第3章-长度测量技术基础
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互换性和测量技术基础-第三章 测量技术基础
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
测量前未能将计量器具或被测工件调整到正确 位置(或状态)而产生的误差
测量方法不完善,包括计算公式不准确,测量方法 选择不当,零件安装、定位不准确等
在进行接触测量时，由于测量力使得计量器具 和被测工件产生弹性变形而产生的误差
测量时环境条件(温度、湿度、气压、照明、振 动等)不符合标准测量条件
测量误差
阿贝测长原则
测量长度时，应使被测长度量与量仪中的标 准长度量排列在一条直线上。
活动量爪倾斜所产生的误差， 称为阿贝误差，即违反“阿贝测 长原则”而产生的测量误差。
∆
测量误差
计量器具误差
测
基准件误差
量 误
调整误差
差
产
测量方法误差
生
原
测量力误差
因
环境误差
人为误差
包括测量器具的设计制造和使用过程中的误差, 总和反映在示值误差上
• 复杂系统误差——在测量过程中测得值按复杂函数 规律变化，例如上述线性变化与周期性变化的叠加形 成复杂函数变化的系统误差。
测量误差
随机误差
在同一测量条件下,多次重复测量同一量值时, 误差大小和符号以不可预定的方式变化的测量误差.
随机误差通常服从正态分布规律。
具有放大滤波电路，特点是测量精度高，通过计 算机可实现数据处理自动化致使测量效率高
计量器具
◆光电式量仪 利用光学方法放大或准，通过光 电元件再转化为电量进行检测，以实现几何量的 测量的计量器具。
计量器具的基本度量指标
度量指标:选择和使用计量器具、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能的指标
• 相对测量（也称比较测量）：计量器具的示值 仅表示被测量对已知标准量的偏差，而被测量的 量值为计量器具的示值与标准量的代数和。
测量前未能将计量器具或被测工件调整到正确 位置(或状态)而产生的误差
测量方法不完善,包括计算公式不准确,测量方法 选择不当,零件安装、定位不准确等
在进行接触测量时，由于测量力使得计量器具 和被测工件产生弹性变形而产生的误差
测量时环境条件(温度、湿度、气压、照明、振 动等)不符合标准测量条件
测量误差
阿贝测长原则
测量长度时，应使被测长度量与量仪中的标 准长度量排列在一条直线上。
活动量爪倾斜所产生的误差， 称为阿贝误差，即违反“阿贝测 长原则”而产生的测量误差。
∆
测量误差
计量器具误差
测
基准件误差
量 误
调整误差
差
产
测量方法误差
生
原
测量力误差
因
环境误差
人为误差
包括测量器具的设计制造和使用过程中的误差, 总和反映在示值误差上
• 复杂系统误差——在测量过程中测得值按复杂函数 规律变化，例如上述线性变化与周期性变化的叠加形 成复杂函数变化的系统误差。
测量误差
随机误差
在同一测量条件下,多次重复测量同一量值时, 误差大小和符号以不可预定的方式变化的测量误差.
随机误差通常服从正态分布规律。
具有放大滤波电路，特点是测量精度高，通过计 算机可实现数据处理自动化致使测量效率高
计量器具
◆光电式量仪 利用光学方法放大或准，通过光 电元件再转化为电量进行检测，以实现几何量的 测量的计量器具。
计量器具的基本度量指标
度量指标:选择和使用计量器具、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能的指标
• 相对测量（也称比较测量）：计量器具的示值 仅表示被测量对已知标准量的偏差，而被测量的 量值为计量器具的示值与标准量的代数和。
测量检验基础知识培训
目录：
第一章：测量的基本概念 第二章：公差与配合基础 第三章：测量技术基础知识
第一章：测量的基本概念 一、专业术语
1. 测量：为确定量值进行的一组操作。 2. 测得值：从测量器具直接得出或经过必要计算得出的量 值。 3. 测量的准确度：测量结果与被测量约定真值的一致程度 4. 测量的重复性：在符合下列条件下，对同一被测量进行 连续测量，其测量结果之间的一致程度。相同测量方法； 同一观测者；同一测量仪器；同一位臵；相同的使用条 件；在短时间间隔内重复。
⑤在线测量和离线测量 在线测量：是指在加工过程中对工件的测量，其测量结 果可用来控制工件的加工过程，决定是否要继续加工 或调整机床，可及时防止废品的产生。 离线测量：是指在加工后对工件进行的测量，主要用来 发现并剔除废品。 ⑥等精度测量和不等精度测量 等精度测量：是指决定测量精度的全部因素或条件都不 变的测量。 不等精度测量：是指在测量过程中，决定测量精度的全 部因素或条件可能完全改变或部分改变的测量。如上 述的测量中，当改变其中之一或几个甚至全部条件或 因素的测量。
11.人员误差：测量人员主观因素和操作技术所引起的误差。 12.环境误差：可随环境变化的测量误差分量 13.方法误差：测量方法不完善所致误差。 14.调整误差：未能将测量器具或被测对象调整到正确位臵 或状态所致误差。 15.读数误差：由于观测者对测量器具不准确读数所致误差。 16.视差：观测者偏离正确观测方向进行读数或瞄准时所致 误差。 17.估读误差：在分度值范围内估读时所致误差。 18.粗大误差：明显超出规定条件下预期的误差。 19.测量器具：是可单独地或与其他装臵一起，用以确定几 何量值的器具。
⑥测量基准与定位方式选择
ห้องสมุดไป่ตู้
测量基准选择 用来测量已加工面尺寸及位臵的基准称测量基准。选择 测量基准应遵守基准统一原则，即设计基准、测量基准、 装配基准、定位基准应统一。如不统一，应遵守下列原 则： （1）在工序检验时，测量基准应与定位基准一致。 （2）在终结检验时，测量基准应与装配基准一致。 定位方式选择 根据被测件的结构形式及几何形状选择定位方式，原则 如下： （1）对平面可用平面或三点支承定位。 （2）对球面可用平面或V形块定位。 （3）对外圆柱面可用V形块或顶尖、三爪定心卡盘定位 （4）对内圆柱面可用心轴或三爪自动定心卡盘定位。
第一章：测量的基本概念 第二章：公差与配合基础 第三章：测量技术基础知识
第一章：测量的基本概念 一、专业术语
1. 测量：为确定量值进行的一组操作。 2. 测得值：从测量器具直接得出或经过必要计算得出的量 值。 3. 测量的准确度：测量结果与被测量约定真值的一致程度 4. 测量的重复性：在符合下列条件下，对同一被测量进行 连续测量，其测量结果之间的一致程度。相同测量方法； 同一观测者；同一测量仪器；同一位臵；相同的使用条 件；在短时间间隔内重复。
⑤在线测量和离线测量 在线测量：是指在加工过程中对工件的测量，其测量结 果可用来控制工件的加工过程，决定是否要继续加工 或调整机床，可及时防止废品的产生。 离线测量：是指在加工后对工件进行的测量，主要用来 发现并剔除废品。 ⑥等精度测量和不等精度测量 等精度测量：是指决定测量精度的全部因素或条件都不 变的测量。 不等精度测量：是指在测量过程中，决定测量精度的全 部因素或条件可能完全改变或部分改变的测量。如上 述的测量中，当改变其中之一或几个甚至全部条件或 因素的测量。
11.人员误差：测量人员主观因素和操作技术所引起的误差。 12.环境误差：可随环境变化的测量误差分量 13.方法误差：测量方法不完善所致误差。 14.调整误差：未能将测量器具或被测对象调整到正确位臵 或状态所致误差。 15.读数误差：由于观测者对测量器具不准确读数所致误差。 16.视差：观测者偏离正确观测方向进行读数或瞄准时所致 误差。 17.估读误差：在分度值范围内估读时所致误差。 18.粗大误差：明显超出规定条件下预期的误差。 19.测量器具：是可单独地或与其他装臵一起，用以确定几 何量值的器具。
⑥测量基准与定位方式选择
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测量基准选择 用来测量已加工面尺寸及位臵的基准称测量基准。选择 测量基准应遵守基准统一原则，即设计基准、测量基准、 装配基准、定位基准应统一。如不统一，应遵守下列原 则： （1）在工序检验时，测量基准应与定位基准一致。 （2）在终结检验时，测量基准应与装配基准一致。 定位方式选择 根据被测件的结构形式及几何形状选择定位方式，原则 如下： （1）对平面可用平面或三点支承定位。 （2）对球面可用平面或V形块定位。 （3）对外圆柱面可用V形块或顶尖、三爪定心卡盘定位 （4）对内圆柱面可用心轴或三爪自动定心卡盘定位。
第3章测量技术基础习题参考答案
第3章测量技术基础习题参考答案1、测量的实质是什么一个完整的测量过程包括哪几个要素答：⑴测量的实质是将被测几何量L与作为计量单位的标准量μ进行比较，以确定被测量的量值的操作过程，即L/μ=q,或L=μq。
⑵一个完整的测量过程包括被测对象，计量单位、测量方法和测量精度四个要素。
2、量块的作用是什么其结构上有何特点答：⑴量块的作用：a、用于计量器具的校准和鉴定；b、用于精密设备的调整、精密划线和精密工件的测量；c、作为长度尺寸传递的实物基准等。
⑵非测量面；测量面的表面非常光滑平整，具有研合性，两个测量面间具有精确的尺寸。
量块上标的尺寸称为量块的标称长度ln。
当ln<6mm的量块可在上测量面上作长度标记，ln>6mm的量块，有数字的平面的右侧面为上测量面。
3、量块分等、分级的依据各是什么在实际测量中，按级和按等使用量块有何区别答：⑴量块分等的依据是量块测量的不确定度和量块长度变动量的允许值来划分的。
量块分级主要是根据量块长度极限偏差和量块长度变支量的最大允许值来划分的。
⑵区别是：量块按“级”使用时，是以量块的标称长度作为工作尺寸。
该尺寸包含了量块的制造误差，制造误差将被引入到测量结果中去，但固不需要加修正值，故使用较方便。
量块按“等”使用时，是以量块栏定书列出的实例中心长度作为工作尺寸的，该尺寸排除了量块的制造误差，只包含栏定时较小的测量误差。
量块按“等”使用比按“级”使用的测量精度高。
4、说明分度间距与分度值；示值范围与测量范围；示值误差与修正值有何区别答：其区别如下：⑴分度间距（刻度间距）是指计量器具的刻度标尺或度盘上两面三刀相邻刻线中心之间的距离，般为；而分度值(刻度值)是指计量器具的刻度尺或度盘上相邻两刻线所代表的量值之差。
⑵示值范围是指计量器具所显示或指示的最小值到最大值的范围；而测量范围是指在允许的误差限内，计量器具所能测出的最小值到最大值的范围。
⑶示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差；而修正值是指为消除系统误差，用代数法加到未修正的测量结果上的值。
第三章-长度测量
图 3-2 量块
3.2.3 量块 （2）量块的尺寸
量块两测量面之间的距离为其
工作尺寸L，此工作尺寸定义为上测 量面中心点与与下测量面相研合的辅 助体（如平晶）平面间的垂直距离， 它是量块的中心长度。
量块的工作尺寸被标记在量块上，
又称为公称长度。
（3）量块的尺寸标注 量块上标出的尺寸为名义上的中心长 度，称为名义尺寸（或称为标称长度）。 尺寸＜6mm的量块，名义尺寸刻在上测
检测技术是实现互换性的保证。
3.1 检测技术的基本概念 （2）测量 测量是对产品进行定量检测。将被测量与作为计量单 位的标准量进行比较，从而确定被测量是标准量的几倍或 者几分之几的过程，就称为测量。 x = q×E (基本测量方程式 )
式中： x—被测量值
E—测量单位 q—比值
测量包括以下四个方面的内容：
3.1 检测技术的基本概念
（3）检验
“检验”是一个比“测量”含义更广泛的概念。 对于零件几何量的检验，通常只是判断被测零件是否 在规定的验收极限范围内，确定其是否合格，而不一定要 确定其具体的量值。
检验是对产品进行定性检测。将被测量和专用量具进
行比对，从而判断被测量是否合格的过程，就称为检验。
3.2 长度基准与量值传递 3.2.1 计量单位和计量基准 （1）计量单位
量面上；
尺寸 ≥ 6mm 的量块，名义尺寸刻在一个 非测量面上，而且该表面的左右侧面分别 为上测量面和下测量面。
（4）量块的组合 国家量块标准中规定了17种成套的量块系列，从国家标准 GB/T 6093—2001《几何量技术规范（GPS） 长度标准 量块》
中摘录的几套量块的尺寸系列如下表所示。
（5）量块的精度等级
为了满足不同应用场合的需要，国家标准对量块规定了 若干精度等级，可按“级”划分和按“等”划分量块精度 ◆量块的分级 按国标的规定，量块按制造精度分为5级，即 0、1、2、
测绘技术应用基础知识优秀课件
测量学中常用的是长度、角度、面积等度量 单位。亦要用到重量、温度、气压、时间等度 量单位。下面分别介绍测量上常用的三种度量 单位。
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一、长度单位
国际单位制中，常用的长度单位的名称和符号
如下：基本单位为米（ m） ，还有千米
（ km） ，分米（ dm） ，厘米（ cm） ，毫
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图 3 参考椭球体的定位
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我国1980 年国家大地坐标系采用了 1975年国 际椭球，该椭球的基本元素是：
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第三节 测量上的基准线和基准面
一、基准线 任何地面点都受着地球上各种力的作用，其中
主要的有地球质心的吸引力和地球自转所产生 的离心力，这两个力的合力称为重力，如图 （4）所示。如果在地面点上悬一个垂球，其 静止时所指的方向就是重力方向，这时的垂球 线，称为铅垂线，如图 （4）所示。
（2）高斯投影3度带：它的中央子午线一部分同6 度带中央子午线重合，一部分同6度带的分界子午 线重合，如用 n表示3度带的带号， 表示L带中央 子午线经度，它们的关系L=3n。我国3度带共计22 带（24～45带）。
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测量上以每一带的中央子午线的投影为直角坐 标系的纵轴x ，向上（北）为正、向下（南） 为负；以赤道的投影为直角坐标系的横轴 y， 向东为正、向西为负，两轴的交点o为坐标原 点。由于我国领土全部位于赤道以北，因此， x值均为正值，而y值则有正有负，为了使计算 中避免y值出现负值，故规定每带的中央子午 线各自西移500km ，同时为了指示投影是哪 一带，还规定在横坐标值前面要加上带号。
水准面：处于自由静止状态的水面称为水准面。 大地体：在测量工作中，把一个假想的、与静止
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一、长度单位
国际单位制中，常用的长度单位的名称和符号
如下：基本单位为米（ m） ，还有千米
（ km） ，分米（ dm） ，厘米（ cm） ，毫
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图 3 参考椭球体的定位
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我国1980 年国家大地坐标系采用了 1975年国 际椭球，该椭球的基本元素是：
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第三节 测量上的基准线和基准面
一、基准线 任何地面点都受着地球上各种力的作用，其中
主要的有地球质心的吸引力和地球自转所产生 的离心力，这两个力的合力称为重力，如图 （4）所示。如果在地面点上悬一个垂球，其 静止时所指的方向就是重力方向，这时的垂球 线，称为铅垂线，如图 （4）所示。
（2）高斯投影3度带：它的中央子午线一部分同6 度带中央子午线重合，一部分同6度带的分界子午 线重合，如用 n表示3度带的带号， 表示L带中央 子午线经度，它们的关系L=3n。我国3度带共计22 带（24～45带）。
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测量上以每一带的中央子午线的投影为直角坐 标系的纵轴x ，向上（北）为正、向下（南） 为负；以赤道的投影为直角坐标系的横轴 y， 向东为正、向西为负，两轴的交点o为坐标原 点。由于我国领土全部位于赤道以北，因此， x值均为正值，而y值则有正有负，为了使计算 中避免y值出现负值，故规定每带的中央子午 线各自西移500km ，同时为了指示投影是哪 一带，还规定在横坐标值前面要加上带号。
水准面：处于自由静止状态的水面称为水准面。 大地体：在测量工作中，把一个假想的、与静止
第3章 测量技术基础
第3章 测量技术基础
◆概述：测量的定义、测量的四个要素、检验和检定； ★测量基准和尺寸传递系统：长度基准、长度量值传递系统、 量块； ◆测量器具和测量方法的分类：测量器具的分类、度量指标、 测量方法的分类； ◆测量误差及数据处理：测量误差的含义及其表示方法、产 生原因、分类、测量精度、随机误差的特性与处理
法
工艺中的作用
直接测量 间接测量 单项测量 综合测量 接触测量 非接触测量 主动测量 被动测量
游标卡尺 立式光学计 分别测量 综合测量 齿圈径跳 双管显微镜 过程测量 成品测量
§3-4 测量误差
3.4.1 测量误差的含义及其表示方法 （1）测量误差的含义
测量误差——受计量器具和测量条件的限制，所得实测量值 与被测几何量的真值近似程度的数值表现，即是测量误差。
（3）极限规 螺纹塞规
（4）检验夹具 铸造毛坯外观检验用夹具
（5）主动测量装置
工件在加工过程中实时测量的一种装置。它一般由传感器、数据处理单元 以及数据显示装置等组成。目前，被广泛用于数控加工中心和数控机床上。
磨加工连续表面主动测量仪
★计量器具的分类
1. 量具 以固定形式复现量值的计量器具。分为单值量具和多值量 具两种。
10 0 1000- 0..3636 AΣ
AA22
A 500
1
A
1
=
5
0
0 -0
.17
0.17
A2
A1
EI( A ) EI(A1) ES(A2 ) 0.17 ES(A2 ) 0.36mm
ES ( A2 ) 0.19mm
经上述计算可知，所求工序尺寸A2为：
A2
40
0.19 0
mm
2. 按示值是否为被测几何量的量值分类
◆概述：测量的定义、测量的四个要素、检验和检定； ★测量基准和尺寸传递系统：长度基准、长度量值传递系统、 量块； ◆测量器具和测量方法的分类：测量器具的分类、度量指标、 测量方法的分类； ◆测量误差及数据处理：测量误差的含义及其表示方法、产 生原因、分类、测量精度、随机误差的特性与处理
法
工艺中的作用
直接测量 间接测量 单项测量 综合测量 接触测量 非接触测量 主动测量 被动测量
游标卡尺 立式光学计 分别测量 综合测量 齿圈径跳 双管显微镜 过程测量 成品测量
§3-4 测量误差
3.4.1 测量误差的含义及其表示方法 （1）测量误差的含义
测量误差——受计量器具和测量条件的限制，所得实测量值 与被测几何量的真值近似程度的数值表现，即是测量误差。
（3）极限规 螺纹塞规
（4）检验夹具 铸造毛坯外观检验用夹具
（5）主动测量装置
工件在加工过程中实时测量的一种装置。它一般由传感器、数据处理单元 以及数据显示装置等组成。目前，被广泛用于数控加工中心和数控机床上。
磨加工连续表面主动测量仪
★计量器具的分类
1. 量具 以固定形式复现量值的计量器具。分为单值量具和多值量 具两种。
10 0 1000- 0..3636 AΣ
AA22
A 500
1
A
1
=
5
0
0 -0
.17
0.17
A2
A1
EI( A ) EI(A1) ES(A2 ) 0.17 ES(A2 ) 0.36mm
ES ( A2 ) 0.19mm
经上述计算可知，所求工序尺寸A2为：
A2
40
0.19 0
mm
2. 按示值是否为被测几何量的量值分类
测量技术基础
第三章测量技术基础授课课题：测量技术基础基本要求：1.正确理解精度和误差的概念2.了解精度设计的基本原则，了解精度要求的实现方法，3.理解有关"测量"的概念以及量块的"等"和"级"的概念、测量方法分类的特点、测量器具的分类、主要性能指标。
难点：量块的基本知识（量块的等与级）重点：测量方法分类、量块的基本知识（量块的等与级）学时：1学时§3.1概述测量技术是一门具有自身专业体系、涵盖多种学科、理论性和实践性都非常强的前沿科学。
熟知测量技术方面的基本知识，是掌握测量技能，独立完成对机械产品几何参数测量的基础。
1.测量的概念及四要素：检测：就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判断产品合格性的过程。
检测的方法可以分为两类：检验（定性）：测量（定量）检验：--只能得到被检验对象合格与否的结论，而不能得到其具体的量值。
因其检验效率高、检验成本低故在大批量生产中得到广泛应用。
测量：--是以确定被测量的量值为目的的全部操作过程。
--测量过程实际上就是一个比较过程，也就是将被测量与标准的单位量进行比较，确定其比值的过程。
若被测量为L，计量单位为u，确定的比值为q，则测量可表示为L=q•u例如用游标卡尺对一轴径的测量，就是将被测量对象（轴的直径）用特定测量方法（游标卡尺）与长度单位（毫米）相比较。
若其比值为30.52，准确度为±0.03mm，则测量结果可表达为（30.52±0.03）mm。
测量过程的四要素：被测对象计量单位测量方法（含测量器具）测量精度1）测量对象：几何量（长度、角度、表面粗糙度、形状和位置误差、螺纹及齿轮的各几何参数）2）计量单位：我国长度m、mm、μm；平面角度单位：弧度（rad）、微弧及度（°）、分（′）、秒（″）。
3）测量方法：是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。
精品文档-互换性与技术测量(第二版)(杨好学)-第3章
米的定义的复现主要采用稳频激光,我国采用碘吸收稳定 的0.633μm氦氖激光辐射作为波长基准。
第3章 测量技术基础
2.长度量值传递系统 用光波波长作为长度基准,虽然能够达到足够的准确性,但 却不便在生产中直接应用。为了保证量值统一,必须建立各种 不同精度的标准器,通过逐级比较,把长度基准量值应用到生产 一线所使用的计量器具中,用这些计量器具去测量工件,就可以 把基准单位量值与机械产品的几何量联系起来。这种系统称为 长度量值传递系统,如图3－2所示。
第3章 测量技术基础
随着光速测量精度的提高,在1983年召开的第十七届国际 计量大会上审议并批准了又一个米的新定义:“米等于光在真 空中在1/299 792 458秒的时间间隔内的行程长度。”米的 新定义带有根本性变革,它仍然属于自然基准范畴,但建立在一 个重要的基本物理常数(真空中的光速)的基础上,其稳定性和 复现性是原定义的100倍以上,实现了质的飞跃。
量块的组合方法及原则如下: (1)选择量块时,无论是按“级”测量还是按“等”测量, 都应按照量块的标称尺寸进行选取。若为按“级”测量,则测 量结果即为按“级”测量的测得值;若为按“等”测量,则可将 测出的结果加上量块检定表中所列各量块的实际偏差,即为按 “等”测量的测得值。 (2)选取量块时,应从所给尺寸的最后一位小数开始考虑, 每选一块量块应使尺寸至少消去一位小数。 (3)使量块块数尽可能少,以减小积累误差,一般不超过 3~5块。 (4)必须从同一套量块中选取,决不能在两套或两套以上 的量块中混选。 (5)量块组合时,不能将测量面与非测量面相研合。
第3章 测量技术基础 图3－2 长度量值传递系统
第3章 测量技术基础
3.1.4 量块 量块是机械制造中精密长度计量应用最广泛的一种实体标
第3章 测量技术基础
2.长度量值传递系统 用光波波长作为长度基准,虽然能够达到足够的准确性,但 却不便在生产中直接应用。为了保证量值统一,必须建立各种 不同精度的标准器,通过逐级比较,把长度基准量值应用到生产 一线所使用的计量器具中,用这些计量器具去测量工件,就可以 把基准单位量值与机械产品的几何量联系起来。这种系统称为 长度量值传递系统,如图3－2所示。
第3章 测量技术基础
随着光速测量精度的提高,在1983年召开的第十七届国际 计量大会上审议并批准了又一个米的新定义:“米等于光在真 空中在1/299 792 458秒的时间间隔内的行程长度。”米的 新定义带有根本性变革,它仍然属于自然基准范畴,但建立在一 个重要的基本物理常数(真空中的光速)的基础上,其稳定性和 复现性是原定义的100倍以上,实现了质的飞跃。
量块的组合方法及原则如下: (1)选择量块时,无论是按“级”测量还是按“等”测量, 都应按照量块的标称尺寸进行选取。若为按“级”测量,则测 量结果即为按“级”测量的测得值;若为按“等”测量,则可将 测出的结果加上量块检定表中所列各量块的实际偏差,即为按 “等”测量的测得值。 (2)选取量块时,应从所给尺寸的最后一位小数开始考虑, 每选一块量块应使尺寸至少消去一位小数。 (3)使量块块数尽可能少,以减小积累误差,一般不超过 3~5块。 (4)必须从同一套量块中选取,决不能在两套或两套以上 的量块中混选。 (5)量块组合时,不能将测量面与非测量面相研合。
第3章 测量技术基础 图3－2 长度量值传递系统
第3章 测量技术基础
3.1.4 量块 量块是机械制造中精密长度计量应用最广泛的一种实体标
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• 4．计量装置
• 计量装置是为确定被测几何量值所必需的计量器具和辅助设
备的总称。
• 计量装置能够测量较多的几何量和较复杂的零件，有助于实
现检测自动化或半自动化，一般用于大批量生产中以提高检 测效率和检测精度。
25
3.3 常用计量器具和测量方法
二、测量方法的分类
1、按被测量值的获得方式，分为 直接测量
该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。
• 就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。
所以，量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高， 且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。
12
例：设标称值为50mm的量块，实际制造后真值假设是 49.9996mm。
按级使用： 即按标称值使用，则包含0.4μm的制造误差。 按等使用：在用高精度仪器检定得该量块测量值为49.99958mm，
2
3.1 测量的基本概念
测量 是指将被测量与作为单位或标准的量作比较，从而
确定二者比值的过程。
测量四要素 测量对象、计量单位、测量方法和测量准确度
3
1.测量对象 主要是指几何量，包括长度、角度、表面形状和位置误 差、表面粗糙度以及螺纹、齿轮的各种参数等。
2.计量单位：确定米制为我国的基本计量制度。长度计量中 单位为米（m）、毫米（mm）、微米（μm） ，常用的角 度单位度、分、秒 。
第三章 长度测量技术基础
1、测量的基本概念 2、长度量值传递系统 3、常用计量器具和测量方法 4、计量器具和计量方法的术语及定义 5、常用长度测量仪器（自学） 6、三坐标测量机（自学） 7、测量误差及数据处理 8、测量不确定度
1
第三章 长度测量技术基础
学习要求：
• 掌握测量的基本概念 • 了解长度量值传递的基本常识 • 掌握量块的基本知识 • 了解测量方法和计量器具的分类 • 掌握一些常见计量术语的定义 • 了解误差分类、来源和特点 • 掌握数据处理的基本方法 • 了解测量不确定度的评定方法
36
3.4 计量器具与计量方法的术语及定义
1、分度值（刻度值）value of a scale division
刻度尺或分度盘上，相邻两刻线 间所代表的被测量的量值。
2、刻度间距（scale spacing） 计量器具的刻度尺或分度盘上相 邻两刻线中心之间的距离。
37
3.4 计量器具与计量方法的术语及定义
1 1 1 49 5 16 10
1 9 9 9 8 10
1 1 9 9 8 10
• 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
应减去所需尺寸的一位尾数。 例如，从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方
法为： 36.745 …………所需尺寸 － 1.005 …………第一块量块尺寸 － 1.24 …………第二块量块尺寸 － 4.5 …………第三块量块尺寸 30.0 ………第四块量块尺寸
相研合而组合使用，也可以和具有类似表 面质量的辅助体表面相研合而用于量块长 度的测量。
•两个平行的测量面，四个非测量面。 •测量面表面粗糙度 Ra：< 0.012μm。
9
量块的用途：
量值传递的媒介； 检定和校准量具和量仪； 比较测量时用来调整仪器零位； 低精度
－
1
1
－
1
1.001～1.009 0.001 9
1.01～1.49 0.01 49
1.5～1.9
0.1
5
2.0～9.5
0.5
16
10～100
10
10
15
套别
总块数
1
91
级别 00，0，1
2
83
00，0，1，2（3）
3
46
0，1，2
4
38
0，1，2（3）
16
尺寸系列/mm
0．5 1
1．001，1．002，…1．009 1．01，1．02，…，1．49
（2）光学式量仪 光学式量仪是指用光学方法实现原始信号转换的量仪，具 有放大比较大的光学放大系统，如万能测长仪、立式光学计、工具显微 镜、干涉仪等。
（3）电动式量仪 电动式量仪是指将原始信号转换成电量形式信息的量仪。 这种量仪具有放大和运算电路，可将测量结果用指示表或记录器显示出 来。如电感式测微仪、电容式测微仪、电动轮廓仪、圆度仪等。
尺、圈尺等；游标量具，如游标卡尺、万能角度尺等；螺旋 测微量具，如内、外径千分尺和螺纹千分尺等。
18
3.3 计量器具和测量方法的分类
19
20
21
3.3 计量器具和测量方法的分类
22
3.3 常用计量器具和测量方法
•2．量规
量规是指没有刻度的专用计量器具，用于检验由零件要素 的实际尺寸及形状、位置的实际情况所形成的综合结果是否 在规定的范围内，从而判断零件被测的几何量是否合格。量 规检验不能获得被测几何量的具体数值。
相对于标称值偏差为0.42 μm。使用时按0.42 μm修正， 由此引起的误差为0.02μm。
按等使用比按级使 用精度高。
13
2.量块的尺寸组合及使用方法
➢量块是定尺寸量具，一个量块只有一个工作尺寸。 ➢为了满足一定范围的不同要求，量块可以利用其测量面的高 精度所具有研合性，将多个量块研合在一起，组合使用。 ➢组合原则：使量块的数目尽可能少，一般不超过4块。 ➢根据标准GB/T6093—2001《几何量技术规范(GPS) 长度标 准 量块》规定，我国成套生产的量块共有17种套别，每套的 块数分别为91、83、46、38、12、10、8、6、5、等。
（4）气动式量仪 气动式量仪是指以压缩空气为介质，通过其流量或压力的 变化来实现原始信号转换的量仪。如水柱式气动量仪、浮标式气动量仪 等。这种量仪结构简单，可进行远距离测量，也可对难以用其他计量器 具测量的部位（如深孔部位）进行测量；但示值范围小，对不同的被测
参数需要不同的测头。
24
3.3 常用计量器具和测量方法
量块的分等
量块按其检定精度分为5等，即1、2、3、4、5等，其中 1精度最高，5等精度最低。
11
量块的级与等
量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不 同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。
• 按“级”使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺
寸，该尺寸包含其制造误差。
• 按“等”使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，
10，20，…，100
1 1．005 1．01，1．02，…，1．09 1．1，1．2，…，1．9 2，3，…，9 10，20，…，100
间隔/mm
0．001 0．01 0．1 0．5
10
0．01 0．1 0．5 10
0．001 0．01 0．1
1 10
0．01 0．1
1 10
块数
1 1 9 49 5 16 10
•综合测量:是指同时测量零件上与几个参数有关联的综合指标，
从而综合地判断零件是否合格的测量。
•例如，用螺纹量规检验螺纹零件，检测效率高，但不能测出各
分项的参数值，此即为综合测量。
34
在线测量和离线测量
在线测量
在流水线上，边加工， 边检验，可提高产品的一致 性和加工精度。
35
离线测量
批量产品的质量“人工”离线测量
计量标准：把计量基准的量值传递到工作计量器具的一种 计量器具。如量块、角度块、砝码等。
6
二、量块
1.量块的形状、用途及尺寸系列
量块 gauge block： 是精密测量中经常使用的标准器，分长度量块和角度 量块； 是没有刻度的端面量具，也称块规，是用特殊合金钢 制成的长方体。 线膨胀系数小、不易变形、耐磨性好等。
通过计量标准逐级传递到工作计量器具，以保证对被测对象 所测量值的准确一致。传递一般是自上而下，由高等级向低 等级进行。
• 量值传递是统一计量器具量值的重要手段，是保证计量结果
准确可靠的基础。任何一种计量器具，由于种种原因，都存 在不同程度的误差。
• 计量器具的使用上，需定期用规定等级的计量标准对其进行
和精密机床的调整。
10
量块的分级
按国标GB/T6093-2001，量块按制造精度，分为5级，即0、 1、2、3级和K级，其中0级精度最高，3级精度最低，K级 是校准级。
主要根据量块标称长度极限偏差、量块长度变动允许值、 测量面的平面度、量块的研合性及测量面的表面粗糙度等 指标来划分的。
量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。
检定，根据检定结果作出进行修理或继续使用的判断。
5
一、长度基准
国际标准单位“米”
如何把这个米 用于实际的测
量工作呢？
光在真空中1/299792458s时间内所行进的距离。
✓首先面临计量单位的复现问题：
计量基准：在特定领域内具有最高计量特性的计量标准。
✓其次，把计量基准的量值传递到工作计量器具（如游标卡 尺、千分尺、光学比较仪等）
电子卡尺
26
直接测量和间接测量 间接测量
对多个被测量进行测量，经过计算求得被 测量。 （阿基米德测量皇冠的比重）
27
间接测量举例
• 例如用“弦高法”测量大尺寸圆柱体的直径，由弦长L与弦
高H的测量结果，可求得直径D的实际值，如图所示。由图
可得
D L2 H
4H
• 对上式微分后，得到测量结果的测量误差为
接触测量和非接触测量
3、按被测件表面与测量器具测头 是否有机械接触分类
接触测量
32
接触测量和非接触测量 非接触测量
红外测温仪
33
单项测量和综合测量
4、按零件上同时被测参数的多少分类
•单项测量:是指分别测量工件的各个参数。 •例如，测量螺纹零件时，可分别测出螺纹的实际中径、螺距、
• 计量装置是为确定被测几何量值所必需的计量器具和辅助设
备的总称。
• 计量装置能够测量较多的几何量和较复杂的零件，有助于实
现检测自动化或半自动化，一般用于大批量生产中以提高检 测效率和检测精度。
25
3.3 常用计量器具和测量方法
二、测量方法的分类
1、按被测量值的获得方式，分为 直接测量
该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。
• 就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。
所以，量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高， 且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。
12
例：设标称值为50mm的量块，实际制造后真值假设是 49.9996mm。
按级使用： 即按标称值使用，则包含0.4μm的制造误差。 按等使用：在用高精度仪器检定得该量块测量值为49.99958mm，
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3.1 测量的基本概念
测量 是指将被测量与作为单位或标准的量作比较，从而
确定二者比值的过程。
测量四要素 测量对象、计量单位、测量方法和测量准确度
3
1.测量对象 主要是指几何量，包括长度、角度、表面形状和位置误 差、表面粗糙度以及螺纹、齿轮的各种参数等。
2.计量单位：确定米制为我国的基本计量制度。长度计量中 单位为米（m）、毫米（mm）、微米（μm） ，常用的角 度单位度、分、秒 。
第三章 长度测量技术基础
1、测量的基本概念 2、长度量值传递系统 3、常用计量器具和测量方法 4、计量器具和计量方法的术语及定义 5、常用长度测量仪器（自学） 6、三坐标测量机（自学） 7、测量误差及数据处理 8、测量不确定度
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第三章 长度测量技术基础
学习要求：
• 掌握测量的基本概念 • 了解长度量值传递的基本常识 • 掌握量块的基本知识 • 了解测量方法和计量器具的分类 • 掌握一些常见计量术语的定义 • 了解误差分类、来源和特点 • 掌握数据处理的基本方法 • 了解测量不确定度的评定方法
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3.4 计量器具与计量方法的术语及定义
1、分度值（刻度值）value of a scale division
刻度尺或分度盘上，相邻两刻线 间所代表的被测量的量值。
2、刻度间距（scale spacing） 计量器具的刻度尺或分度盘上相 邻两刻线中心之间的距离。
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3.4 计量器具与计量方法的术语及定义
1 1 1 49 5 16 10
1 9 9 9 8 10
1 1 9 9 8 10
• 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
应减去所需尺寸的一位尾数。 例如，从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方
法为： 36.745 …………所需尺寸 － 1.005 …………第一块量块尺寸 － 1.24 …………第二块量块尺寸 － 4.5 …………第三块量块尺寸 30.0 ………第四块量块尺寸
相研合而组合使用，也可以和具有类似表 面质量的辅助体表面相研合而用于量块长 度的测量。
•两个平行的测量面，四个非测量面。 •测量面表面粗糙度 Ra：< 0.012μm。
9
量块的用途：
量值传递的媒介； 检定和校准量具和量仪； 比较测量时用来调整仪器零位； 低精度
－
1
1
－
1
1.001～1.009 0.001 9
1.01～1.49 0.01 49
1.5～1.9
0.1
5
2.0～9.5
0.5
16
10～100
10
10
15
套别
总块数
1
91
级别 00，0，1
2
83
00，0，1，2（3）
3
46
0，1，2
4
38
0，1，2（3）
16
尺寸系列/mm
0．5 1
1．001，1．002，…1．009 1．01，1．02，…，1．49
（2）光学式量仪 光学式量仪是指用光学方法实现原始信号转换的量仪，具 有放大比较大的光学放大系统，如万能测长仪、立式光学计、工具显微 镜、干涉仪等。
（3）电动式量仪 电动式量仪是指将原始信号转换成电量形式信息的量仪。 这种量仪具有放大和运算电路，可将测量结果用指示表或记录器显示出 来。如电感式测微仪、电容式测微仪、电动轮廓仪、圆度仪等。
尺、圈尺等；游标量具，如游标卡尺、万能角度尺等；螺旋 测微量具，如内、外径千分尺和螺纹千分尺等。
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3.3 计量器具和测量方法的分类
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21
3.3 计量器具和测量方法的分类
22
3.3 常用计量器具和测量方法
•2．量规
量规是指没有刻度的专用计量器具，用于检验由零件要素 的实际尺寸及形状、位置的实际情况所形成的综合结果是否 在规定的范围内，从而判断零件被测的几何量是否合格。量 规检验不能获得被测几何量的具体数值。
相对于标称值偏差为0.42 μm。使用时按0.42 μm修正， 由此引起的误差为0.02μm。
按等使用比按级使 用精度高。
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2.量块的尺寸组合及使用方法
➢量块是定尺寸量具，一个量块只有一个工作尺寸。 ➢为了满足一定范围的不同要求，量块可以利用其测量面的高 精度所具有研合性，将多个量块研合在一起，组合使用。 ➢组合原则：使量块的数目尽可能少，一般不超过4块。 ➢根据标准GB/T6093—2001《几何量技术规范(GPS) 长度标 准 量块》规定，我国成套生产的量块共有17种套别，每套的 块数分别为91、83、46、38、12、10、8、6、5、等。
（4）气动式量仪 气动式量仪是指以压缩空气为介质，通过其流量或压力的 变化来实现原始信号转换的量仪。如水柱式气动量仪、浮标式气动量仪 等。这种量仪结构简单，可进行远距离测量，也可对难以用其他计量器 具测量的部位（如深孔部位）进行测量；但示值范围小，对不同的被测
参数需要不同的测头。
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3.3 常用计量器具和测量方法
量块的分等
量块按其检定精度分为5等，即1、2、3、4、5等，其中 1精度最高，5等精度最低。
11
量块的级与等
量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不 同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。
• 按“级”使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺
寸，该尺寸包含其制造误差。
• 按“等”使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，
10，20，…，100
1 1．005 1．01，1．02，…，1．09 1．1，1．2，…，1．9 2，3，…，9 10，20，…，100
间隔/mm
0．001 0．01 0．1 0．5
10
0．01 0．1 0．5 10
0．001 0．01 0．1
1 10
0．01 0．1
1 10
块数
1 1 9 49 5 16 10
•综合测量:是指同时测量零件上与几个参数有关联的综合指标，
从而综合地判断零件是否合格的测量。
•例如，用螺纹量规检验螺纹零件，检测效率高，但不能测出各
分项的参数值，此即为综合测量。
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在线测量和离线测量
在线测量
在流水线上，边加工， 边检验，可提高产品的一致 性和加工精度。
35
离线测量
批量产品的质量“人工”离线测量
计量标准：把计量基准的量值传递到工作计量器具的一种 计量器具。如量块、角度块、砝码等。
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二、量块
1.量块的形状、用途及尺寸系列
量块 gauge block： 是精密测量中经常使用的标准器，分长度量块和角度 量块； 是没有刻度的端面量具，也称块规，是用特殊合金钢 制成的长方体。 线膨胀系数小、不易变形、耐磨性好等。
通过计量标准逐级传递到工作计量器具，以保证对被测对象 所测量值的准确一致。传递一般是自上而下，由高等级向低 等级进行。
• 量值传递是统一计量器具量值的重要手段，是保证计量结果
准确可靠的基础。任何一种计量器具，由于种种原因，都存 在不同程度的误差。
• 计量器具的使用上，需定期用规定等级的计量标准对其进行
和精密机床的调整。
10
量块的分级
按国标GB/T6093-2001，量块按制造精度，分为5级，即0、 1、2、3级和K级，其中0级精度最高，3级精度最低，K级 是校准级。
主要根据量块标称长度极限偏差、量块长度变动允许值、 测量面的平面度、量块的研合性及测量面的表面粗糙度等 指标来划分的。
量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。
检定，根据检定结果作出进行修理或继续使用的判断。
5
一、长度基准
国际标准单位“米”
如何把这个米 用于实际的测
量工作呢？
光在真空中1/299792458s时间内所行进的距离。
✓首先面临计量单位的复现问题：
计量基准：在特定领域内具有最高计量特性的计量标准。
✓其次，把计量基准的量值传递到工作计量器具（如游标卡 尺、千分尺、光学比较仪等）
电子卡尺
26
直接测量和间接测量 间接测量
对多个被测量进行测量，经过计算求得被 测量。 （阿基米德测量皇冠的比重）
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间接测量举例
• 例如用“弦高法”测量大尺寸圆柱体的直径，由弦长L与弦
高H的测量结果，可求得直径D的实际值，如图所示。由图
可得
D L2 H
4H
• 对上式微分后，得到测量结果的测量误差为
接触测量和非接触测量
3、按被测件表面与测量器具测头 是否有机械接触分类
接触测量
32
接触测量和非接触测量 非接触测量
红外测温仪
33
单项测量和综合测量
4、按零件上同时被测参数的多少分类
•单项测量:是指分别测量工件的各个参数。 •例如，测量螺纹零件时，可分别测出螺纹的实际中径、螺距、