检测技术 第3版 教学课件 作者 施文康 余晓芬 主编 第五章　.ppt

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1、第五章　长度及线位移测量第五章　长度及线位移测量第一节　概　　述第二节　长度尺寸的测量第三节　形位误差和异形曲面的测量第四节　表面粗糙度的测量第五节　线位移量的测量第六节　纳米测量技术第一节　概　　述一、长度单位和定义二、长度量值传递系统三、长度测量的标准量四、阿贝原则五、长度测量的环境标准要求一、长度单位和定义目前，我国采用的长度单位与国际单位制是一致的，即以国际单位制的基本单位之一“米”作为我国法定的长度计量单位。“米”(m)的定义为：1m是光在真空中于1/299792458s的时间间隔内所经历路程的长度。二、长度量值传递系统为保证长度量值的统一和准确，必须把测得的

2、尺寸与基准长度联系起来，这种联系渠道称为量值传递系统。我国用激光波长复现米以后，通过拍频法和波长比较法传递到用于检定工作的谱线，然后用绝对光波干涉法分别传递至线纹尺和量块两种实物基准，再按此两大系统逐级传递到相应级别的测量仪器和量具，最终传至被测工件。三、长度测量的标准量1.光波波长　由激光光源、氪86光源、单色光光源或经过处理得到的光波波长是精度很高的标准量。2.量块的长度　量块是长度测量中应用最广的实物基准之一。3.光栅与容栅的栅距、磁栅的节距和感应同步器的线距　光栅、容栅、磁栅、感应同步器均为近代发展起来的新型长度测量标准器件。1.光波波长由激光光源、氪86光源、

3、单色光光源或经过处理得到的光波波长是精度很高的标准量。它常被用于高精度测量仪器和对其他较低精度标准量的检定。由于它易于实现自动瞄准和动态读数，所以常用于动态测试仪器和智能仪器。2.量块的长度　量块是长度测量中应用最广的实物基准之一。量块是长度测量中应用最广的实物基准之一。国家标准对量块的材料、形状、表面粗糙度以及量块中心长度的制造精度和检定精度等均有严格的规定。3.光栅与容栅的栅距、磁栅的节距和感应同步器的线距　光栅、容栅、磁栅、感应同步器均为近代发展起来的新型长度测量标准器件。光栅、容栅、磁栅、感应同步器均为近代发展起来的新型长度测量标准器件。它们均可实现测量系统数字

4、化和自动化，并可在测量过程中实现实时控制和修正，所以它们广泛用于智能型的动态和静态测量仪器以及各类加工机械。四、阿贝原则长度测量的基本原则(阿贝原则)要求：长度测量时，被测量的尺寸线段应与标准量的尺寸线段重合或在其延长线上。测量过程若能按阿贝原则的要求进行，可不考虑仪器导轨直线度误差对测量结果的影响，否则必须采取措施，减小因不遵守阿贝原则而引起的阿贝误差的影响。五、长度测量的环境标准要求测量环境的温度、湿度、气压、振动等因素均会引起测量值的变化。因此，某被测量的测量结果应是相对于标准测量环境而言的，即环境温度为20℃，相对湿度在50%～60%之间，气压为0.1MPa，测

5、量装置远离振源等。若测量环境不处于标准状态，则应考虑环境因素引起的测量误差，或进行修正，或计入测量不确定度。第二节　长度尺寸的测量一、常见尺寸的测量二、大尺寸的测量三、微小尺寸的测量四、被加工尺寸的在线监测五、测量误差分析一、常见尺寸的测量(一)定位(二)瞄准(三)读数(四)测量过程举例(一)定位1)尽可能与测量基面、工艺基面、装配基面统一。2)选取尺寸及形状精度高的面为定位面。3)所选定位面能保证定位的稳定性。4)多参量测量时，所选定位方式最好能满足所有参量测量的要求，避免多次定位。(一)定位图5-1　典型的工件定位方法图5-2　定位调整示例图5-3　三坐标测量机电触

6、式测头(二)瞄准1.接触式瞄准举例　图5-3所示为一种三坐标测量机电触式测头。2.非接触式瞄准举例　图5-4为工具显微镜非接触式瞄准系统的光路。1.接触式瞄准举例　图5-3所示为一种三坐标测量机电触式测头。图5-4　工具显微镜非接触式瞄准系统光路示意图2.非接触式瞄准举例　图5-4为工具显微镜非接触式瞄准系统的光路。图5-5　影像法瞄准视场示意图(三)读数测量值有很多种显示方法，如指针式显示、数字式显示等。无论是哪种显示形式，正式读取数值之前均需检查仪器示值是否能够“回零”。即在调整好仪器零位以后，推动测头在全量程范围内移动数个来回，然后让测头回到起始位置，看读数是否仍

7、为零；或在进行封闭尺寸测量时(如齿轮齿距极限偏差测量)，先测第一个尺寸，然后在依次测完各个尺寸后，再重测一下第一个尺寸，看前后两次读数是否相同。一般来说，仪器要做到绝对回零是很困难的，只要偏差在允许范围内，即可认为仪器与被测件已进入稳定的测量状态。如果偏差较大，则必须检查测量系统中的不确定因素，否则在不回零情况下进行的测量是无效的。(四)测量过程举例1.用电感式内孔比较仪测量孔径　图5-6所示为电感式内孔比较仪的结构示意图，用它实现的是相对法测量。2.用三坐标测量机测量孔与直线间的间距　三坐标测量机按精度可分为生产型和计量型。3.锅炉壁厚