第3章技术测量基础PPT讲稿.ppt

第3章技术测量基础第1页，共42页，编辑于2022年，星期一3.1技术测量的基本概念1.有关测量的基本概念1）测量：就是把被测之量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量是计量单位的倍数或分数的实验过程。2）检验：是指为确定被测几何量是否在规定的极限范围内，从而判定是否合格，而不一定能得出具体的量值。3）检定：于测量器具和标准件存在误差，需要对它们用高精度的计量器具，按照国家规定的检定程序定期的进行检验，并给出校正值。4）测量四个要素被测对象 计量单位 测量手段 测量精度首页下一节第2页，共42页，编辑于2022年，星期一l被测对象在几何量测量中，被测对象是指长度、角度、表面粗糙度、形位误差等。返回第3页，共42页，编辑于2022年，星期一l计量单位用以度量同类量值的标准量。长度的计量单位是米（），机械制造中常用毫米()作为特定单位。角度的计量单位是度（0）、分（）、秒（）。返回第4页，共42页，编辑于2022年，星期一l测量手段指测量原理、测量方法、测量器具和测量条件的总和。l测量条件是指测量时零件和测量器具所处的环境，如温度、湿度、振动和灰尘等。测量时标准温度是200C。计量室的相对湿度应以50%60%为宜，应远离振动，清洁度要高等。l返回第5页，共42页，编辑于2022年，星期一l测量精度指测量结果与真值一致的程度。返回第6页，共42页，编辑于2022年，星期一l2.长度单位、基准和尺寸传递1）长度单位和基准在我国法定计量单位中，长度单位是米(m)，与国际单位制一致。机械制造中常用的单位是毫米(mm).l 随着科学技术的进步，人类对“米”的定义也是在一个发展和完善的过程中。1983年第十七届国际计量大会通过米的新定义为“光在真空中在1299 792 458s时间间隔内行程的长度”。首页上一页下一页第7页，共42页，编辑于2022年，星期一 量值的传递系统第8页，共42页，编辑于2022年，星期一l3.量块的基本知识l 1）量块的组合l 2）研合性l 3）量块附件l 4）成组量块尺寸表首页上一页下一页第9页，共42页，编辑于2022年，星期一l在使用组合量块时，为了减小量块组合的累积误差，应尽量减少使用的块数，一般不超过45块。为了迅速选择量块，应根据所需尺寸的最后一位数字选择量块，每选一块至少减少所需尺寸的一位小数。l例：从83块一套的量块中选取尺寸为38.935mm量块组，其选取方法为：l 38.935l ）1.005 第一块量块尺寸为1.005mml 37.93l ）1.43 第二块量块尺寸为1.43mml 36.5l ）6.5 第三块量块尺寸为6.5mm ll 30第四块量块尺寸为30mm返回第10页，共42页，编辑于2022年，星期一l所谓研合性，是指量块的一个测量面与另一量块的测量面或另一经精密加工的类似的平面，通过分子吸力作用而粘合的性能。利用这一特性，把量块研合在一起，便可以组成所需要的各种尺寸。返回第11页，共42页，编辑于2022年，星期一返回第12页，共42页，编辑于2022年，星期一返回第13页，共42页，编辑于2022年，星期一3.2 计量器具和测量方法的分类l1.计量器具的分类l2.计量器具的基本技术指标l3.测量测量方法的分类 首页上一节下一节第14页，共42页，编辑于2022年，星期一l1）量具l量具通常是指结构比较简单的测量工具，包括单值量具、多值量具和标准量具等。l2）量规l量规是一种没有刻度的，用以检验零件尺寸或形状、相互位置的专用检验工具。它只能判定零件是否合格，而不能得出具体尺寸。如光滑极限量规，位置量规等。l3）量仪l量仪即计量仪器，是指能将被测的量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量具。按工作原理和结构特征，量仪可分为机械式、电动式、光学式、气动式，以及它们的组合形式光机电一体的现代量仪。l4）计量装置l确定被测量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。返回第15页，共42页，编辑于2022年，星期一l1）刻度间距 计量器具刻度标尺或度盘上两相邻刻线中心线间的距离。l2）分度值 计量器具标尺上每刻线间距所代表的被测量的量值。l3）测量范围 计量器具所能测量的最大与最小值范围。l示值范围 计量器具标尺或度盘内全部刻度所代表的最大与最小值的范围。l4）灵敏度 对于给定的被测量值，被观测变量的增量L与相应的被测之量的增量x之比6）示值误差 测量器具示值减去被测量的真值所得的差值。l7）测量的重复性误差 在相同的测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量时，有测得值的分散程度即为重复性误差。8）不确定度 表示由于测量误差的存在而对被测几何量不能肯定的程度。返回第16页，共42页，编辑于2022年，星期一l1)按是否直接量出所需的量值，分为直接测量和间接测量。l2)按测量时是否与标准器比较可分为绝对测量和相对测量。l3)按零件被测参数的多少，可分为单项测量和综合测量。l4)按被测零件的表面与测量头是否有机械接触，分为接触测量和非接触测量。l5)按测量技术在机械制造工艺过程中所起的作用，可分为主动测量和被动测量。6)按被测工件在测量过程中所处的状态可分为静态测量和动态测量。返回第17页，共42页，编辑于2022年，星期一直接测量 从计量器具的读数装置上直接测得被测参数的量值或相对于标准量的偏差。间接测量 测量有关量，并通过一定的函数关系，求得被测之量的量值。例如，用正弦尺测量工件角度。返回第18页，共42页，编辑于2022年，星期一l绝对测量 测量时，被测量的全值可以直接由计量器具的读数装置上获得。例如用测长仪测量轴颈。l相对测量 测量时，先用标准器调整计量器具调零位，然后再把被测件放进去测量，由计量仪器的读数装置上读出被测的量相对于标准器的偏差。例如用量块调整比较仪测量轴的直径，被测量值等于计量仪器所示偏差值与标准量值的代数和。返回第19页，共42页，编辑于2022年，星期一l单项测量 分别测量零件的各个参数。例如分别测量齿轮的齿形、齿距。l综合测量 同时测量零件几个相关参数的综合效应或综合参数。例如，齿轮的综合测量。返回第20页，共42页，编辑于2022年，星期一l接触测量 被测零件表面与测量头有机械接触，并有机械作用的测量力存在。l非接触测量 被测零件表面与测量头没有机械接触。如光学投影测量、激光测量、气动测量等。返回第21页，共42页，编辑于2022年，星期一l主动测量 零件在加工过程中进行的测量。这种测量方法可以直接控制零件的加工过程，能及时防止废品的产生。l被动测量 零件加工完毕后所进行的测量。这种测量方法仅能发现和剔除废品。返回第22页，共42页，编辑于2022年，星期一l静态测量 在测量过程中，工件的被测表面与计量器具的测量头处于相对静止状态。例如用外径千分尺测量轴径。l动态测量 在测量过程中，工件的补测表面与计量器具的测量头处于相对运动状态。例如用圆度仪测量圆度误差。返回第23页，共42页，编辑于2022年，星期一3.3 长度测量中常用计量器具和新技术应用l1.游标类量具l2.测微螺旋副类量具l3.机械量仪 l4.4.新技术的应用 首页上一节下一节第24页，共42页，编辑于2022年，星期一l游标类量具是利用游标读数原理制成的一种常用量具。将主尺刻度(一1)格宽度等于游标刻度格的宽度，使游标一个刻度间距与主尺一个刻度间距相差一个读数值。游标量具的分度值有0.1、0.05、0.02mm三种。l 1一刀口形内测量爪 2一尺框 3一指示表 4一紧定螺钉 5一尺身 6一深度尺 7一微动装置 8外测量爪返回第25页，共42页，编辑于2022年，星期一l测微螺旋副类量具是利用螺旋副进行测量的一种机械式读数装置。这类量具除了外径千分尺外，还有内径千分尺、深度千分尺。一般千分尺的读数不太方便，l图a所示是一种新型千分尺的读数部分，其读数为12.840mm，在其固定套筒上能显示1284，小数点后的第三位数0则由固定套筒上的游标刻度读出。返回第26页，共42页，编辑于2022年，星期一 百分表 杠杆比较仪 返回第27页，共42页，编辑于2022年，星期一l当切有齿条的测量杆5上下移动时，带动与齿条啮合的小齿轮1转动，此时与小齿轮固定在同一轴上的大齿轮2也随着转动。通过大齿轮2即可带动中间齿轮3及与中间齿轮固定在同一轴上的指针6。这样通过齿轮传动系统可将测量杆的微小位移经放大并转变为指针的偏转，并由指针在刻度盘上指示出相应的示值。l百分表分度值为0.01mm，表盘沿圆周刻有100条等分刻线。因此，百分表的齿轮传动系统是测量杆移动1mm，指针回转一圈。l百分表的示值范围通常有：03mm、05mm和0l0mm三种。返回第28页，共42页，编辑于2022年，星期一l杠杆比较仪可用来进行比较测量。其外形和结构如图所示。比较仪上的测量杆4装在弹簧片上(图上未示出)，保证测量杆移动时既无摩擦阻力，又无径向间隙，测量杆的末端是刀口3，用来支承组合的V形刀架2，V形刀架连接指针1，自动定位的上刀口是V形刀架可以绕它摆动的一个支点。两刀口支点间的距离为杠杆短臂o，框架指针1即杠杆长臂R。两刀口应彼此平行，故刀口3末端做成圆锥体放在测量杆的银孔中可活动，于是两刀口的平行度就可自行调整了。测量力由弹簧6控制，整个内部构件都装在圆筒5内。l杠杆比较仪的分度值为0.001mm.返回第29页，共42页，编辑于2022年，星期一l激光技术l激光是一种新型的光源，它具有其它光源所无法比拟的优点，即很好的单色性、方向性、相干性和能量高度集中性。l 激光干涉测长仪原理返回第30页，共42页，编辑于2022年，星期一3.4测量误差和数据处理l1.测量误差及其产生的原因l2.测量误差的分类 l3.3.测量精度首页上一节下一节第31页，共42页，编辑于2022年，星期一l1）测量误差就是指测量结果与被测量的真值之差。l 绝对误差l 相对误差l当被测量值相等或相近时，绝对误差的大小可反映测量的精确程度；当被测量值相差较大时，则用相对误差较为合理。在长度测量中，相对误差应用较少.l2）测量误差产生的原因：l 测量器具的误差 l 方法误差 l 人员误差 l 环境误差 返回第32页，共42页，编辑于2022年，星期一l 系统误差l 随机误差l 粗大误差返回第33页，共42页，编辑于2022年，星期一l在相同条件下多次重复测量同一量值时，误差的数值和符号保持不变；或在条件改变时，按某一确定规律变化的误差称为系统误差系统误差定值系统误差变值系统误差返回第34页，共42页，编辑于2022年，星期一l在相同条件下，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，但是对测量列整体加以分析和计算，可以找到全体测得值中所含随机误差的分布范围，从而确定其极限值。误差出现的整体是服从统计规律的，这种类型的误差叫随机误差。l随机误差有如下特性：l(1)对称性 绝对值相等的正、负误差出现的概率相等。l(2)单峰性 绝对值小的随机误差比绝对值大的随机误差出现的机会多。l(3)有界性 在一定测量条件下，随机误差的绝对值不会大于某一界限值。l(4)抵偿性 当测量次数无限增多时，随机误差的算术平均值趋向于零返回第35页，共42页，编辑于2022年，星期一l粗大误差l 粗大误差的数值较大，它是由测量过程中各种错误造成的，对测量结果有明显的歪曲，如已存在，应予剔除。返回第36页，共42页，编辑于2022年，星期一l1精密度 表示测量结果中随机误差大小的程度。是指在一定的条件下进行多次测量，所得测量结果彼此之间符合的程度。精密度可简称“精度”。l 2正确度 表示测量结果中系统误差大小的程度。是所有系统误差的综合。l 3精确度（准确度）指测量结果受系统误差与随机误差综合影响的程度，也就是说，它表示测量结果与真值的一致程度。精确度亦称为准确度。返回第37页，共42页，编辑于2022年，星期一3.5 光滑工件尺寸的检验l1.检验范围l2.验收原则及方法l3.验收极限 l4.计量器具的选择 首页上一节第38页，共42页，编辑于2022年，星期一l使用普通计量器具，是指用游标卡尺、千分尺及车间使用的比较仪等，对公差等级为6-18级，基本尺寸至500mm的光滑工件尺寸进行检验。本标准也适用于对一般公差尺寸工件的检验。返回第39页，共42页，编辑于2022年，星期一l 所用验收方法应只接收位于规定尺寸极限之内的工件。但由于计量器具和计量系统都存 在误差，故不能测得真值。多数计量器具通常只用于测量尺寸，而不测量工件存在的形状误差。对遵循包容要求的尺寸，应把对尺寸及形状测量的结果综合起来，以判定工件是否超出最大实体边界。返回第40页，共42页，编辑于2022年，星期一l 验收极限可按下列方式之一确定l 1内缩方式 验收极限是从规定的最大实体极限(MML)和最小实体极限(LML)分别向工件公差带内移动一个安全裕度(A)来确定l上验收极限：最大极限尺寸(Dmax，dmax)一安全裕度(A)l下验收极限：最小极限尺寸(Dmin，dmin)+安全裕度(A)l 2不内缩方式 规定验收极限等于工件的l最大实体极限(MML)和最小实体极限(LML)，l即A值等于零。返回第41页，共42页，编辑于2022年，星期一l按照计量器具的测量不确定度允许值选择计量器具。选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定度数值等于或小于选定的值。l例例 试确定30h7的验收极限，并选择相应的计量器具。l解解 查表得30h7的公差值T=0.021mm，根据T值，查表得出安全裕度A=0.002mm,l计量器具不确定度允许值=0.0018mm.l按内缩方式确定验收极限l上验收极限：dmax-A=(300.002)mm=29.998mml下验收极限：dmin+A=(30-0.021+0.002)mm=29.981mml由表37可知，在工件尺寸40mm、分度值为0.002mm的比较仪不确定度0.0018mm，等于=0.0018mm，可满足要求。返回第42页，共42页，编辑于2022年，星期一