长度计量基础

长度计量基础品质成就未来制作者：胡志明日期：2014/12/171

主要内容

1.米的定义

2.长度计量的基本原则

3.影响长度测量准确度的主要因素

4.常用的测量方法

5.计量性能要求及平面度检定方法

6.卡尺本身及千分尺误差来源

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1.米的定义及其发展

1）现行米的定义

1975年第十五届国际计量大会米定义可以通过光速来表示。

真空中的光速为：C=299792458m/s.

1983年10月第十七届国际计量大会通过米的新的定义：

米是光在真空中在（1/299792458）s的时间间隔内所经路径的长度。

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2.长度计量的基本原则

1）阿贝原则

即被测对象与测量标准器之间相对位置的原则：测量时被测对象的轴线与标准器轴线相重合或在其延长线上，称为“阿贝原则”

2）最小变形原则

在测量过程中，由于被测件自重·内应力以及热膨胀等因素和接触方式等影响，被测件和仪器的部份零部件都会产生变形而影响测量的结果。为保证测量结果的准确度，应尽量减少各种因素产生的变形，这就是“最小变形原则”

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2.长度计量的基本原则

3）最短测量链原则

测量系统由一系列单元组成，从测量信息的输入到量值的输出构成的单元，这些单元组成的完整部份就叫“测量链”，由于测量链的各个环节不可避免地引入误差，环节越多，误差越多，所以为保证测量准确度，测量链应为最短。

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2.长度计量的基本原则

4）封闭原则

圆分度的封闭特性决定了在圆分度测量中如果能满中封闭条件，测其相邻偏差总和为零。封闭原则在角度测量中尤为重要，圆分度盘，多面棱体，多齿分度台和四方体等

5）基准统一原则

设计基准，工艺基准，加工基准，装配基准与测量基准相一致，称为五基准统一原则”

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3.影响长度测量准确度的主要因素

1）接触测量时接触方式的选择

为减少接触方式不正确带来的测量不准定度，在选择测量头时，应尽可能使测量头与被测件成点或线接触。

平面形工件采用球面测头；

圆柱形工件采用刀口或圆柱测头；

球面形工件采用平面测头。

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3.影响长度测量准确度的主要因素

2）温度对测量结果的影响

温度变化也是产生变形的主要因素。尽可能不直接用手接触量具，仪器和工件。

在比较测量时。由于标准器的温度和膨胀系数与被测件温度的膨胀系数不一致引起的测量误差为：|

ΔL=L{ap(Tp-20℃)-ａq(Tq-20℃）}

ΔL---温度引起的测量误差

L---测量长度

ap，Tp---标准器的膨胀系数和温度

ａq，Tq---被测件的膨胀系数和温度

品质成就未来83.影响长度测量准确度的主要因素

钢的热膨胀系数：

（11.51）X10-6℃-1

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3.影响长度测量准确度的主要因素

3）正确选择测量基准面

具体遵守的原则如下：

在工序间检验时，测量基准面与工艺基准一致；

在终结检验时，测量基准面与装配基准面一致。

4）计量器具的正确选择

选择原则：准确度原则（1/3~1/10）

经济原则

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小知识补充

标准光隙：由量块，刀口尺和平面平晶组成，两边量块为1.01mm中间量块依次为1.002mm，1.004mm，1.006mm，1.008mm，把刀口尺放在量块上，就可以观察到依次为0.008mm，0.006mm，0.004mm，0.002mm的标准光隙。

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4.常用的测量方法

1）光隙法

用眼睛观察通过实际间隙的可见光隙量的多少来判断间隙大小的一种测量方法。凡是小于0.03mm的间隙，只要能产生可见隙，都可以用光隙法测量

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4.常用的测量方法

2）技术光波干涉法

平面平晶的使用：测量平面度（干涉条纹）

干涉原理：等厚干涉

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5.计量性能要求及平面度检定方法

当干涉带呈弯曲形时：

Δ=a/bX0.3

=7/10X0.3

=0.21um

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5.计量性能要求及平面度检定方法

当干涉带呈同心圆时，

Δ=3X0.3

=0.9um

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5.计量性能要求及平面度检定方法

当光涉带呈此弯曲状时，

Δ=3X0.3

=0.9um

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5.计量性能要求及平面度检定方法

当光涉带呈直线状时，平面度很好。

Δ=0

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6.卡尺本身误差来源

尺身刻度和游标刻度宽度差

主尺基准面平面度

测量面的平面度

零位

视差影响

测量力引起