机械精度设计与检测第02章测量基础知识

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1、测量技术基础第2章本章重点测量误差的分类；误差的数据处理。本章内容2.1测量的基本概念2.2计量器具和测量方法2.3测量误差和数据处理测量就是将被测量和一个作为被测量单位的标准量进行比较的过程。测量以确定被测对象的量值为目的，这里的量值是数和相应单位的组合。1.长度计量单位长度单位，以国际单位制的基本长度“米”为长度的基本单位，其英文代号为m（meter），在实际中的计量单位可以以m或其导出单位表示。如mm（millimeter=1×10-3m）、μm（micrometer=1×10-6m）、nm（n

2、anometer=1×10-9m）等。在机械制造和测量中，多以mm和μm表示。2.尺寸传递为了实际应用的方便，必须将以物理常数出现的长度基准复现到实体（线纹尺或量块）上，再经过由高到低的精度传递，直到工程技术中使用的各种测量器具上。3.尺寸传递系统主基准（副基准）工作基准工作器具被测对象图2.1尺寸传递系统国际基准、国家基准。为了复现“m”,需建立的副基准。副基准——主基准——测量零件所用的计量器具。被测对象——经过与国家基准或副基准比对，用来检定较低准确度的基准，或检定工作器具用的计量器具。工作基准

3、——工作器具——例如量块、标准线纹尺等。如千分尺、比较仪、测长仪等。几何量测量也包括角度的测量，因为在机械制造中也包括一些角度类零件，如各种锥体、分度器、多面棱体等，2.2.2角度计量单位及其量值传递系统(a)(b)图2-2多面棱体(a)和角度量块(b)3、量块（1）量块的一般知识量块又名块规，它是一种平面平行的长度端面量具，有长方体（见图2-3）和圆柱体两种形式。它是一种精度很高的定值量具（即1块块规只表示一个尺寸），通常用性质较稳定且较耐磨的铬锰类工具钢制造。量块是按照一定的尺寸系列成套生产2.2

4、.3量块及其选用一般是由专门量具厂用多块组成的盒装套件供应。有91块组、83块组、46块组、38块组、10块组等多种套别。量块的测量面非常平整光洁，具有粘合性，所以可单块使用也可多块粘合在一起使用（粘合方法是用少许压力将两块量块对应的测量面轻轻推合在一起即可）。多块使用时，为了不使粘合误差太大，通常不应超过四块。2.2.3量块及其选用使用组合量块校对或测量时,为获得较高尺寸精度,应以最少的块数组成所需的尺寸。如：组成尺寸38.965mm，使用83块一套的量块。（2）量块的尺寸量块中心长度L：量块两平行

5、测量面上中心点连线的长度量块长度Li：量块一测量面的任意一点（距边缘0.5mm区域除外）与其另一测量面相粘合的辅助体（平晶）表面之间的垂直距离。量块标称长度：每块量块的标称长度均刻在该量块的表面上，它是按一定的比值复现长度单位m的量块长度值，它忽略了加工误差，量块按级使用时，以此尺寸作为量块的工作寸。量块实际长度：按相应的测量条件对量块进行测量所得到的实际尺寸，此尺寸的精度依测量条件而定。量块长度变动量：量块测量面上任意点（距边缘0.5mm除外）测得的最大最小长度之差。量块的实际长度偏差：量块的实际尺

6、寸与标称尺寸之差。（3）量块的精度我国《长度计量器具（量块部分）检定系统JJG2056—1990》检定规程对量块精度规定若干“级”和“等”。量块的分级依据制造量块时规定的长度极限偏差和长度变动量允许值的大小及量块测量面的平面度，将量块的制造精度分为：K、0、1、2、3五级，其中K级精度最高，3级精度最低。按级使用时，以量块的标称尺寸为工作尺寸，忽略了量块的制造误差。大多数情况下均按级使用量块。主要依据检定量块时中心长度测量的极限误差（测量的不确定度）和平面平行性允许偏差，将其检定精度分为1、2、3、4

7、、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低。按等使用时是以检定量块时所得到的量块的实际长度为工作尺寸，忽略的只是测量误差。量块的分等1.计量器具误差计量器具误差是由于计量器具本身内在因素引起的。（1）原理误差原理误差是由于计量器具的测量原理和结构设计不合理造成的。此类误差一般为系统误差，加修正值可消除。但有时为方便而不消除，因而带来误差。（2）阿贝误差阿贝误差是由于在测量中不按阿贝原则进行测量而引起误差。是指在设计计量器具或测量工件时，应该将被测长度与仪器的基准长度安置在同一条直线上。如图2-9所示为

8、阿贝测长仪原理图。图2-9阿贝测长仪原理图阿贝原则——标准刻线尺被测刻线尺图2-10用卡尺测轴，由于不符合阿贝原则引起的误差为图2-10用卡尺测轴标准刻线尺被测零件(3)仪器基准件误差仪器基准件误差是指量仪的基准件本身的误差。如千分尺中测微螺杆的螺距误差、测长仪的刻线尺刻度误差等。2.相对测量中的标准件误差如长度基准量块按级使用。3.测量方法误差1、随机误差：在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的出现没有确定性的规律，即误差的绝对值和误差方向不确定。但