公差配合与技术测量 教学课件 ppt 作者 董庆怀 第二章 测量基础

第二章测量技术基础,一、测量,测量是将被测量和一个具有测量单位 的标准量进行比较过程。 一个完整的测量过程应包括： 四要素： 测量对象、测量单位、测量方法和测 量精度。,1被测对象： 几何量：长度、角度、表面粗糙度、几何形状和 相互位置等。 2计量单位： 长度单位：米（m） 毫米（mm） 微米（m） 角度单位：弧度（rad）度（）分（）秒（） 3测量方法： 测量时所采用的测量原理、计量器具、测量条件 的总和。 4测量精度： 测量结果与真值的一致程度。与之相对的概念即 测量误差。,二、检验 指确定零件的实际几何参数是否在规定 的公差范围之内，从而判断是否合格。 检验特点： 不能测得被测量的实际数值，只能确定被 测量是否在两极限尺寸之间。,第一节 长度计量单位和基准量值的传递,一、长度计量单位基准,1米（m）=1000毫米（mm） 1毫米（mm）=1000微米（um） 二、量值传递系统 传递系统： 长度基准、测量器具、工件尺寸。 我国尺寸传递机构： 国家计量局、各地区的省市计量机构 、工厂的 中心计量室、车间计量站,三、量块（又名块规） 是由两个相互平行的测量面之间的距离来确定其工作长度的一种高精度量具。,1、量块的特性： 稳定性、准确性和粘合性是量块的重要 特性，利用它可从成套量块中选择适当 的量块组合成各种尺寸。 2、方法： （1）首先去除尾数（从最后一位数字开始选择量块） （2）总块数力求不超过45块，以减少测量误差。,3、量块精度的划分两种方法： （1）按中心长度的制造偏差分为五级： 0，1，2，3、4 0级精度最高 ，4级精度 最低。 （2）按中心长度的检定精度分为六级： 1，2，3，4，5，6 1级精度最高,例1 试用91块套别的量块组成46.027mm的尺寸。 解 46.027 -) 1.007-第一块量块尺寸 45.02 -) 1.02 -第二块量块尺寸 44 -) 4 -第三块量块尺寸 40 -第四块量块尺寸,例2 试用38块套别的量块组成59.995mm的尺寸。 59.995 -) 1.005 -第一块量块尺寸 58.99 -) 1.09 -第二块量块尺寸 57.9 -)1.9 -第三块量块尺寸 56 -) 6 -第四块量块尺寸 50 -第五块量块尺寸,第二节 测量器具和 测量方法,一、测量器具和测量方法的分类 1、测量器具的分类： 量具：以固定形式复现一给定量的一个或多个已知值的一种测量器具 。 量仪：将被测的量值转换成可直接观察指示值或等效信息。,按测量器具的结构特点和用途分： 1）基准量具和量仪:测量中用作基准的量具。 2）极限量规：没有刻度的专用检验工具。 3）通用量具和量仪：有刻度并能量出具体数字值的量具和量仪。 4）检测装置： 量具、量仪和定位元件等构成的组合体，是 一种专用检验工具。,2、测量方法的分类 1）按测量值取得方法不同分： 直接测量：直接测量被测参数来获 得被测尺寸。 间接测量：测量与被测尺寸有关的几何参数，经过计算获得被测尺寸。 （例右图圆弧直径的获得）,2）按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值可分为： 绝对测量：读数值直接表示被测尺寸的大小。 相对测量：读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。,3）按有无机械测量力可分为： 接触测量： 测量头与被测零件表面接触，并有机械作用 的测量力存在。 非接触测量： 测量头不与被测零件表面接触。 4）按测量参数指标多少可分： 单项测量： 对被测零件的每个参数分别单独测量。 综合测量： 测量反映零件有关参数的综合指标。,5）按测量在加工过程中所起的作用分： 主动测量 ： 零件在加工过程中进行测量，其结果直接用 来控制零件的加工过程，防止废品的产生。 被动测量： 零件加工后进行的测量。 6）按工件在测量过程中的状态分： 动态测量： 测量时被测表面与测量头模拟工作状态中 相对运动。 静态测量： 测量相对静止。,二、测量器具的基本度量指标 度量指标是合理选择和使用测量器具的主要指标。,1、分度值： 2标尺间距： 3、测量范围： 4、示值范围： 5灵敏度： 6、测量力： 7示值误差： 8、回程误差：,图2-4 测量器具的基本度量指标示意图,三、常用测量器具的测量原理、基本结构与使用方法,（一）游标类量具：是利用游标读数原理 制成的一种常用量具，它具有结构简单、 使用方便、测量范围大等特点。 种类：游标卡尺、深度游标尺、高度游标尺,图2-6 游标量具 a）游标卡尺 b）深度游标卡尺 c）高度游标卡尺,游标卡尺读数原理,图2-7 游标的读数原理,（ 二）螺旋测微类量具 利用螺旋副运动原理进行测量和读数的装置 按用途分有： 外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺。,结构,读数原理,三、机械量仪,利用机械结构将直线位移经传动放大后，通 过读数装置表示出来的一种测量器具。 常见的种类： 百分表 、内径百分表、杠杆百分表、扭簧比较仪 机械比较仪等,1、百分表的结构,图211 百分表 1小齿轮 2、7大齿轮 3中间齿轮 4弹簧 5测量杆 6指针 8游丝,2、百分表的特点和用途：,特点: 传动比大，结构简单、使用方便等。 用于: 机械零件的长度尺寸、形状和位置偏差的绝 对测量和相对测量，也能在某些机床或测量 装置中作定位和指示用。,3、百分表的量程：,百分表的分度值为0.01mm 表盘上有100条等分刻线。 百分表的齿轮传动系统应使测量杆移动1mm， 指针回转一圈。 其测量范围一般有: 03mm、05mm 、0 10mm， 特殊情况下有: 0 20mm、0 100mm大量程的表。,四、光学量仪,利用光学原理制成的光学测量仪，在长度测 量中应用比较广泛。 立式光学计、万能测长仪等。,光学计工作原理,1、立式光学计,光学系统,立式光学计,2、万能测长仪：是一种精密量仪，它是利用光学系统和电气部分相结合的长度测量仪器。,万能测长仪,五、三坐标测量机,1、主要功能：,2、分类： （1）按其工作方式分为：点位测量方式和连续扫描测量方式,（2）按测量范围可分为大型、中型和小型。,（3）按其精度可分为两类：一类是精密型，一般放在有恒温条件的计量室，用于生产精密测量，另一类为生产型。,3、三坐标测量仪的构成：,（1）主体,图2-16 CIOTA系列三坐标测量机,（2）三坐标测量机的测量系统,测头的类型 ：接触式和非接触式。 电气接触式开关测头 ：,图217 电触式开关测头的结构及工作原理,电触开关式单测头及测头座,图2-18 电触开关式单测头及测头座,（3）三坐标测量机的计算机系统和软件,通用程序 公差比较程序 轮廓测量程序 自学习零件检测程序的生成程序、统计计算程序、计算机辅助编程程序等,（4）三坐标测量机的测量方式,直接测量方式 程序测量方式 自学习测量方式,（5）三坐标测量机的应用,对于在数控机床上加工的形状复杂的零件，当 其形状难于建立数学模型时程序编制困难，常常可 以借助于测量机。 轻型加工,图2-19 立柱式三坐标划线机 1立柱 2水平臂 3支撑箱 4测头 5工作台 6基座,多种几何量的测量,触头的定义和校验 零件的找正,图220 零件三维找正的实例,六、电动量仪,将工件被测尺寸的变动量转换为电量变 化（电感、电容），经过电路的放大、 整流、运算等变换后，用指示表指示。,五、气动量仪 将工件被测尺寸的变化量转换成空气压力或流量的变化，用压力计或流量计显示量值。,第三节 测量误差的基本知识,测量误差的概念：,任何测量结果都不可能绝对精确，只能 在某种程度上近似于被测量的真值，它 们之间的差值称为测量误差。,一测量误差的来源： 1、测量器具误差：设计原理、制造、装配和 使调整不准确而引起误差。 2、测量方法误差：选择的测量方法和定位方 式完善引起的误差。 3、环境影响：温度、湿度、振动等。 4、人为误差：由于人为的原因所引起的测量 误差。,二测量误差的分类,1) 随机误差： 在相同条件下，多次重复测量时绝对值和 符号以不可预定的方式变化的误差。 2) 系统误差： 在相同条件下，多次重复测量时绝对值和 符号保持不变或按一定规律变化的误差。 3) 粗大误差：由于测量者主观上的疏忽或客观条件的剧变所造成的误差。,三、随机误差的特性：,1、对称性2、单峰性 3、有界性4、抵偿性,