长度计量第三章 长度计量基础知识
长度的测量知识点归纳
长度的测量知识点归纳长度的测量是我们日常生活中经常遇到的问题，无论是测量物体的长度还是测量时间的长度，对于我们了解事物的大小和持续的时间都非常重要。
下面我们将从不同的角度来归纳一些与长度的测量相关的知识点。
一、长度的定义和单位长度是指物体在某个方向上的延伸距离，是物体的一个重要属性。
在国际单位制中，长度的基本单位是米，用符号m表示。
其他常见的长度单位有厘米、毫米、千米等，它们与米的换算关系可以通过乘法或除法进行转换。
二、长度的测量工具测量长度时我们通常会使用一些常见的测量工具，如尺子、卷尺、游标卡尺等。
尺子是一种用来测量物体长度的工具，常见的有木尺和塑料尺。
卷尺是一种带有刻度的可伸缩卷尺，可以方便地测量长距离。
游标卡尺是一种精密测量工具，通过滑动游标来确定物体的长度。
三、长度的测量方法在实际测量中，我们可以使用直接测量和间接测量两种方法来确定长度。
直接测量是指通过直接使用测量工具来测量物体的长度，如使用尺子测量一根铅笔的长度。
间接测量是指通过一些已知的关系来推算出物体的长度，如使用三角形相似定理来测量高楼的高度。
四、长度的误差和精度在进行长度测量时，由于测量仪器的精度限制和操作人员的技巧水平等因素，测量结果会存在一定的误差。
误差是指测量结果与真实值之间的差别，可以分为系统误差和随机误差两种。
为了提高测量的精度，我们可以采取多次测量取平均值、减小系统误差等方法。
五、长度的应用领域长度的测量在生活和科学研究中有着广泛的应用。
在建筑工程中，需要准确测量长度来确定建筑物的尺寸和结构。
在物理实验中，需要测量长度来研究物体的运动和变形。
在地理测量中，需要测量长度来确定地球上各个地点的位置和距离。
长度的测量是一项重要的技能，它不仅在我们的日常生活中有着广泛的应用，也在各个科学领域中起着重要的作用。
通过了解长度的定义和单位、测量工具与方法、误差和精度以及应用领域等知识点，我们可以更好地理解和应用长度的测量。
希望本文对读者有所帮助。
长度计量ppt课件培训教材_图文
（二）常用的几种测量方法
1、光隙法
P8-11
2、技术光波干涉法
3、配对法
4、排列互比法
测量方法的选择
对计量器具的检定和对工件的测量 是确定计量器具和工件是否合格的重要 手段。合理地选择测量方法是保证量值 的正确传递、保证产品质量、提高经济 效益的重要措施。选择正确的测量方法 要坚持以下原则。
P13-15
二、量块
P24
量块是高准确度的端面量具。用最简单
的几何形状设计、最有利于加工出精确的 尺寸，常作为其他计量器具的标准，检定 其他长度计量器具、量具、量规的示值误 差，对精密机械零件进行测量，对精密机 床、夹具在加工中定位。
（一）量块的级和等
P26
量块的级和等是量块生产、检定和使用
中应掌握的重要概念。在量块生产时，应 使用级的概念，即量块制造者应按照各级 量块的技术要求制造不同准确度级别的量 块，并在量块出厂时注明其级别。而在量 块检定时使用等的概念，即按照量块的测 量不确定度和其它技术要求为被检量块定 等，并在出具的量块检定证书上标明其等 别。
换器的按顺序的排列称为测量链，测量信 息信号的每一个转换称测量链的环节，每 一个环节又有若干构件组成，各环节不可 避免的会引入误差，环节越多，误差因素 越多，不利于提高测量准确度，为保证一 定的准确度，应尽可能减少环节，即最短 测量链原则。
4、封闭原则
在测量中如能满足封闭原则，则其间隔 误差总和为零。封闭原则是角度计量的基 本原则不仅可使其总的累程误差为零，而 且创造了计量器具自捡的条件。使角度量 值的传递大大简化。
2、最小变形原则
P4
为使测量结果准确可靠，在测量中尽可
能做到使各种原因引起的变形为最小。此 原则是计量器具制造者必须考虑的基本原 则，主要在以下几方面：
第3章 测量技术的基础知识PPT课件
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29
一、测量方法的分类
1.按获得测量结果的方法,分为直接测量和间接测量 2.按示值是否为被测量的整个量值,分为绝对测量和相对测量 3.按测量时被测表面与计量器具的测头是否接触，分为接触测量 和非接触测量 4.按工件上同时测量被测量的多少，分为单项测量和综合测量 5.按测量在加工过程中所起作用，分为主动测量和被动测量 6.按被测工件在测量时所处的状态，分为等精度测量和不等精度 测量
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6.测量力
测量力指计量器具的测头与被测表面之间的接触力。 在接触测量中，要求有一定的恒定测量力。
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7.示值误差
示值误差指计量器具上的示值与被测量真值的 代数差。
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8.示值变动
示值变动指在测量条件不变的情况下，用计量器具对 被测量测量多次(一般5～10次)所得示值中的最大差值。
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3.最短尺寸链原则
测量时，测量链中各组成环节的误差对测量结果有直 接的影响，即测量链的最终测量误差是各组成环节误 差的累积值。因此，尽量减少测量链的组成环节可以 减小测量误差，这就是最短尺寸链原则。例如在用量 块组合尺寸时，应使量块数量尽可能减少；在用指示 表测量时，在测头与被测工件及工作台之间，应不垫 或尽量少垫量块，表架的悬伸支臂与立柱应尽量缩短 等都是应用了这一原则。
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2.测量误差的来源
(1)计量器具误差 计量器具误差是指计量器具本身在设计、制造 和使用过程中造成的各项误差。 (2)测量方法误差 测量方法误差是指测量方法不完善所引起的误 差。 (3)测量环境误差 测量环境误差是指测量时的环境条件不符合标 准条件所引起的误差。 (4)人员误差 人员误差是指测量人员的主观因素(如技术熟练程 度、分辨能力、思想情绪等)引起的误差。
(李婷)长度计量基础知识培训讲义
目录第一章长度计量概述ﻩ错误!未定义书签。
第一节长度计量的任务和内容ﻩ错误!未定义书签。
第二节长度计量的单位ﻩ错误!未定义书签。
第三节长度计量的基准、标准、量值传递及计量检定系统表......................................... 错误!未定义书签。
第四节长度计量仪器的分类ﻩ错误!未定义书签。
第五节长度计量器具的维护保养ﻩ错误!未定义书签。
第六节长度计量技术的发展 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
第二章长度测量基础ﻩ错误!未定义书签。
第一节测量的基本概念 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
第二节测量误差的基本概念ﻩ错误!未定义书签。
第三节计量器具的基本计量特性ﻩ错误!未定义书签。
第四节长度测量的几项基本原则 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
第五节长度计量的一般测量程序ﻩ错误!未定义书签。
第三章长度计量常用计量器具 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
第一节通用量具 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。
长度计量基础知识讲座(三)常用的几种测量方法
件 明条纹
条纹将发生弯曲。若量出相邻干涉条纹距离为口，干涉
条纹的弯曲量为６，如图４所示，则平面度．ｊｚ为：
＾，：ｚ＝一旦××．：毒■
（Ｌ１ｌ）Ｊ
如干涉条纹成一个圆圈状（称为牛顿环）时，６＝口，
则平面度为—≥。 ２．绝对光波干涉的应用
最常见的应用是用平面平晶检定量仪或测量工件
的平面度。在检定或测量时，使平晶和被测件接触并
光隙法是用眼睛观察通过实际间隙的可见光隙量 的多少来判断间隙大小的一种测量方法。凡是小于 ０．０３ｍｍ的间隙，只要能产生可见光隙，都可以用光隙 法测量。光隙法由于操作方便，且测量准确度较高， 在长度测量中应用很广。
１．标准光隙的建立 标准光隙是由量块、样板直尺和平晶（或平板）组 成。先将量块研合在平晶工作面上，首末两块量块的 尺寸应相同，其余量块尺寸根据所需实际间隙选择， 刀口直尺的刀刃和量块接触，形成标准光隙，如图１所 示。如果被测件的实际间隙处于标准光隙０．００２与 ０．００４ｍｍ之间，则可断定被测件的平面度偏差在
，ｚ．１
式中：∑△，，：用各对量块检定同一受检点时，读
万方数据
４２国内统一刊号ｃＮ３ｌ一１４２４／ＴＢ
Ｓ黼磊：ｊＩ｝ｊ试
念规群。ａ黜咖ｕｔ
林松／江苏省张家港市质量技术监督局计量测试所
从事时间计量工作的同志对ＪＪＧ２３８—１９９５《数字式 时间间隔测量仪》检定规程应该不会陌生，该规程适 用于新制造、修理后和使用中的测量值大于１０ｎｓ的数字 式时间间隔测量仪的检定，也适用于石英电子秒表的 检定，因为电子秒表按其工作原理及测量结果的显示 方式，归属于数字式时间间隔测量仪系列。
和为零。采用排列组合测量，消除了圆分度的系统误 差，从而达到互检的目的。例如测角仪与六面棱体采 用排列互比法互检时，第１测回测量时，从测角仪度盘 ０。和棱体０。工作面起始，间隔６０。进行比较测量； 第２测回时，测角仪度盘仍从０。起始，棱体从６０。工 作面起始，仍间隔６０。进行比较测量；同样，在第３、 ４、５、６测回时，测角仪度盘依然从０。开始，而棱体 分别从１２０。、１８０。、２４００、３００。起始测量。由于 采用了棱体各个面与测角仪度盘同一位置相比较，各 位置６次测量结果的平均值即为测角仪的误差。如果变 换测量记录的位置，即测角仪不同位置与棱体同一面 相比较，各位置６次测量结果的平均值即为棱体的误 差，从而达到互检的目的。
第三章 测量技术基础
没有刻度的，用以检验零件尺寸或形状、相互位置的专用检验工具。 只能判断零件是否合格，不能测出具体尺寸。如光滑极限量规，螺纹量 规等。
第三章 测量技术基础
3、量仪
第二节、常用的计量器具和测量方法
即计量仪器，指能将被测的量值转换成可直接观察的指示值或 等效信息的计量器具。 按工作原理和结构特征，分为机械式、电动式、光学式、气动式及光 电一体化的现代量仪。
2）分类
第二节、常用的计量器具和测量方法
★按用途分：游标卡尺、深度游标尺、高度游标尺、齿厚游标卡尺。
第三章 测量技术基础
3）结构原理
第二节、常用的计量器具和测量方法
1、2-内量爪；3-尺框；4-螺钉；5-游标；6-主尺；7-深度尺；8、9-外量尺
被测工件尺寸为64十0.18＝64.18mm。
第三章 测量技术基础
第三章 测量技术基础
4、计量装置
第二节、常用的计量器具和测量方法
计量装置一种专用检验工具，可以迅速地检验更多或更复杂的参数， 从而有助于实现自动测量和自动控制。 如自动分选机、检验夹具、主动测量装置等。
第三章 测量技术基础
第二节、常用的计量器具和测量方法
思考？
三大件
实质上
量仪
结构简单 应用广泛
量具 （万能量具、常用量具）
游标卡尺
外径千分尺
b2 h R 8h 2
第三章 测量技术基础
第二节、常用的计量器具和测量方法
2、按零件被测参数的多少分为：综合测量和单项测量
第三章 测量技术基础
第二节、常用的计量器具和测量方法
3、按被测零件表面与测量头是否有机械接触分：接触和非接触测量测量
第三章 测量技术基础
第二节、常用的计量器具和测量方法
第3章测量技术基础PPT课件
第3章 测量技术基础
3.3.2 计量器具的基本度量指标 (1) 刻度间距：计量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心线间 的距离或圆弧长度。 (2)分度值（刻度值）：计量器具标尺或刻度盘上每一刻度间距 所代表的量值，其单位与标在标尺上的单位一致，它反映了读 数精度的高低。 (3)示值范围：计量器具的读数装置所能显示或指示的最小值到 最大值的范围。 (4)测量范围：计量器具所能测量的被测量最小值到最大值的范 围。 (5)灵敏度：计量器具对被测几何量微小变化的反应能力。 (6)量具的示值误差：量具的标称值和被测量真值之间的代数差。
第3章 测量技术基础
(4)标称长度(公称尺寸)：两测量面之间的距离 。 (5)量块的材料：
●要求：线膨胀系数小；性质稳定；耐磨；不易变形。 ●材料：铬锰钢等 (6)量块的精度（级）： ●量块按制造精度分6级，即00、0、1、2、3和K级，其中00级 精度最高，3级最低，K级为校准级。 ●分级根据：
30.0 …………第四块量块尺寸
第3章 测量技术基础
3.3计量器具与测量方法
3.3.1 计量器具的分类： (1)标准量具：以固定的形式复现量值的计量器具，通常用来校对和 调整其它计量器具，或作为标准量用来与被测工件进行比较。 (2)通用计量器具：通用性较强的计量器具，按其结构特点分为固定 刻线量具、游标量具、微动螺旋副式量仪、机械式量仪、光学式量仪、 气动式量仪、电动式量仪、光电式量仪等。 (3) 专用计量器具：专门用来测量某种特定参数的计量器具。极限量 规是一种没有刻度的专用检验量具。 (4)计量装置：为确定被测几何量所必需的计量器具和辅助设备的总 体。
第3章 测量技术基础
(10)量块的组合： 为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，一般
(李婷)长度计量基础知识培训讲义
(李婷)长度计量基础知识培训讲义目录第一章长度计量概述 (1)第一节长度计量的任务和内容 (1)第二节长度计量的单位 (2)第三节长度计量的基准、标准、量值传递及计量检定系统表 (3)第四节长度计量仪器的分类 (8)第五节长度计量器具的维护保养 (12)第六节长度计量技术的发展 (15)第二章长度测量基础 (17)第一节测量的基本概念 (17)第二节测量误差的基本概念 (20)第三节计量器具的基本计量特性 (27)第四节长度测量的几项基本原则 (30)第五节长度计量的一般测量程序 (43)第三章长度计量常用计量器具 (49)第一节通用量具 (49)第二节常用光学计量仪器 (52)第三节气动量仪 (92)第四节电动量仪 (95)第一章长度计量概述第一节长度计量的任务和内容长度计量(又称几何量计量)是一项历史悠久、基础性很强的技术。
长度计量与人们生活、生产活动、国民经济各个部门、科学技术各个领域有着十分密切的联系。
在日常生活中，做衣服要用尺子量体裁衣，盖房要丈量土地；在工业生产中，长度计量是保证加工零件的尺寸和形状符合设计要求，保证装配的零部件和整机达到质量指标的技术手段；科学的进步更离不开长度计量，许多科学实验往往是通过长度计量来获得实验结果的。
如研究宏观世界，测量天体间距离；研究微观世界，测量分子结构等。
长度计量的重要任务是：研究和确定长度单位；研究建立和保存长度计量基准、标准；建立长度各项计量检定系统，组织量值传递，开展计量检定与修理，以保证量值的准确一致；研究新的长度计量测量方法和手段，确定测量准确度；应用新的科学技术理论，开拓长度计量的新领域。
长度计量按其测量对象来分，可包括以下几个方面的内容：(1)长度尺寸——如端度、轴孔直径、坐标尺寸、线纹间尺寸、箱体结构尺寸等；(2)角度一-如平面角(斜率等)、圆分度、空间位置角(如两轴交错的夹角)；锥度等；(3)表面形状和位置——平面度、直线度、圆度、垂直度、平行度等；(4)表面粗糙度(微观不平度)和波度；(5)齿轮、螺纹、花键及各类加工刀具等的各种工程参量。
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§2 米的定义及其发展
一、米的演变
1790年 法国科学院受法国国会委托，提出“米”制建议。 1791年，以通过巴黎的子午线的四千万分之一作为一米， 1799年法国制造了一只铱合金矩形的金属米尺-----档案米尺 十九世纪后期，国际计量局定制了30只横截面积为X形 的铂铱合金的米原器复制品，它的长度与档案米尺相等。 1899年召开第一届国际计量大会，批准了经过测量选定 的其中No.VI作为国际长度基准---国际米原器，称国际 米。 1927年第七届国际计量大会规定了国际米的定义是：米是
在检定和测试中遵守阿贝原则可以提高测量的准确度， 违反阿贝原则会产生的一次测量误差，这种因违反阿贝 原而产生的一次测量误差叫做阿贝误差。
阿贝原则：举例说明
如图所示，干分尺的测微螺杆和被测物处在一条直线上， 符合阿贝原则，因测量轴线倾斜所产生的误差L为： 因为很小， ，L属二阶误差，可以忽略小计。
L L L cos 1 L 2
•§3 长度计量的基本原则
一、阿贝原则 二、圆周封闭原则 三、变形最小原则 四、最短测量连原则 五、基准统一原则
一、阿贝原则
被测量的测量轴线与标准量的测量轴线相重合或在其延 长线上，称为阿贝原则。
阿贝原则是长度计量的基本原则，其意义在于它避免了 测量时因直线度误差或测量轴线倾斜等因素引起的一次 测量误差而只存在二次微小误差。
国际计量局保存的国际米原器上两端刻线的中间刻线的轴 线在0°C时的距离
1960年第十一届国际计量大会通过了米的新定义： 米的长度等于氪-86原子的2P10和5d5能级之间跃迁 所对应的辐射在真空中波长的1650763.73倍。
二、现行米的定义 1983年10月第十七届国际计量大会通过的米的新定义为： 米是在真空中在（1/299792458）秒的时间间隔内所经路 径的长度。
光谱灯辐射的任一种来复现。（ He-Ne、Hg 、 Kr等）
2．新定义的特点
(1)新定义建立在真空中光速值 c＝299 792 458 m／s这一基本物理常数的基 础之上。这一特点使得复现米的不确定度不受某种基本物质性能的限制。
(2)将米的定义与单位的复现方法这两者区分开来。这一特点使复现米的准确 度不受定义本身的限制。
(2)规定米定义的3种复现方法
①用于天文、大地等测量工作的复现方法 根据 l=c t 关系式，由测出的时间t与给定的光速值 c复现长度值 l；
②用于实验室计量测试工作的复现方法 根据入＝c／f 关系式，由测出的频率 f 与给定的光速值 c复现长度值 l；
③用于一般测量工作的复现方法 直接使用米定义咨询委员会推荐使用的5种激光辐射和2类同位素
对应于氪-86原子在2P10和5d5能级之间跃迁所对 应的辐射
汞-198和镉-114原子的辐射
长度单位的发展：
1790年，档案米尺
巴黎 北极-赤道 地球子午线/1000万
1880年，国际米原器 铂铱合金的高精度米尺第6号尺（30多根）
当时米的定义为：米的长度等于在冰点温度下， 米原器两端刻线间的距离。
第三章 长度计量基础知识
主要内容
• §1 长度计量的任务和内容 • §2 米的定义及其发展 • §3 长度计量的基本原则 • §4 影响长度测量准确度的主要因素 • §5 常用的几种测量方法 • §6 长度计量中的几种常用方法 • §7 长度计量技术的新发展
§1 长度计量的任务和内容
一、长度计量的主要任务
1960年，光波波长 1983年，新定义
米定义为：米的长度等于86Kr原子的2p10和5d5 能级之间跃迁所对应的辐射在真空中的波长的 165 0763.73倍。
激光技术：单色性好、方向性好、光强大
1、新定义的内容
(1)关于米定义的决议
①米是光在真空中在1/299 792 458 s 的时间间隔内所行进的路程长度。 ②废除1960年10月第11届国际计量大会批准建立在86K r原子的2p10和5d5能级 间跃迁基础上的米定义。
(3)新定义不仅废除了长度计量的自然基准，而且还废除了单一的长度计量基 准。这特点使得复现米的不确定度不受某一基准本身准确度的限制。
(4)在目前（当时）条件下，米定义的改变不影响米作为基本单位的地位。这 一特点使得目前通用的国际单位制不必作任何改变。
长度的量值传递
量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检 定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器）， 并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的 量值准确一致的方式”。 我国长度量值传递系统如图所示，从最高基准谱线向下 传递，有两个平等的系统，即端面量具（量块）和刻线 量具（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广。
角度的量值传递
角度基准与长度基准有本质的区别。角度的自然基准是客 观存在的，不需要建立，因为一个整圆所对应的圆心角是 定值（2πrad或360°）。因此，将整圆任意等分得到的 角度的实际大小，可以通过各角度相互比较，利用圆周角 的封闭性求出，实现对角度基准的复现。 为了检定和测量需要，仍然要建立角度度量的基准 。
研究和确定长度单位；研究建立和保存长度计量基准、 标准；建立长度各项计量检定系统，组织量值传递； 开展计量检定与修理，保证量值的准确一致；研究新的 长度计量长度计量的新领域
二、长度计量包括的内容
1.长度尺寸---如端度、轴径、坐标尺寸、线纹间尺寸、 箱体结构尺寸
三、米定义的复现方法 1.用于天文测量、大地测量的复现方法
L=ct 2.用于实验室计量工作的复现方法 由所测得频率与固定光速值来复现波长值 3.用于一般测量的复现方法 用米定义咨询委员会推荐使用的五种激光辐射和两 类同位素的任意一种来复现。
(1)甲烷吸收稳频的氦氖激光辐射 (2)碘吸收稳频的染料激光或1.15微米的氦氖激光的 倍频辐射 (3)碘吸收稳频的氦氖激光辐射 (4)碘吸收稳频的氩离子激光辐射 (5)两类同位素光谱灯辐射