孔令晓版第三章-测量技术基础.ppt

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1、公差与测量技术公差与测量技术精度与测量精度与测量中国农业大学中国农业大学 刘景云刘景云2022年年12月月9日日公差与测量技术公差与测量技术第三章第三章测量技术基础测量技术基础公差与测量技术公差与测量技术测测量量技技术术基基础础第第三三章章q 第一节第一节 技术测量的概念技术测量的概念q 第二节第二节 计量器具和测量方法计量器具和测量方法 q 第三节第三节 测量误差及数据处理测量误差及数据处理q 第四节第四节 光滑工件尺寸的检验光滑工件尺寸的检验公差与测量技术公差与测量技术第第三三章章测测量量技技术术基基础础 在工业生产中，测量技术是进行质量管理在工业生产中，测量技术是进行质量管理的重要手段，

2、是保证产品质量不可缺少的重要的重要手段，是保证产品质量不可缺少的重要环节，是贯彻质量标准的技术保证。环节，是贯彻质量标准的技术保证。随着工业技术的进步，对测量技术的精度随着工业技术的进步，对测量技术的精度要求越来越高。要求越来越高。1900 1900年长度测量的精度达到年长度测量的精度达到0.010.01mmmm；19701970年长度测量的精度要求已达到年长度测量的精度要求已达到0.010.01mm。目前，采用纳米级测量方法目前，采用纳米级测量方法扫描隧道扫描隧道显微镜显微镜(STM)STM)，长度测量的精度可达长度测量的精度可达0.0500.050nmnm。公差与测量技术公差与测量技术q第

3、一节第一节 技术测量的概念技术测量的概念第第三三章章测测量量技技术术基基础础公差与测量技术公差与测量技术一、测量的基本概念一、测量的基本概念 在机械制造业中所说的技术测量或在机械制造业中所说的技术测量或精密测量主要是指精密测量主要是指几何参数的测量几何参数的测量，包，包括长度、角度、表面粗糙度和形位误差括长度、角度、表面粗糙度和形位误差等的测量。等的测量。测量测量就是将被测量和一个作为测量就是将被测量和一个作为测量单位单位(计量单位计量单位)的标准量，通过一定的的标准量，通过一定的测量工具和测量方法进行比较，从而确测量工具和测量方法进行比较，从而确定被测的量值过程。定被测的量值过程。q技技术术

4、测测量量的的概概念念测测测测量量量量的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念公差与测量技术公差与测量技术 若被测量为若被测量为L L，计量单位为计量单位为u u。经比较而。经比较而得到的被测量值为得到的被测量值为 L Lqu qu 称为称为基本的测量公式基本的测量公式。例如，某一被测长度例如，某一被测长度L L，与毫米与毫米(mm)mm)作单作单位的位的u u进行比较，得到的比值进行比较，得到的比值q q为为2020，则被测，则被测量长度量长度L L20mm20mm。q技技术术测测量量的的概概念念测测测测量量量量的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念公差与测量技术公差与测量技术 测量过程测量

5、过程包括测量对象、计量单位、包括测量对象、计量单位、测量方法及测量精度等四个要素。测量方法及测量精度等四个要素。1.1.测量对象测量对象：在技术测量中指几何：在技术测量中指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度及形量，包括长度、角度、表面粗糙度及形位公差等。位公差等。由于几何量的特点是种类繁多、形由于几何量的特点是种类繁多、形状又各式各样，因此对于它们的特性、状又各式各样，因此对于它们的特性、被测参数的定义以及标被测参数的定义以及标准准等都必须加以等都必须加以研究和熟悉，以便进行测量。研究和熟悉，以便进行测量。q技技术术测测量量的的概概念念测测测测量量量量的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念公

6、差与测量技术公差与测量技术 2.2.计量单位计量单位：我国计量单位一律采用：我国计量单位一律采用中华人民共和国法定计量单位。中华人民共和国法定计量单位。在几何量测量中，在几何量测量中，长度单位长度单位是米是米(m)m)，其它常用单位有毫米其它常用单位有毫米(1(1mmmm1010-3-3m)m)、微米微米(1(1mm1010-3-3mm)mm)和纳米和纳米(1(1nmnm1010-3-3m)m)；角度单位角度单位是弧度是弧度(rad)rad)，其它常用单位还有其它常用单位还有度度()()、分、分()()和秒和秒()()。q技技术术测测量量的的概概念念测测测测量量量量的的的的基基基基本本本本概概

7、概概念念念念公差与测量技术公差与测量技术 3.3.测量方法测量方法：是指进行测量时所采：是指进行测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的用的测量原理、计量器具和测量条件的总和。总和。根据被测对象的特点，如精度、大根据被测对象的特点，如精度、大小、轻重、材质、数量等来确定所用的小、轻重、材质、数量等来确定所用的计量器具，分析研究被测参数的特点和计量器具，分析研究被测参数的特点和它与其它参数的关系，确定最合适的测它与其它参数的关系，确定最合适的测量方法以及测量的主客观条件。量方法以及测量的主客观条件。q技技术术测测量量的的概概念念测测测测量量量量的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念公差与测

8、量技术公差与测量技术 4.4.测量误差测量误差：是指测量结果与被测：是指测量结果与被测量的真值的差。量的真值的差。由于任何测量过程总不可避免地会由于任何测量过程总不可避免地会出现或大或小的测量误差，误差大说明出现或大或小的测量误差，误差大说明测量结果离真值远、精度低。测量结果离真值远、精度低。对于每一测量过程的测量结果都应对于每一测量过程的测量结果都应给出一定的测量误差。给出一定的测量误差。q技技术术测测量量的的概概念念测测测测量量量量的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念公差与测量技术公差与测量技术 1 1量块的作用量块的作用 量块又称块规，是常用的单值量具，用量块又称块规，是常用的单值量

9、具，用途很广，除了作为长度基准的途很广，除了作为长度基准的传递媒介传递媒介传递媒介传递媒介外，外，还可有以下的作用：还可有以下的作用：1)1)生产中被用来检定和校准测量工具或生产中被用来检定和校准测量工具或量仪；量仪；2)2)相对测量时用来调整量具或量仪的零相对测量时用来调整量具或量仪的零位；位；3)3)有时量块还可以直接用于精密测量、有时量块还可以直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。精密划线和精密机床的调整。量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念二、量块的基本知识二、量块的基本知识公差与测量技术公差与测量技术 2 2量块的构成量块的构成

10、 量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性量块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。质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。量块的形状有长方体和圆柱体两种。常用的是长量块的形状有长方体和圆柱体两种。常用的是长方体。方体。测量面极为光滑、平整，其表面粗糙度为测量面极为光滑、平整，其表面粗糙度为RaRa0.0080.0080.012m0.012m。两测量面间的距离即为量块的工作长度，称为两测量面间的距离即为量块的工作长度，称为标标标标称长度称长度称长度称长度(公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸)。标称长度到标称长度到5.5mm5.5mm的量块，其标称长度值刻

11、印在的量块，其标称长度值刻印在上测量面上测量面上测量面上测量面上；标称长度大于上；标称长度大于5.5mm5.5mm的量块，其标称长的量块，其标称长度值刻印在上测量面的度值刻印在上测量面的左侧平面左侧平面左侧平面左侧平面上。上。量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术 3 3量块的精度量块的精度 按国际按国际GB/T 6093-2001GB/T 6093-2001的规定，量块的规定，量块按制造精度分为按制造精度分为 5 5级，即级，即K K、0 0、1 1、2 2、3 3级。其中级。其中K K级精度最高，级精度最高，3 3

12、级精度最低，级精度最低，K K级为校准级。级为校准级。级级主要是根据量块长度极限偏差、量主要是根据量块长度极限偏差、量块长度变动量允许值、测量面的平面度、块长度变动量允许值、测量面的平面度、量块测量面的粗糙度及量块的研合性等指量块测量面的粗糙度及量块的研合性等指标来划分的。标来划分的。量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术 量块长度量块长度是指量块上测量面上任一点到是指量块上测量面上任一点到与此量块下测量面相研合的辅助体与此量块下测量面相研合的辅助体(如平晶如平晶)表面之间的垂直距离。表面之间的垂直距离。量块的量块的中

13、心长度中心长度是指量块测量面上中心是指量块测量面上中心点的量块长度点的量块长度。量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术 量块长度的量块长度的极限偏差极限偏差是指量块是指量块中心长度与标称长度之间允许的最中心长度与标称长度之间允许的最大误差。大误差。量块长度变动量量块长度变动量是指量块的最是指量块的最大量块长度与最小量块长度之差。大量块长度与最小量块长度之差。各级量块长度的极限偏差和量各级量块长度的极限偏差和量块长度变动量允许值，如表块长度变动量允许值，如表 5 5-1-1所所示。示。量量量量块块块块的的的的基基基基本本

14、本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术 量块在使用一段时间后，会因磨损而引起量块在使用一段时间后，会因磨损而引起尺寸减小。尺寸减小。按按“级级”使用量块使用量块(以标称长度为准以标称长度为准)，会，会引入量块本身的制造误差和磨损引起的误差。引入量块本身的制造误差和磨损引起的误差。因此，需要定期检定出全套量块的实际尺因此，需要定期检定出全套量块的实际尺寸，再按检定的实际尺寸来使用量块。寸，再按检定的实际尺寸来使用量块。标准又规定了量块按其检定精度分为标准又规定了量块按其检定精度分为五等五等。即即l l、2 2、3 3、4 4、5 5等。其中等。其中1 1等

15、精度最高，等精度最高，5 5等等精度最低。精度最低。量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术 等等主要是根据量块中心长度测量的主要是根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极限偏差和平面平行性允许偏差来划分的。的。量块的量块的平面平行性平面平行性允许偏差，是指允许偏差，是指量块上任一点的量块长度与量块中心长量块上任一点的量块长度与量块中心长度所容许的最大误差。度所容许的最大误差。各等量块中心长度测量的极限偏差各等量块中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差，如表和平面平行性允许偏差，如表5 5-2-2所

16、示。所示。量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术 量块按量块按“级级”使用时，是以标记在量使用时，是以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸包块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸包含了量块实际制造误差。含了量块实际制造误差。按按“等等”使用时，则是以量块检定后使用时，则是以量块检定后给出的实测中心长度作为工作尺寸，该尺给出的实测中心长度作为工作尺寸，该尺寸包含了量块检定时的测量误差。寸包含了量块检定时的测量误差。一般来说，检定时的测量误差要比制一般来说，检定时的测量误差要比制造误差小得多。造误差小得多。所以量块所以量

17、块按按“等等”使用时其精度要比使用时其精度要比按按“级级”使用要高使用要高。量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术 4 4量块的选用量块的选用 量块是定尺寸量具，量块是定尺寸量具，一个量块只有一一个量块只有一个尺寸个尺寸。为了满足一定尺寸范围的不同要。为了满足一定尺寸范围的不同要求，量块可以利用粘合性组合使用。求，量块可以利用粘合性组合使用。根据国标根据国标 GB6093-2001GB6093-2001规定，我国成规定，我国成套生产的量块共有套生产的量块共有1717种套别，每套的块数种套别，每套的块数为为 91 91、

18、8383、4646、3838、1212、1010、8 8、6 6、5 5等。等。表表5 5-3 3列出了列出了8383块的量块尺寸。块的量块尺寸。量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术 使用量块时，为了减少量块的组合误差，使用量块时，为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过四一般不超过四块块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后选用量块时，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一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数，称为的一位尾数，称为尾数递推

19、法尾数递推法尾数递推法尾数递推法。例如，从例如，从8383块一套的量块中选取尺寸为块一套的量块中选取尺寸为67.38567.385mmmm的量块组，选取方法为：的量块组，选取方法为：67.385 67.385 所需尺寸所需尺寸 -1.0051.0051.0051.005 第一块量块尺寸第一块量块尺寸 66.380 66.380 -1.381.381.381.38 第二块量块尺寸第二块量块尺寸 65.000 65.000 -5.05.05.05.0 第三块量块尺寸第三块量块尺寸 60.060.060.060.0 第四块量块尺寸第四块量块尺寸量量量量块块块块的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识

20、q技技术术测测量量的的概概念念公差与测量技术公差与测量技术第第三三章章测测量量技技术术基基础础q第二节第二节 计量器具和测量方法计量器具和测量方法公差与测量技术公差与测量技术 计量器具计量器具是单独地或连同辅助是单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。设备一起用以进行测量的器具。计计计计量量量量器器器器具具具具的的的的分分分分类类类类一、计量器具的分类一、计量器具的分类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术 计量器具可按其测量原理、结构特点计量器具可按其测量原理、结构特点及用途等分为四类。及用途等分为四类。1 1标准量具标准量具 以固定形式复现量值的计量器具称为

21、以固定形式复现量值的计量器具称为标准量具标准量具。通常用标准量具来校对和调整其它计通常用标准量具来校对和调整其它计量器具，或作为标准量与被测工件进行比量器具，或作为标准量与被测工件进行比较。单值量具，如量块、角度量块；多值较。单值量具，如量块、角度量块；多值量具，如基准米尺、线纹尺、量具，如基准米尺、线纹尺、9090角尺。角尺。计计计计量量量量器器器器具具具具的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术 2 2通用计量器具通用计量器具 通用计量器具通用性强，可测量某一范围通用计量器具通用性强，可测量某一范围内的任一尺寸内的任一尺寸(或其它几何量或其

22、它几何量)，能获得具体读，能获得具体读数值。按其结构又可分为以下几种：数值。按其结构又可分为以下几种：(1)(1)固定刻线量具固定刻线量具固定刻线量具固定刻线量具 具有一定划线，在一具有一定划线，在一定范围内能直接读出被测量数值的量具。定范围内能直接读出被测量数值的量具。如钢直尺、卷尺等。如钢直尺、卷尺等。计计计计量量量量器器器器具具具具的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法 (2)(2)游标量具游标量具游标量具游标量具 直接移动测头实现几何量直接移动测头实现几何量测量的量具。测量的量具。这类量具有游标卡尺、深度游标卡尺、游这类量具有游标卡尺、深度游标卡尺、游标高度卡尺

23、以及游标量角器等。标高度卡尺以及游标量角器等。公差与测量技术公差与测量技术 (3)(3)微动螺旋副式量仪微动螺旋副式量仪 用螺旋方式用螺旋方式移动测头来实现几何量测量的量仪。移动测头来实现几何量测量的量仪。如外径干分尺、内径千分尺、深度千如外径干分尺、内径千分尺、深度千分尺等。分尺等。计计计计量量量量器器器器具具具具的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法 (4)(4)机械式量仪机械式量仪 用机械方法来实现用机械方法来实现被测量的变换和放大，以实现几何量测量被测量的变换和放大，以实现几何量测量的量仪。的量仪。如百分表、杠杆百分表、杠杆齿轮比如百分表、杠杆百分表、杠杆齿轮比

24、较仪、扭簧比较仪等。较仪、扭簧比较仪等。公差与测量技术公差与测量技术 (5)(5)光学式量仪光学式量仪 用光学原理来实用光学原理来实现被测量的变换和放大，以实现几何量现被测量的变换和放大，以实现几何量测量的量仪。测量的量仪。如光学计、测长仪、投影仪、干涉如光学计、测长仪、投影仪、干涉仪等。仪等。(6)(6)气动式量仪气动式量仪 以压缩气体为介以压缩气体为介质，将被测量转换为气动系统状态质，将被测量转换为气动系统状态(流量流量或压力或压力)的变化，以实现几何量测量的量的变化，以实现几何量测量的量仪。仪。如水柱式气动量仪、浮标式气动量如水柱式气动量仪、浮标式气动量仪等。仪等。计计计计量量量量器器器

25、器具具具具的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术 (7)(7)电动式量仪电动式量仪 将被测量变换为电将被测量变换为电量，然后通过对电量的测量来实现几何量量，然后通过对电量的测量来实现几何量测量的量仪。测量的量仪。如电感式量仪、电容式量仪、电接触如电感式量仪、电容式量仪、电接触式量仪、电动轮廓仪等。式量仪、电动轮廓仪等。计计计计量量量量器器器器具具具具的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法 (8)(8)光电式量仪光电式量仪 利用光学方法放大利用光学方法放大或瞄准，通过光电元件再转换为电量进行或瞄准，通过光电元件再转换为电

26、量进行检测，以实现几何量测量的量仪。检测，以实现几何量测量的量仪。如光电显微镜、光栅测长机、光纤传如光电显微镜、光栅测长机、光纤传感器、激光准直仪、激光干涉仪等。感器、激光准直仪、激光干涉仪等。公差与测量技术公差与测量技术 3 3专用计量器具专用计量器具 专门用来测量某种特定参数的计量专门用来测量某种特定参数的计量器具。如圆度仪、渐开线检查仪、丝杆器具。如圆度仪、渐开线检查仪、丝杆检查仪、极限量规等。检查仪、极限量规等。计计计计量量量量器器器器具具具具的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法 4 4检验夹具检验夹具 用量具、量仪和定位元件等组合成用量具、量仪和定位元件等组

27、合成的一种专用的检验工具。当配合各种比的一种专用的检验工具。当配合各种比较仪时，能用来检验更多和更复杂的参较仪时，能用来检验更多和更复杂的参数。数。公差与测量技术公差与测量技术 广义的广义的测量方法测量方法，是指进行测，是指进行测量时所用的，按类别叙述的一组操量时所用的，按类别叙述的一组操作逻辑次序。作逻辑次序。但是在实际工作中，往往单纯但是在实际工作中，往往单纯从获得测量结果的方式来理解测量从获得测量结果的方式来理解测量方法，它可按不同特征分方法，它可按不同特征分6 6类。类。测测测测量量量量方方方方法法法法的的的的分分分分类类类类二、测量方法的分类二、测量方法的分类q计计量量器器具具和和测

28、测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术1 1所测得的量是否为欲测之量所测得的量是否为欲测之量 (1)(1)直接测量直接测量直接测量直接测量 直接从计量器具的读数装直接从计量器具的读数装置上得到欲测之量的数值或对标准值的偏差。置上得到欲测之量的数值或对标准值的偏差。例如用游标卡尺、千分尺测量外圆直径，例如用游标卡尺、千分尺测量外圆直径，用比较仪测量欲测尺寸。用比较仪测量欲测尺寸。测测测测量量量量方方方方法法法法的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法 (2)(2)间接测量间接测量间接测量间接测量 测量有关量，并通过一定测量有关量，并通过一定的函数关系式，求得欲测之量的数

29、值。的函数关系式，求得欲测之量的数值。例如用例如用“弦高法弦高法”测量圆柱体直径，由弦测量圆柱体直径，由弦长长S S与弦高与弦高H H的测量结果，可求得直径的测量结果，可求得直径D D的数值。的数值。D DS S2 2(4H)(4H)H H 公差与测量技术公差与测量技术2 2测量结果的读数值不同测量结果的读数值不同 (1)(1)绝对测量绝对测量绝对测量绝对测量 测量时从量器具上直接测量时从量器具上直接得到被测参数的整个量值。得到被测参数的整个量值。例如用游标卡尺测量小工件尺寸。例如用游标卡尺测量小工件尺寸。(2)(2)相对测量相对测量相对测量相对测量 在计量器具的读数装置上在计量器具的读数装置

30、上读得的是被测之量对于标准量的偏差值。读得的是被测之量对于标准量的偏差值。例如在立式光学比较仪上测量活塞销直径例如在立式光学比较仪上测量活塞销直径X X。先用量块先用量块(标准量标准量)X X0 0调整零位，实测后获调整零位，实测后获得的示值得的示值X X就是直径相对于量块就是直径相对于量块(标准量标准量)的的偏差值，实际直径偏差值，实际直径X XX X0 0+X +X。测测测测量量量量方方方方法法法法的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术3 3被测工件表面与计量器具测头是否有机被测工件表面与计量器具测头是否有机械接触械接触 (1)(1)接触

31、测量接触测量接触测量接触测量 计量器具测头与工件被测表计量器具测头与工件被测表面直接接触，并有机械作用的测量力。面直接接触，并有机械作用的测量力。例如用千分尺、游标卡尺测量工件。例如用千分尺、游标卡尺测量工件。为了保证接触的可靠性，测量力是必要的，为了保证接触的可靠性，测量力是必要的，但它可能使计量器具或工件产生变形，从而造成但它可能使计量器具或工件产生变形，从而造成测量误差。测量误差。测测测测量量量量方方方方法法法法的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术 (2)(2)非接触测量非接触测量非接触测量非接触测量 计量器具的敏感元件与计量器具的敏

32、感元件与被测工件表面不直接接触，没有机械作用的测被测工件表面不直接接触，没有机械作用的测量力。可利用光、气、电、磁等物理量关系使量力。可利用光、气、电、磁等物理量关系使测量装置的敏感元件与被测工件表面联系。测量装置的敏感元件与被测工件表面联系。例如用干涉显微镜、磁力测厚仪、气动量例如用干涉显微镜、磁力测厚仪、气动量仪等的测量。仪等的测量。非接触测量没有测量力引起的测量误差，非接触测量没有测量力引起的测量误差，因此特别适用于薄结构易变形工件的测量。因此特别适用于薄结构易变形工件的测量。测测测测量量量量方方方方法法法法的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差

33、与测量技术4 4测量在工艺过程中所起作用测量在工艺过程中所起作用 (1)(1)主动测量主动测量主动测量主动测量 零件在加工过程中进行的零件在加工过程中进行的测量。测量。测量结果直接用来控制零件的加工过程，测量结果直接用来控制零件的加工过程，决定是否需要继续加工或判断工艺过程是否正决定是否需要继续加工或判断工艺过程是否正常，能及时防止废品的产生，主动测量又称为常，能及时防止废品的产生，主动测量又称为积极测量。积极测量。一般自动化程度高的机床具有主动测量的一般自动化程度高的机床具有主动测量的功能，如数控机床、加工中心等先进设备。功能，如数控机床、加工中心等先进设备。(2)(2)被动测量被动测量被动

34、测量被动测量 零件加工完成后进行的测零件加工完成后进行的测量。其结果仅用于发现并剔除废品，被动测量量。其结果仅用于发现并剔除废品，被动测量又称消极测量。又称消极测量。测测测测量量量量方方方方法法法法的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术5 5零件上同时被测参数的多少零件上同时被测参数的多少 (1)(1)单项测量单项测量单项测量单项测量 单独地彼此没有联系地测量单独地彼此没有联系地测量零件的单项参数。零件的单项参数。例如分别测量齿轮的齿厚、齿形、齿距，螺例如分别测量齿轮的齿厚、齿形、齿距，螺纹的中径、螺距等。这种方法一般用于量规的检纹的中径、螺

35、距等。这种方法一般用于量规的检定、工序间的测量，或者为了工艺分析、调整机定、工序间的测量，或者为了工艺分析、调整机床等目的。床等目的。(2)(2)综合测量综合测量综合测量综合测量 测量零件几个相关参数的综测量零件几个相关参数的综合效应或综合参数，从而综合判断零件合格性。合效应或综合参数，从而综合判断零件合格性。例如测量螺纹作用中径、测量齿轮的运动误例如测量螺纹作用中径、测量齿轮的运动误差等。综合测量一般用于终结检验差等。综合测量一般用于终结检验(验收检验验收检验)，测量效率高，能有效保证互换性，特别用于成批测量效率高，能有效保证互换性，特别用于成批或大量生产中。或大量生产中。测测测测量量量量方

36、方方方法法法法的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术6 6被测工件在测量时所处状态被测工件在测量时所处状态 (1)(1)静态测量静态测量静态测量静态测量 测量时被测零件表面与计测量时被测零件表面与计量器具测头处于静止状态。量器具测头处于静止状态。例如用齿距仪测量齿轮齿距，用工具显微例如用齿距仪测量齿轮齿距，用工具显微镜测量丝杠螺距等。镜测量丝杠螺距等。(2)(2)动态测量动态测量动态测量动态测量 测量时被测零件表面与计测量时被测零件表面与计量器具测头处于相对运动状态，它能反映生产量器具测头处于相对运动状态，它能反映生产过程中被测参数的变化过程

37、。过程中被测参数的变化过程。例如用激光比长仪测量精密线纹尺，用电例如用激光比长仪测量精密线纹尺，用电动轮廓仪测量表面粗糙度等。动轮廓仪测量表面粗糙度等。测测测测量量量量方方方方法法法法的的的的分分分分类类类类q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术 度量指标是选择和使用计量器度量指标是选择和使用计量器具、研究和判断测量方法正确性的具、研究和判断测量方法正确性的依据，是表征计量器具的性能和功依据，是表征计量器具的性能和功能的指标。能的指标。基基基基本本本本度度度度量量量量指指指指标标标标三、计量器具的基本度量指标三、计量器具的基本度量指标q计计量量器器具具和和测测量量方

38、方法法公差与测量技术公差与测量技术基本度量指标主要有以下几项：基本度量指标主要有以下几项：(1)(1)刻线间距刻线间距刻线间距刻线间距c c 计量器具标尺或刻度盘上两计量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心线间的距离。相邻刻线中心线间的距离。为了适于人眼观察和读数，刻线间距一般为为了适于人眼观察和读数，刻线间距一般为1 12.52.5mmmm。(2)(2)分度值分度值分度值分度值(刻度值刻度值刻度值刻度值)i i 计量器具标尺上每一计量器具标尺上每一刻线间距所代表的量值即分度值。刻线间距所代表的量值即分度值。一般长度量仪中的分度值有一般长度量仪中的分度值有0.10.1mmmm、0.05mm0.05

39、mm、0.02mm0.02mm、0.01mm0.01mm、0.001mm0.001mm、0.0005mm0.0005mm等。等。实验用立式光学比较仪实验用立式光学比较仪i i1m1m0.001mm0.001mm。基基基基本本本本度度度度量量量量指指指指标标标标q计计量量器器具具和和测测量量方方法法刻线间距刻线间距刻线间距刻线间距分度值分度值分度值分度值公差与测量技术公差与测量技术 在数字式量仪中，不称分度值而称为在数字式量仪中，不称分度值而称为分辨率分辨率。分辨率分辨率是指量仪显示的最末一位数所是指量仪显示的最末一位数所代表的量值。代表的量值。如数显千分表的分辨率为如数显千分表的分辨率为1 1

40、mm。基基基基本本本本度度度度量量量量指指指指标标标标q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术 (3)(3)测量范围测量范围测量范围测量范围 计量器具所能测量的被测计量器具所能测量的被测量最小值到最大值的范围称为测量范围。量最小值到最大值的范围称为测量范围。外径百分尺的测量范围为外径百分尺的测量范围为0 02525mmmm、252550mm50mm等；立式光学比较仪的测量范围为等；立式光学比较仪的测量范围为0 0180180mmmm。(4)(4)示值范围示值范围示值范围示值范围 由计量器具所显示或指示由计量器具所显示或指示的最小值到最大值的范围。的最小值到最大值的范围

41、。立式光学比较仪的示值范围为立式光学比较仪的示值范围为100100mm。基基基基本本本本度度度度量量量量指指指指标标标标q计计量量器器具具和和测测量量方方法法测量范围测量范围测量范围测量范围示值范围示值范围示值范围示值范围公差与测量技术公差与测量技术 (5)(5)灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度S S 计量器具反映被测几何量微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小变化的能力。如果被测参数的变化量为L L，引起计量器具的示值变化量为引起计量器具的示值变化量为x x，则灵敏则灵敏度度S Sx/Lx/L。当分子分母是同一类量时，灵敏度又称放当分子分母是同一类量时，灵敏度又称放大比大比

42、K K。(6)(6)示值误差示值误差示值误差示值误差 计量器具显示的数值与被计量器具显示的数值与被测量的真值之差为示值误差。它主要由仪器误测量的真值之差为示值误差。它主要由仪器误差和仪器调整误差引起。一般可用量块作为真差和仪器调整误差引起。一般可用量块作为真值来检定计量器具的示值误差。值来检定计量器具的示值误差。基基基基本本本本度度度度量量量量指指指指标标标标q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术 (7)(7)修正值修正值修正值修正值 为消除计量器具系统测量误差，为消除计量器具系统测量误差，用代数法加到测量结果上的值称为校正值。用代数法加到测量结果上的值称为校正值。

43、它与计量器具的系统测量误差的绝对值相等它与计量器具的系统测量误差的绝对值相等而符号相反。而符号相反。(8)(8)测量结果的重复性测量结果的重复性测量结果的重复性测量结果的重复性 在相同测量条件下，在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。重复性可以用测量结果的分散性定量地一致性。重复性可以用测量结果的分散性定量地表示。表示。(9 9)测量不确定度测量不确定度测量不确定度测量不确定度 表征合理地赋予被测量之表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。此参数值的分散性，与测量结果相联系的参数。此参数可以是标准偏差或其

44、倍数，或说明了置信水准的可以是标准偏差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。区间的半宽度。基基基基本本本本度度度度量量量量指指指指标标标标q计计量量器器具具和和测测量量方方法法公差与测量技术公差与测量技术q 第三节第三节 测量误差及数据处理测量误差及数据处理第第三三章章测测量量技技术术基基础础公差与测量技术公差与测量技术 测量中，不管使用多么精确的计量器具，测量中，不管使用多么精确的计量器具，采用多么可靠的测量方法，都不可避免地产生采用多么可靠的测量方法，都不可避免地产生误差。误差。如果被测量的真值为如果被测量的真值为L L，被测量的测得值被测量的测得值为为l l，则则测量误差测量误差用下

45、式表示用下式表示 l lL L 上式表达的测量误差也称上式表达的测量误差也称绝对误差绝对误差绝对误差绝对误差。误误误误差差差差的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念一、测量误差的基本概念一、测量误差的基本概念q测测量量误误差差及及数数据据处处理理公差与测量技术公差与测量技术 相对误差相对误差相对误差相对误差是指测量的绝对误差是指测量的绝对误差与被测与被测量真值量真值L L之比，通常用百分数表示，即之比，通常用百分数表示，即 (l(lL)/LL)/LL100L100 l100l100 是无量纲的量。是无量纲的量。误误误误差差差差的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念q测测量量误误差差及及数数

46、据据处处理理公差与测量技术公差与测量技术 在实际测量中，产生测量误差的原在实际测量中，产生测量误差的原因很多，主要有以下几个方面：因很多，主要有以下几个方面：1 1计量器具误差计量器具误差 它是指计量器具设计、制造和装配它是指计量器具设计、制造和装配调整不准确而产生的误差，分为调整不准确而产生的误差，分为设计原设计原理误差理误差、仪器制造仪器制造和和装配调整误差装配调整误差。误误误误差差差差的的的的来来来来源源源源及及及及防防防防止止止止二、测量误差的来源及防止二、测量误差的来源及防止q测测量量误误差差及及数数据据处处理理公差与测量技术公差与测量技术设计原理误差设计原理误差 在设计计量器在设计

47、计量器具时，为了简化结具时，为了简化结构，采用近似设计构，采用近似设计所产生的误差。所产生的误差。游标卡尺测量游标卡尺测量轴径所引起的误差轴径所引起的误差是设计原理误差。是设计原理误差。用游标卡尺测用游标卡尺测量时，不符合阿贝量时，不符合阿贝原则。原则。误误误误差差差差的的的的来来来来源源源源及及及及防防防防止止止止q测测量量误误差差及及数数据据处处理理 根据长度测量的根据长度测量的阿贝阿贝阿贝阿贝原则原则原则原则，在设计计量器具或，在设计计量器具或测量工件时，应将被测长测量工件时，应将被测长度与基准长度置于同一直度与基准长度置于同一直线上。线上。公差与测量技术公差与测量技术仪器制造和装配调整

48、误差仪器制造和装配调整误差 仪器读数装置中刻线尺、刻度盘等的仪器读数装置中刻线尺、刻度盘等的刻线误差和装配时的偏斜或偏心引起的误刻线误差和装配时的偏斜或偏心引起的误差；差；仪器传动装置中杠杆、齿轮副、螺旋仪器传动装置中杠杆、齿轮副、螺旋副的制造以及装配误差；副的制造以及装配误差；光学系统的制造、调整误差；传动件光学系统的制造、调整误差；传动件间的间隙、导轨的平面度、直线度误差；间的间隙、导轨的平面度、直线度误差；计量器具各零部件本身的制造误差、计量器具各零部件本身的制造误差、变形和磨损等引起的误差。变形和磨损等引起的误差。误误误误差差差差的的的的来来来来源源源源及及及及防防防防止止止止q测测量

49、量误误差差及及数数据据处处理理公差与测量技术公差与测量技术 2 2基准件误差基准件误差 作为基准件使用的量块或标准件等本身存作为基准件使用的量块或标准件等本身存在的制造误差和使用过程中磨损产生的误差。在的制造误差和使用过程中磨损产生的误差。特别是用相对测量时，基准件的误差直接反映特别是用相对测量时，基准件的误差直接反映到测量结果中。到测量结果中。在生产实践中一般取基准件的误差占总测在生产实践中一般取基准件的误差占总测量误差的量误差的1/51/51/31/3，并且要经常检验基准件。，并且要经常检验基准件。误误误误差差差差的的的的来来来来源源源源及及及及防防防防止止止止q测测量量误误差差及及数数据

50、据处处理理公差与测量技术公差与测量技术 3 3测量方法误差测量方法误差 它是指测量时选用的测量方法不完善它是指测量时选用的测量方法不完善(包包括工件安装不合理、测量方法选择不当、计算括工件安装不合理、测量方法选择不当、计算公式不准确等公式不准确等)或对被测对象认识不够全面引或对被测对象认识不够全面引起的误差。起的误差。如前述测量大型工件的直径，可以采用直如前述测量大型工件的直径，可以采用直接测量法，也可采用测量弦长和弓高的间接测接测量法，也可采用测量弦长和弓高的间接测量法，其测量误差是不相同的。量法，其测量误差是不相同的。误误误误差差差差的的的的来来来来源源源源及及及及防防防防止止止止q测测量