最新02第2章 测量技术基础01(共34张PPT课件).pptx

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1、第第2章章 测测 量量 技技 术术 基基 础础内内 容容 提提 要要1.测量、检验和检定的概念；测量、检验和检定的概念；2.测量过程的四要素：测量对象、测量单位、测量方法测量过程的四要素：测量对象、测量单位、测量方法和测量精度；和测量精度；3.量块的量块的 “等等” 和和 “级级” ；4.计量器具计量器具(qj)的主要度量指标；的主要度量指标；5.产生测量误差的原因；产生测量误差的原因；6.系统误差的产生原因、发现和消除方法；系统误差的产生原因、发现和消除方法；7.随机误差的特性和处理方法；随机误差的特性和处理方法；8.粗大误差的评定准则和处理方法；粗大误差的评定准则和处理方法；9.测量误差的

2、合成方法和测量结果的表达式。测量误差的合成方法和测量结果的表达式。1第一页，共三十四页。第第2章章 测测 量量 技技 术术 基基 础础2.1 测量测量(cling)的基本概念的基本概念2.1.1 测量、检验测量、检验(jinyn)与检定与检定1. 测量测量(cling)测量测量为确定被测量为确定被测量 x 数值大小的过程。数值大小的过程。用公式表示为用公式表示为Exq 即测量值测量单位被测量 2第二页，共三十四页。测量测量(cling)的四要素：的四要素：（1） 被测对象被测对象 x 几何几何(j h)参数参数（2）计量单位）计量单位 长度长度(chngd)：m ,mm； （3）测量方法）测量

3、方法 测量时所采用的测量原理、计量测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的综合。器具和测量条件的综合。（4）测量精度）测量精度 测量结果与真值相一致的程度。测量结果与真值相一致的程度。角度：角度：rad, rad, (00)、（、（ ）、（）、（ ）。）。3第三页，共三十四页。2. 检验检验(jinyn)检验是判断被测量是否检验是判断被测量是否(sh fu)合格的过程。合格的过程。3. 检定检定(jindng)评定计量器具的精度是否合格的实验过程。评定计量器具的精度是否合格的实验过程。如用量规来检验被测件。如用量规来检验被测件。不要求得出实际测量值。不要求得出实际测量值。4第四页，共三十四

4、页。2.1.2 测量基准和尺寸测量基准和尺寸(ch cun)传递系统传递系统1. 长度长度(chngd)单位单位 m, mm;rad2. 长度长度(chngd)基准基准 实物基准实物基准自然基准自然基准1 m =4000000011889年（通过巴黎的地球子午线）年（通过巴黎的地球子午线）1650763.73原子波长）年（86r1960K(s)29979245811983年（光在真空行年（光在真空行 程的长度）程的长度）。rad0174533.01 , rad10rad10-6mm;10m,1 mm10nm1-3-6过渡到过渡到5第五页，共三十四页。3.尺寸传递尺寸传递(chund)系统系统主

5、基准主基准(jzhn)（副基准（副基准(jzhn)）工作工作(gngzu)基准基准工作器具工作器具被测对象被测对象图图2.1 尺寸传递系统尺寸传递系统国际基准、国家基准。国际基准、国家基准。为了复现为了复现“m” ,需建立的副基准。需建立的副基准。副基准副基准 主基准主基准 6第六页，共三十四页。 测量零件测量零件(ln jin)所用的计量器具。所用的计量器具。被测对象被测对象(duxing) 经过与国家基准或副基准比对，用来经过与国家基准或副基准比对，用来(yn li)检定较低准确度的基准，或检定工作器具用检定较低准确度的基准，或检定工作器具用的计量器具。的计量器具。工作基准工作基准工作器具

6、工作器具例如量块、标准线纹尺等。例如量块、标准线纹尺等。如千分尺如千分尺 、比较仪、测长仪等。、比较仪、测长仪等。 7第七页，共三十四页。长度长度(chngd)量值传递系统图见图量值传递系统图见图2-2图图2-2长度量值传递系统长度量值传递系统8第八页，共三十四页。角度量值传递角度量值传递(chund)系统图见图系统图见图2-3。图2-3 角度量值传递系统9第九页，共三十四页。3.1.3 定值长度和定值角度定值长度和定值角度(jiod)的基准的基准1. 量块量块长度长度(chngd)基准基准量块是一种无刻度量块是一种无刻度(kd)的标准端面量具。的标准端面量具。 量块按一定的尺寸系列成套生产。

7、国家规定了量块按一定的尺寸系列成套生产。国家规定了17套量块，套量块，如表如表2-1所示（见教材）。所示（见教材）。表表2.1 成套量块的组合尺寸（摘自成套量块的组合尺寸（摘自CB/T60932001）套别套别总块数总块数级别级别尺寸系列尺寸系列(mm)间隔间隔(mm)块数块数1910，10.511.001，1.002，1.0091.01，1.02，1.491.5，1.6，1.92.0，2.5，9.510，20，1000.0010.010.10.510119495161010第十页，共三十四页。 续表2.1 成套量块的组合(zh)尺寸 （摘自CB/T6093 2001）套别套别总块数总块数级别

8、级别尺寸系列尺寸系列(mm)间隔间隔(mm)块数块数2830，1,20.511.0051.01，1.02，1.491.5，1.6，1.92.0，2.5，9.510，20，1000.010.10.51011149516103460，1,211.001，1.002，1.0091.01, 1.02, 1.091.1, 1.2, , 1.92, 3, , 910，20，1000.0010.0010.111019998104380，1,211.0051.01, 1.02 , , 1.091.1, 1.2, , 1.91, 2, , 910，20，1000.010.1110119981011第十一页，共三

9、十四页。应用时，应力求用最少的块数组合(zh)所需的尺寸。如需组合(zh)51.995的尺寸,参照(cnzho)表2-1组合如下51.995 需要的量块尺寸 99.50005. 1 5 .4949. 1 40 5 . 9一般不超过四块。第一块.第二块.第三块.第四块图 量块组合量块的组合方法量块的组合方法12第十二页，共三十四页。（1） 有关量块(lin kui)的精度术语 量块(lin kui)长度 l(见下图) 量块长度量块长度是指量块一个测量面上的任意点到与其相对的另一测量面相(minxing)研合的辅助体表面之间的垂直距离。 量块中心长度 lc 量块中心长度量块中心长度 是指对应于量块

10、未研合测量面中心点的长度。13第十三页，共三十四页。 量块标称(bio chn)长度 ln（见下图） 量块标称量块标称(bio chn)长度长度是指在量块上，用以表明其与主单位（m)之间关系的量值（量块长度的示值）。图 量块的精度指标 任意点的量块长度(chngd)偏差 e 任意点的量块任意点的量块长度偏差长度偏差是指任意点的量块长度与标称长度的代数差。即 e = l ln14第十四页，共三十四页。图中图中 为量块长度极限偏差。和eett图 量块的精度指标 合格合格(hg)条件为条件为eetet 量块的长度量块的长度(chngd)变变 动量动量v 量块测量面上任量块测量面上任意意(rny)点中

11、的最大量块点中的最大量块长度与最小量块长度长度与最小量块长度之差。之差。其允许值为其允许值为 tv。合格条件：vtv 15第十五页，共三十四页。 量块量块(lin kui)测量面的平面度误差测量面的平面度误差 fd(见下图见下图) 量块测量面的量块测量面的平面度误差平面度误差是指包容量是指包容量(rngling)块测量面的实块测量面的实际表面且距离为最小的两个平行平面之间的距离。际表面且距离为最小的两个平行平面之间的距离。其公差其公差(gngch)为为 td (见表见表2-4)。 合格条件为图平面度误差 500ddtf 16第十六页，共三十四页。（2）量块）量块(lin kui)的精度等级的精

12、度等级 量块量块(lin kui)的分级（的分级（ 按按GB/T6093-2001） 按量块的制造精度分按量块的制造精度分五级五级：K、0、1、2、3级，其级，其中中K级精度最高，精度依次级精度最高，精度依次(yc)降低，降低，3级最低。级最低。各级的精度指标如表各级的精度指标如表2-2所示。所示。17第十七页，共三十四页。 量块量块(lin kui)的分等的分等 (JJG1462003)按量块的检定精度按量块的检定精度(jn d)分五等，即分五等，即1、2、3、4、5等。等。各等的精度各等的精度(jn d)指标如表指标如表2-3所示。所示。18第十八页，共三十四页。（3） 量块量块(lin

13、kui)的使用和检验的使用和检验量块量块(lin kui)的使用可的使用可分分 按按级级使用时，是以量块的使用时，是以量块的标称长度标称长度为工作为工作(gngzu)尺寸，不计量块的制造误差和磨损误差。尺寸，不计量块的制造误差和磨损误差。 按按等等使用时，是以量块经检定后给出的使用时，是以量块经检定后给出的实际中心长实际中心长度度尺寸为尺寸为工作尺寸工作尺寸。它排除了制造误差的影响，提高。它排除了制造误差的影响，提高了测量精度。了测量精度。 因此，因此，量块按等使用比按级使用的测量精度要量块按等使用比按级使用的测量精度要高。高。按按级级使用使用按按等等使用使用19第十九页，共三十四页。2. 多

14、面棱体多面棱体 多面棱体是角度的最常用的实物多面棱体是角度的最常用的实物(shw)基准。它是用基准。它是用特殊的合金钢或石英玻璃制成的多面棱体。特殊的合金钢或石英玻璃制成的多面棱体。常见常见(chn jin)的有的有4、6、8、12、24、36、72面体等。面体等。 如如 图图2-5 为正八面棱体，它所有相邻为正八面棱体，它所有相邻(xin ln)两工作面两工作面法线间夹角为法线间夹角为450。图图 2- 5 正八面棱体正八面棱体 因此，可以用作因此，可以用作基准来测量任意的基准来测量任意的n450的角度。的角度。20第二十页，共三十四页。2.2.1 计量器具计量器具(qj)及其分类及其分类计

15、量器具为测量仪器和测量工具计量器具为测量仪器和测量工具(gngj)的统称。的统称。1. 计量计量(jling)器具分类器具分类按其原理、结构和用途分为按其原理、结构和用途分为（1） 基准量具基准量具定值基准量具，如量块、定值基准量具，如量块、 角度块角度块 。 变值基准量具，如线纹刻变值基准量具，如线纹刻 线尺等。线尺等。 2.2 计量器具和测量方法计量器具和测量方法21第二十一页，共三十四页。(2) 通用计量通用计量(jling)器具器具 将被测量转换成可直接观测将被测量转换成可直接观测(gunc)的示值或的示值或等效信息的测量工具。等效信息的测量工具。按其原理按其原理(yunl)可分：可分

16、： 游标类量具游标类量具如游标卡尺等。如游标卡尺等。 微动螺旋类量具微动螺旋类量具如千分尺等。如千分尺等。 机械比较仪机械比较仪如齿轮杠杆比较仪等。如齿轮杠杆比较仪等。 光学量仪光学量仪如光学计、光学测角仪等。如光学计、光学测角仪等。 气动量仪气动量仪如浮标式气动量仪的。如浮标式气动量仪的。 电动量仪电动量仪如电动轮廓仪等。如电动轮廓仪等。 微机化量仪（机电一体化量仪）微机化量仪（机电一体化量仪）如微机控制的数显测量仪如微机控制的数显测量仪:数显光学计、数显数显光学计、数显测长仪、三坐标测量机等。测长仪、三坐标测量机等。22第二十二页，共三十四页。（3）量规量规(ling gu)类类如光滑如光

17、滑(gung hu)极限量规、螺纹量规、功能量规等。极限量规、螺纹量规、功能量规等。（4） 检验检验(jinyn)夹具夹具测量时所需的夹具等辅助设备。测量时所需的夹具等辅助设备。2. 计量器具的度量指标计量器具的度量指标（1）分度值（）分度值（i ) 分度值分度值是指计量器具的刻尺或度盘上相邻两是指计量器具的刻尺或度盘上相邻两刻线所代表的量值之差。刻线所代表的量值之差。 (2) 刻度间距（刻度间距（a） 刻度间距刻度间距是指相邻两刻线中心之间的距离和是指相邻两刻线中心之间的距离和圆弧长。为便于估读，其值为圆弧长。为便于估读，其值为12.5mm。23第二十三页，共三十四页。（3）示值范围）示值范

18、围(fnwi) 示值范围示值范围是指标尺所指示是指标尺所指示(zhsh)或显示的最低值到最或显示的最低值到最高值的范围。高值的范围。（4） 测量范围测量范围 测量范围测量范围是指在允许是指在允许(ynx)误差范围内，测量器误差范围内，测量器具所能测量零件的最低值到最高值的范围。具所能测量零件的最低值到最高值的范围。（5）灵敏度）灵敏度 （k） 灵敏度灵敏度是指计量器具示值装置对被测量变化的是指计量器具示值装置对被测量变化的反应能力。反应能力。灵敏度也称放灵敏度也称放大比，可用大比，可用式式(2-1)表示表示k（2-2）iak 24第二十四页，共三十四页。(6) 灵敏灵敏(ln mn)限（灵敏限

19、（灵敏(ln mn)阈）阈） 灵敏限灵敏限是指能引起计量器具示值可能觉察变化是指能引起计量器具示值可能觉察变化(binhu)的的被测量的最小变化被测量的最小变化(binhu)值。值。灵敏限越小，计量器具灵敏限越小，计量器具(qj)精度越高。精度越高。（7）测量力）测量力 测量力测量力是指在测量过程中，计量器具与被测表是指在测量过程中，计量器具与被测表面的接触力。面的接触力。（8）示值误差）示值误差 示值误差示值误差是指计量器具的示值与被测量真是指计量器具的示值与被测量真 值之差。值之差。25第二十五页，共三十四页。（9）示值变动性）示值变动性 示值变动性示值变动性是指在测量是指在测量(clin

20、g)条件不变的情况下，对条件不变的情况下，对同一被测量同一被测量(cling)进行多次重复测量进行多次重复测量(cling)读数时（读数时（510次），其读数的最大变动量。次），其读数的最大变动量。（10）回程误差）回程误差(wch)（滞后误差（滞后误差(wch)） 回程误差回程误差是指在相同测量条件下，对同一是指在相同测量条件下，对同一(tngy)被被测量进行往返两个方向测量时，测量器具的示值变化测量进行往返两个方向测量时，测量器具的示值变化量。量。（11）修正值）修正值 修正值修正值是指为了消除或减少系统误差，用代数法是指为了消除或减少系统误差，用代数法加到测量结果上的值。加到测量结果上的

21、值。26第二十六页，共三十四页。（12）不确定）不确定(qudng)度度 不确定度不确定度是指由于是指由于(yuy)测量误差测量误差的存在而对被测量量值不能肯定的的存在而对被测量量值不能肯定的程度。程度。27第二十七页，共三十四页。2.2.2 测量方法分类测量方法分类(fn li)及其特点及其特点 按测量按测量(cling)值获得方式的的不同，测量值获得方式的的不同，测量(cling)方法可方法可分为：分为：1. 绝对绝对(judu)测量和相对测量测量和相对测量（1）绝对测量绝对测量 （见图（见图2.6） 在计量器具在计量器具的示数装置上可的示数装置上可表示出表示出被测量的全被测量的全值值。图

22、图 2-6绝对测量法绝对测量法28第二十八页，共三十四页。(2) 相对相对(xingdu)测量测量 （见图（见图 2-7） 在计量器具的在计量器具的示数装置上只表示示数装置上只表示出被测量出被测量(cling)相对相对已知标准量的已知标准量的偏差偏差值值。图图 2-7 相对测量法相对测量法 即测出的即测出的值为尺寸值为尺寸(ch cun)实际的偏差。实际的偏差。29第二十九页，共三十四页。2. 直接直接(zhji)测量和间接测量测量和间接测量 （1） 直接测量直接测量(cling)用计量器具直接测量被测用计量器具直接测量被测量的量的整个数值或相当于标准量的偏差整个数值或相当于标准量的偏差。（2

23、）间接测量间接测量测得的量与被测量有函数测得的量与被测量有函数(hnsh)关关系的其他量，再系的其他量，再通过函数关系式求出被测量通过函数关系式求出被测量。如图如图 2-8 所示测所示测 R:282hhsR通过测量通过测量 s、h)(hsfR、R图图 2-8间及测量法间及测量法30第三十页，共三十四页。3. 单项测量单项测量(cling)和综合测量和综合测量(cling)（1）单项测量单项测量对被测件的个别对被测件的个别(gbi)参数分参数分 别进别进 行测量。行测量。 例如，用工具显微镜对外螺纹例如，用工具显微镜对外螺纹(量规量规)的单一中的单一中经、螺距和牙侧角分别经、螺距和牙侧角分别(f

24、nbi)进行测量。进行测量。 （2）综合测量综合测量对被测件某些相关联参数的综对被测件某些相关联参数的综合效果进行检验，以判断综合结果是否合格。合效果进行检验，以判断综合结果是否合格。 例如，用螺纹量规通规检验普通螺纹的单一中经、例如，用螺纹量规通规检验普通螺纹的单一中经、螺距和牙侧角实际值的综合结果是否合格。螺距和牙侧角实际值的综合结果是否合格。31第三十一页，共三十四页。4. 静态测量静态测量(cling)和动态测量和动态测量(cling)（1）静态静态(jngti)测量测量对被测件在静止状态下进对被测件在静止状态下进 行的测量。行的测量。（2）动态测量动态测量对被测件在其运动状态对被测件

25、在其运动状态(zhungti) 下进行测量。下进行测量。5. 接触测量和非接触测量接触测量和非接触测量（1）接触测量接触测量计量器具的测头与被测件计量器具的测头与被测件 表面相接触的测量。表面相接触的测量。（2）非接触测量非接触测量计量器具的测头与被测计量器具的测头与被测 件表面不接触的测量。件表面不接触的测量。32第三十二页，共三十四页。6. 等精度等精度(jn d)测量和不精度测量和不精度(jn d)测测量量（1）等精度测量等精度测量在测量过程中，影响测在测量过程中，影响测 量精度的各因素量精度的各因素(yn s)不改变。不改变。 例如例如(lr)，环境、人员、仪器及测量方法，环境、人员、

26、仪器及测量方法等都不变。等都不变。（2）不等精度测量不等精度测量在测量过程中，影响测在测量过程中，影响测 量精度的各因素全部或量精度的各因素全部或 部分改变。部分改变。33第三十三页，共三十四页。内容(nirng)总结第2章 测 量 技 术 基 础。1.1, 1.2,。2, 3,。1, 2,。按等使用(shyng)时，是以量块经检定后给出的实际中心长度尺寸为工作尺寸。它排除了制造误差的影响，提高了测量精度。因此，量块按等使用(shyng)比按级使用(shyng)的测量精度要高。如微机控制的数显测量仪:数显光学计、数显测长仪、三坐标测量机等。为便于估读，其值为12.5mm。(6) 灵敏限（灵敏阈）。示值误差是指计量器具的示值与被测量真。33第三十四页，共三十四页。