课几何量测量演示文稿

课几何量测量演示文稿第一页，共四十八页。（优选）课几何量测量第二页，共四十八页。第一节概述第二节长度和角度计量单位与量值传递第三节计量器具与测量方法第四节测量误差第五节直接测量列的数据处理（下次课）第三页，共四十八页。重点：1、量块的使用方法；2、随机误差的种类和特性3、直接测量列的数据处理难点：1、随机误差的分布规律2、正态分布随机误差概率的计算3、直接测量列的数据处理第四页，共四十八页。第一节概述问题：1、什么叫测量？它的实质是什么？2、测量有什么意义？3、测量过程包括几个要素？4、测量的一般步骤是什么？（了解）第五页，共四十八页。主要内容：测量的意义、测量的基本要素测量的意义：通过测量零件的尺寸、形位公差及表面粗糙度等几何参数，确定加工后的零件是否符合技术要求，实现零件的互换性测量的定义：为了确定被测量的量值而进行的试验过程测量的实质：是将被测几何量L与复现计量单位E的标准量进行比较，从而确定比值q的过程：第六页，共四十八页。测量的基本要素一个完整的测量过程应包含测量对象、计量单位、测量方法（含测量器具）和测量精度等四个要素：测量对象－－机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度、角度、表面粗糙度、形状和位置误差等。

第七页，共四十八页。计量单位（简称单位）－－是以定量表示各种量的量值而约定采用的特定量。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等为基本单位。机械工程中常用的长度单位有“毫米”、“微米”和“纳米”，常用的角度单位是非国际单位制的单位“度”、“分”、“秒”和国际单位制的辅助单位“弧度”、“球面度”。第八页，共四十八页。测量方法－－根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。第九页，共四十八页。测量精度－－测量结果与真值的一致程度。不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。所以，对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。第十页，共四十八页。检测的一般步骤：确定被检测项目认真审阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术要求，明确需要检测的项目。设计检测方案根据检测项目的性质、具体要求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检测环境及检测人员的能力等多种因素，设计一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检测预案。选择检测器具按照规范要求选择适当的检测器具，设计、制作专用的检测器具和辅助工具，并进行必要的误差分析。补充内容:第十一页，共四十八页。第二节长度和角度计量单位

与量值传递问题：1、什么叫量值传递系统？2、量块的特点？如何使用量块？第十二页，共四十八页。一、长度单位与量量值传递系统在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位名称是“米”，其单位符号为“m”。“米”的定义于18世纪末始于法国，当时规定“米等于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一”。19世纪“米”逐渐成为国际通用的长度单位。1889年在法国巴黎召开了第一届国际计量大会，从国际计量局订制的30根米尺中，选出了作为统一国际长度单位量值的一根米尺，把它称之为“国际米原器”。1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义，规定：“米”是在真空中在1/299792458s的时间间隔内行进路程的长度。第十三页，共四十八页。长度的量值传递量值传递：是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器），并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的量值准确一致的方式”。在实际生产中，不便用光波作为长度基准来进行测量，而采用计量器具进行测量。为了保证量值统一，必须把长度基准和量值准确的传递到生产应用的计量器具和工件上去。因此，国家从组织上，建立了一套从最高标准到被测工件的严密而完整的长度量值传递系统：一个是端面量具（量块）系统；另一个是刻线量具（线纹尺）系统。如P4图2-1第十四页，共四十八页。第十五页，共四十八页。二、量块使用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的精确度，但因对复现的条件有很高的要求，不便在生产中直接用于尺寸的测量。因此，需要将基准的量值按照定义的规定，复现在实物计量标准器上。常见的实物计量标准器有量块（块规）和线纹尺。量块特点：用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。其形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。第十六页，共四十八页。83块第十七页，共四十八页。量块的构成长方体的量块有两个平行的测量面，其余为非测量面。测量面极为光滑、平整，其表面粗糙度Ra值达0.012μm以上量块长度Li:从量块一个测量面上任意一点（距边缘0.5mm区域除外）到此量块另一个测量面相研合的面的面的垂直距离量块的中心长度L：从一个量块的测量面上中心点到此量块另一个测量面相研合的面的垂直距离。第十八页，共四十八页。图2-2量块第十九页，共四十八页。两测量面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标称长度到5.5mm的量块，其公称值刻印在上测量面上；标称长度大于5.5mm的量块，其公称长度值刻印在上测量面左侧较宽的一个非测量面上第二十页，共四十八页。量块的精度（级）按国标GB6093-85，量块按制造精度分6级，即00、0、1、2、3和K级，其中00级精度最高，3级最低，K级为校准级，主要根据量块长度极限偏差、测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的。用户按量块的标称尺寸使用量块。因此，按“级”使用量块必然受到量块长度制造偏差的影响，将把制造误差带入测量结果。量块的“级”与“等”第二十一页，共四十八页。量块的精度（等）按照计量局标准JJG146—2003《量块检定规程》规定了量块按其检定精度分为六等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低，“等”主要依据量块中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差来划分的。第二十二页，共四十八页。量块的“级”与“等”的区别量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。按“级”使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸包含其制造误差。按“等”使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。所以，量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高，且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。第二十三页，共四十八页。量块的使用：量块是定尺寸量具，一个量块只有一个尺寸。为了满足一定范围的不同要求，量块可以利用其测量面的高精度所具有粘合性，将多个量块研合在一起，组合使用。根据标准GB6093—85规定，我国成套生产的量块共有17种系列，每套的块数分别为91、83、46、12、10、8、6、5、等。p8表2-1所列为83块组和46块组一套的量块的尺寸系列。粘合性：测量层表面有一层极薄的油膜，在切向推合力的作用下，由于分子间吸引力，使两量块研合在一起的特性。第二十四页，共四十八页。表3-4第二十五页，共四十八页。量块的组合为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过4块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。例如，从83块一套的量块中选取尺寸为33.625mm的量块组，选取方法为：33.625…………所需尺寸

－1.005……….…第一块量块尺寸

－1.02……….…第二块量块尺寸

－1.6……….…第三块量块尺寸30.0……….…第四块量块尺寸第二十六页，共四十八页。第二十七页，共四十八页。思考：如何从46块一套的量块中选取尺寸为33.379mm的量块组？第二十八页，共四十八页。量块使用的注意事项量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤，影响其粘合性。分清量块的“级”与“等”，注意使用规则。所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度与环境温度相同后方可使用。轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精确度的影响。使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防锈脂存于干燥处。第二十九页，共四十八页。三、角度单位与量值传递系统角度也是机械制造种的重要几何参数之一。我国法定计量单位规定平面角的角度单位为弧度（rad）及度（°）、分(`)、秒(``)。1rad是指在一个圆的圆周上截取弧长与该圆的半径相等时所对应的中心平面角。1°＝（π/180）rad基准与长度基准有本质的区别。角度的自然基准是客观存在的，不需要建立，因为一个整圆所对应的圆心角是定值（2πrad或360°）第三十页，共四十八页。因此，将整圆任意等分得到的角度的实际大小，可以通过各角度相互比较，利用圆周角的封闭性求出，实现对角度基准的复现。但，为了检定和测量需要，仍然要建立角度度量的基准。在高精度的分度中，仍常以多面棱体作为角度基准来建立角度传递系统。第三十一页，共四十八页。第三十二页，共四十八页。四、角度量块在角度量值传递系统中，角度量块是量值传递媒介，它的性能与长度量块类似，用于检定合调整普通精度的测角仪器，校正角度样板，也可直接用于检验工件。角度量块有三角形和四边形三角形有一个工作角（角度值在10°～79°）四边形有四个工作角（角度值在80°～100°）第三十三页，共四十八页。四边形量块，在短边相邻的两个工作角之和为180°第三十四页，共四十八页。同成套的长度量块一样，角度量块也有若干块组成一套，以满足测量不同角度的需要角度量块也可以单独使用，也可以在10°～350°范围内组合使用第三十五页，共四十八页。一套角度量块第三十六页，共四十八页。第三节测量器具和测量方法问题：1、计量器具按用途分为哪几类？2、计量器具的基本度量指标有哪几项？3、测量方法分哪几类？第三十七页，共四十八页。一、测量器具的分类计量器具可按用途、结构和工作原理分类1、按用途分标准计量器具——是指测量时体现标准量的测量器具。通常用来校对和调整其它计量器具，或作为表准量与被测几何量进行比较，如：线纹尺、量块、多面棱体等。第三十八页，共四十八页。专用计量器具——专门用来检验某种特定参数的量具。常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极限量规，判断内螺纹或外螺纹合格性的螺纹量规，判断复杂形状的表面轮廓合格性的检验样板，用模拟装配通过性来检验装配精度的功能量规等等。

通用计量器具——我国习惯上将结构比较简单的测量仪器称为通用量具，通用性大。如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。

第三十九页，共四十八页。2、按结构和工作原理分类（了解）机械式计量器具——比较仪、百分表和扭簧比较仪等光学式计量器具——光学比较仪、投影仪等气动式计量器具——水注式和浮标式气动仪器等电动式计量器具——电动轮廓仪和电感测微仪等光电式计量器具——光电显微镜和光电测长仪等第四十页，共四十八页。二、测量器具的技术性能指标度量指标是用来说明计量器具的性能和功用。它是选择和使用计量器具，研究和判断测量方法的依据。分度值测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值之差。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之差为0.01mm，则该测量器具的分度值为0.01mm。分度值是一种测量器具所能直接读出的最小单位量值，它反映了读数精度的高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度高低。刻线间距测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间的距离。为便于读数，一般做成刻线间距为0.75～2.5mm的等距离刻线。第四十一页，共四十八页。测量器具的技术性能指标（续）示值范围由测量器具所显示或指示的最低值到最高值的范围。如机械式比较仪的示值范围为-0.1～+0.1mm（或±0.1mm），如图所示。测量范围在允许不确定度内，测量器具所能测量的被测量值的下限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量范围有0～25mm、25～50mm等，机械式比较仪的测量范围为0～180mm，如图所示。灵敏度计量器具反映被测几何量微小变化的能力。如果被测参数的变化量为ΔL，引起测量器具的变化为Δx，则灵敏度S=Δx/ΔL。当分子分母为同一类量时，灵敏度又称放大比K。第四十二页，共四十八页。第四十三页，共四十八页。第四十四页，共四十八页。测量器具的技术性能指标（续）测量力在接触式测量过程中，测量器具测头与被测量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力不恒定会使示值不稳定。示值误差是指计量器具上的示值与被测量真实值的代数差。示值变