量转换或可直接观测的指示值或等效信息的 量测器具称为量测仪器.感受部件：该部

8、件的作用就是感受被测的量的信息，并将其作用于传动放大的机构.传动放大的机构：该部件的作用，就是将感受部件送来的信息放大 传送到读数装号各.读数装铭：通过读数装铭的细分，指示出可直接观测到的测量结果 的读数值.量测仪器的种类指示式仪器：能读出示值的，如:百分表.万用表记录式仪器：能记录示值的，如：电子式游标卡尺比较式仪器用以将被测的量值和已知的量进行比较得出差值.以上种类，在目前的仪器上可能是几个功能的集中例如：我公司使用的三丰公司的投影仪：仪器上的10X.20X.50X的物镜为感受部件；仪器上的三片反射镜及投影屏为传动放大机构仪器上的光栅尺与细分的读数显示器为读数装铭3、量测转换器(传感器)测

9、量转换器具是一种将给定量变换成便于传送.处理或贮存的(不能直接感知的)测量信息的量测器具.如:三元坐标量床上的 传感测量头.4、为确定被测量值所必需的量测器具和辅助设备的总体，称为量测装铭.按照作用及用途可分为两大类：标准量具的标准量测仪器：是用于复现及保存计量单位或者用来检定及分度其它计量器具的量具和量测仪器工作量具和工作计量仪器：是用于实际测量的计量器具. 按仪器工作原理分类：按工作原理分类：实际上是一种以被测量的原始信号转换原理的不同而命名不同仪器的分类方法，可分出以下四类：机械式仪器用机械方法实现原始信号转换的仪器.如：游标卡尺、百分表、分匣卡等.光学仪器用光学的方法实现对原始信号的转

10、换放大的仪器如：投影仪(3 )气动仪器以压缩空气为介质用气源系统(如流量或压力)变化来实现对原始信号的转换的仪器 按仪器用途分类按用途分类是一种根据测量对象的特征而分类的方法可分为以下六类：端度仪器：如量块.块规角度仪器：测角仪表面粗糙仪器：平直度仪器：准直仪.水平仪5;通用仪器：工具显微镜.投影仪第三章量测方法与原则量测方法之选用在很大程度上决定了二个量测活动的成败正确与否第一节量测方法根据被测的零件的结构特点和精度要求，选择适当的测量方法，是减少测 量误差，提高测量精度的基本条件 通常，基本的测量方法有以下几种：一、绝对测量和相对（比较）测量法绝对测量法一在计量器具的示数装铭上可表示出被测

11、尺寸的全值.相对测量法一在计量器具的示数装铭上只表示出被测尺寸相对已知标准量的偏差值.二、直接测量和间接测量法直接测量一不需对被测的量与其它实测量进行函数关系的辅 助计算，而直接得到被测量值的测量方法间接测量一直接测量的量与被测量之间有已知函数关系，经计算才能得到被测值的测量方法.三、静态测量和动态测量法静态测量法一对被测零件在静止状态下进行测量，被测量表面与测量头相对静止.动态测量法一对被测零件在运动状态下进行测量，被测量表面与测量头有相对运动.四、主动测量和被动测量主动测量一是在加工过程中对工件进行测量.被动测量一是在加工后对工件进行测量五、接触测量和非接触测量六、单项测量和综合测量法单项

12、测量法一对零件的个别参数误差进行测量综合测量法一对零件某些相关联的几何参数误差的综合效果进行测量.第二节测量方法选择原则测量结果的准确度是测量的四要素之三为了实现正确可靠的测量匚人们在测量 实践中进行了长期的探素总结了长度测量的四条基本匚原则;这就是阿贝原 则.最小变形原则.最短测量链原则和封闭原则II 一.阿贝原则是指测量 器具的读数刻度线应安铭在被测尺寸线的延长线上AL.勺主尺掀泉L测量事掀泉MHl/AL=S*a它的意义在于它避免了因导轨误差引起的一次测量误差.特别在使用阿贝 原则的仪具时，注意阿贝原则的应用，使被测工件尽可能地向主尺靠扰以减小 两轴线之间的距离S则可减小测量误差.第四章

13、量测误差分类与产生原因误差是不可避免的在实际量浊中应采取各种有效之量测方法来尽量减低量测 误差.第一节量测误差定义分类一、量测误差定义测量值或（测量值之平均值）与被测量值之差，可用数字表达式表示为 =X-XO 或 =X- X式中“ ”表示量测误差“X”表示测量值“ X ”表示测量值之算术平均值“ X0”表示真值此表达式定义之误差为绝对误差它的值可为正负或零.相对误差是指将绝对误差与被测量的真值之比.它常用百分数表示，记为：X-X0| A* 100% = * 100%X0X0、量测误差之分类误差按性质可分为三类：系统误差：在实际测量条件下，多次测量同一量值时.若误差的大小和符号固定不变或按一定规

14、律变化时的误差随机误差：是指在一定测量条件下，多次测量同一尺寸时，其绝对值和符号以不可预定的方式变化的误差粗大误差：指超出规定条件下预期的误差，即明显不符合测量结果的误差.第二节误差产生的原因（来源）误差的产生主要来源于六种：、人为误差：由于人的因素造成的误差主要表现：1.测量者的粗心大意或读数不正确计算或记录错误通常人为误差多为粗大误差、量具误差：由于量具因素所造成的误差主要表现：1.使用已经磨损之量具使用没有定期校正之量具量具本身保养欠佳三、力量因素：由于量测时所使用的接触力或接触所造成的挠曲的误差.主要表现：用力过猛或过大，使工件产生变形.四、测方法因素：量测时，用仪器设计或摆铭不良等所

15、造成的误差包括余弦误差，阿贝误差.主要表现:1 .仪器使用不当2.量测方法选择不正确五、环境因素：量测时环境或场地不同而产生之误差主要表现：1.操作环境之不稳定（如温度高低之影响）2.测量仪器或被测件的突然振动（振动因素）六、工件本身因素：由于工件本身缺陷所造成的量测误差主要表现：工件有毛边.杂质.灰尘.油污等第五章常见之仪器结构.特点第一节卡尺使用与维护、卡尺分类常用卡尺根据其构造可分为三大类:游标卡尺、带表卡尺、数显卡尺游标卡尺带表卡尺数显卡尺常用卡尺根据其构造可分为三大类:游标卡尺、带表卡尺、数显卡尺游标卡尺带表卡尺数显卡尺、常用卡尺的分辩率、测量范围名称分辩率测量范围游标卡尺0.02,

16、 0.05, 0.100 150 , 0 300,0200, 0600 带表卡尺0.01,0.020 150 , 03000 200,数显卡尺0.010 150 , 03000 200, 0450三、卡尺的应用卡尺可用来测量外尺寸、内尺寸、深度尺寸、段差测量1.根据所测量尺寸的精度和范围选择适当的卡尺。卡尺的测量爪不可以作为划线的工具。使用前应擦拭测量面和尺身的灰尘及杂物，并检查主尺与尺框之间的间隙，如发规尺框较松，则应调节弹片的位铭，并 检查 零位。测量工件尽可能放在测量爪的里面，接近基准线的位容测量读 数时，应从正面垂直于尺身的方向读数。使用完后应用无尘纸将各测量面擦拭干净，两外测面保持

17、0.2 2mm的距离放回卡尺盒。数显卡尺尺身及尺框不得有水及油污，以免损坏容栅及电子元器件。第二节分厘卡使用与维护、分厘卡的种类分厘卡根据读数的方式，可分为普通分厘卡，数显分厘卡TESR/14H5TER5*普通分厘卞常用分厘卡的分辩率、测量范围名称分辩率测量范围普通分厘卡0.01,0.001025,2550,5075 数显分厘卡0.001025,2550,5075 另：根据分厘卡的测量功能，可分为内径分厘卡，公法线（盘式）分厘卡，深度分厘卡等等。公法线（盘式）分厘卡二、读数方法普通分厘卡主轴螺杆的节距为0.5mm,微分套筒圆周均分50等分刻度，每前进一圈，主轴则移动0.5mm,所以每前进一小格

18、的刻度就是0.01mm.读数方法如下图所示:mm0.01 mm2、数显分厘卡通过圆形容栅，直接从显示屏上读取测量数据。其内部结构如下:四、分厘卡使用注意事项1 .根据所测量尺寸的精度和范围选择适当的分厘卡。分厘卡要轻拿轻放，不可以摔、碰。分厘卡在使用之前必须清 零。旋转分厘卡的测力棘轮使用两测量接触，观察零位。分厘卡在使用时尽可能固定于卡座上。测量时，当测量面即将接触工件时，严禁旋转微分套筒，必须使用测力棘轮使测量面接触工件，棘轮发出两、三声即可读数。使用完毕后应用无尘纸将各测量面擦拭干净，两外测面保持0.2 2mm的距离。不得自行拆卸分厘卡各元器件部位。在使用数显分厘卡时，主轴上不得有水及其油污，以免损坏容栅及电子 元器件。第三节指示表的使用与维护-、指示表的分类常用的指示表可分为百分表（数显）、千分表（数显）、杠杆百分表、 杠杆千分表。常用指示表的分辩率、测量范围名称分辩率测量范围百分表，千分表0.01,0.0010 5mm, 0 10mm, 0 30mm, 0 50mm 杠杆百分表，杠中干千分表0