检测技术第4版 施文康 余晓芬第5章 长度测量技术-1
35页1、1,第五章 长度测量技术,第一节 长度测量概述 第二节 尺寸测量 第三节 形位误差测量 第四节 表面粗糙度测量 第五节 线位移测量 第六节 绝对距离测量,2,第一节 长度测量概述,一、长度检测的意义,1、长度是生产实践中最常遇的被测量之一,2、长度检测是常规计量项目中的基本项目,3、长度是最基本的物理量之一,零件尺寸,机构位移,形位误差,十大计量项目:长度、热量、力学、电磁、电子、时间频率、光学、辐射、声学、化学,体积长*宽*高,速度位移/时间,3,第一节 长度测量概述,二、长度的单位与基准,1、长度的单位与国际基准,国际单位制“米”(m),这是长度的法定单位,米的定义:,1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义,规定: 1米是 “光在真空中于1/299792458秒的时间间隔内所经历路程的长度”,称为“米的国际基准”。,18世纪末:“1米等于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一”,1889年在法国巴黎第一届国际计量大会, 从国际计量局订制的30根米尺中选出一根 作为统一的国际长度单位量值, 称之为“国际米原器”(铂铱合金 )。,4,第一节 长度测量概述,二、长度的单位与基准,2、
2、长度的实用基准,光栅、磁栅、容栅、,(3) 线纹尺:,(2) 量块:,(1) 光波波长:,材料:线膨胀系数小、性质稳定、耐磨 以及不易变形的合金钢材料,量值:单值量具,两个工作面的距离,可以组合,5种激光(He-Ne)波长,形状:金属长方体,带有刻线的尺,5,6,第一节 长度测量概述,三、长度测量的方法,1、按测量手续划分:直接测量和间接测量,例:用卡尺直接测量零件直径, 卡尺读数即为被测直径值。 D = 20.01 mm,直接测量:直接对被测量进行测量,测量结果即为被测量的值。,间接测量:先测量与被测量相关的其他量,然后按函数关系式求得被测量。,例:用弓高弦长法测量大尺寸直径, 读数为弓高H和弦长L, 计算得直径值D:,特点:操作简单,精度较高,特点:操作复杂,精度不高,7,第一节 长度测量概述,三、长度测量的方法,2、按测量结果的性质划分:绝对测量和相对测量,例:用刻度尺直接测量零件长度, 刻度尺读数即为零件长度值。 L = 20.1 mm,绝对测量:仪器示值为被测量的绝对值。,相对测量:先测量被测量与某个已知标准量的相对差值,然后测量结果 加上标准量求得被测量。,例:用比较仪测量
3、零件长度, 标准量为20mm量块, 读数为+0.065mm,零件长度20.065mm,特点:操作简单,测量范围大,精度不高,特点:操作复杂,测量范围小,精度高,8,第一节 长度测量概述,三、长度测量的方法,3、按照测量器具与目标有无接触划分:接触测量和非接触测量,接触测量:测量器具与被测目标相接触, 例如:卡尺、千分尺、电感位移传感器、,非接触测量:测量器具与被测目标不接触, 例如:电容位移传感器、激光传感器、测量显微镜,特点:测量过程可靠,但响应慢,存在测量力,易变形和划伤,特点:响应快,无测力磨损和变形,4、按照生产工艺过程划分:在线测量和离线测量(主动测量和被动测量),9,第一节 长度测量概述,四、长度测量应遵循的原则,1、阿贝原则 (Abbe Principle),测量实例:利用卡尺测量零件尺寸,理论:L = D 实际:L D ?,原因:导轨不直 测量线与基准线 不平行 量爪不平行 偏差,误差的大小与夹角大小有关, 还与测量线与基准线之间距离有关 。,10,阿贝原则:要求被测量的尺寸线应与标准量的尺寸线重合或在其延长线上。,作用:此时由导轨直线度误差引起的测量误差是二阶误差,一
4、般可以忽略不计,第一节 长度测量概述,11,第一节 长度测量概述,五、长度测量对环境的要求,1、标准环境,温度:尽可能接近标准温度,减小温差(日晒),并进行温度补偿,标准环境:温度20,大气压力760mmHg(0.1MPa),湿度5060,长度参数比其他参数更容易受环境的影响,环境不同,测量结果不同,2、实际环境,气压:实时测量气压,并进行修正,湿度:尽可能接近或低于标准湿度,实时测量并进行修正,振动:远离振源,增加隔振措施(隔振地基、减振平台),实际环境:存在较大偏差,对测量结果影响较大,例:在20 下100mm长金属零件,温度每变化1 ,尺寸变化约1m,12,第五章 长度测量技术,第一节 长度测量概述 第二节 尺寸测量 第三节 形位误差测量 第四节 表面粗糙度测量 第五节 线位移测量 第六节 绝对距离测量,13,平面定位 外圆定位,第二节 尺寸测量,一、尺寸测量的一般过程,1、定位,定位:使被测件处于最佳方位,使实际测量量符合被测量的定义。,要求: 首先保证能按被测量的定义进行测量; 选取尺寸及形状精度高的面为定位面;,为保证可靠性,选择定位面时应遵守长度测量原则,定位面尽可能与测
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