测量技术基础
测量技术基础
(一)測量技術基礎測量的基本概念測量，就是把被測量與复現計量單位的標準量進行比較，從而確定被測量量值的過程。
按其比較特點，可將測量進一步分為檢驗和測量。
檢驗的特點是：只能確定被測量是否要規定的极限範圍之內(即合格性判斷)，而不能得出被測量的具體數值；測量的特點是：測量結果為被測量的具體數值(以測量單位的倍數或分數表示)。
測量過程包括四要素：被測對象、測量單位、測量方法和測量精度等。
測量方法是指測量時所採用的方法、計量器具和測量條件的綜合。
測量精度是指測量結果與其真值的一致程度。
任何測量過程都不可避免地存在測量誤差，但是，只要誤差足夠小，就可以認為測量結果是可靠的。
呎寸傳遞是指標準長度與被測長度之間的聯系關系。
按基準概念，呎寸傳遞關係可表示為：國際基準國家基準工作基準工作器具被測零件。
第一節常用量具及儀器一、量塊和极限量規量塊有時稱塊規，多制成長方體，量塊有兩個非常光潔且平面度很高的平行平面，這是它的測量面，上測量面中點到下測量面的垂直距離是量塊的工作呎寸。
极量規(通止規) 用來判斷零件的加工誤差是否在极限範圍之內。
它分別按被測實際呎寸的兩個极限呎寸制造。
按最大實體呎寸製造的稱為通端；按最小實體呎寸製造的稱為止端。
測量時分別使用通端和止端，能被通端通過又不能被止端通過的被測呎寸才是合格的呎寸。
二、游標尺和千分尺(1).游標尺按其用途可分為三類：游標卡、游標深度尺和游標高度尺。
(2).千分尺常用的有：外徑千分尺、內徑千分尺和深度千分尺。
三、百分表和千分表百分表和千分表的結構相類似，只是分度值不同。
前者為0.01mm，后者為0.001mm和0.002mm。
四、万能精度密量儀万能精密量儀包括万能測長儀、工具顯微鏡、投影儀和光學分度頭等。
第二節測量方法測量方法是指測量時所采用的測量原理、測量器具和測量條件的總和。
在實際工作中，往往單純從獲得結果的方式來理解測量方法，它可按不同特征分類。
一、按獲得結果的方式分類(1).直接測量－被測幾何量的數值直接由計量器具讀出。
技术测量的基础知识
1.1 测量的基本概念
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1. 测量的基本知识
• 测量是指以确定被测对象量值为目的的全部操作。
▪ 测量包：括测量对象、计量单位、测量方法和测量精度四个要素 ▪ 测量的目的是为了使零件具有互换性或达到规定的精度和配合要求 ▪ 检验是指只确定被测几何量是否在规定的极限范围内，从而判断被
测对象是否合格，而无须得出具体的量值。
• 技术测量的基本要求是：保证零件的精度，防止废品、次品
出厂。
• 机械技术测量的内容包括长度、角度、几何形状、表面相互
位置及表面粗糙度等参数的测量。
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2. 计量单位
•
式中， α——某一角的角度； φ——某一角的弧度； π——圆周率。
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3. 量值的传递（1）
它们的测量面紧密接触，两块量块就能紧密粘合在一起，不会 自行分开，这样便可组合成一个新的尺寸，研合方法见下图。
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4. 量块（3）
【例 3-1】要组成87.835mm的尺寸， 试选择组合的量块。 解 最后一位数字为0.005，因而可采 用83块一套或33块一套的量块。 若采用83块一套的量块，则有
• 长度量值传递见下图
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4. 量块（1）
• 量块的形状、精度、用途
▪ 量块是没有刻度的截面为矩形的平面平行端面量具，也称块规 ▪ 量块具有经过精密加工很平很光的两个平行平面，叫做测量面 ▪ 每个量块上均标记有标称尺寸值
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4. 量块（2）
• 量块的尺寸组合及使用方法
▪ 常用成套量块的级别、尺寸系列、间隔和块数见教材33页表1.4 ▪ 量块的测量面非常平整和光滑，用少许压力推合两块量块，使
测量技术基础
第二章测量技术基础一、重点名词测量误差随机误差二、重点掌握/熟练掌握1.掌握量块的特性及量块的组合方法；2.掌握各种测量分类法的特点；3.掌握计量器具的分类及其技术性能指标。
4.掌握测量误差的含义及其表示法；5.掌握测量误差的基本类型及其处理原则；6.掌握随机误差的概念及测量结果的表示法；7.掌握测量误差的合成。
三、一般掌握1.掌握有关测量的概念；2.一般了解尺寸的传递系统。
88题一、判断题（正确的打√，错误的打╳）1.我国法定计量单位中，长度单位是米（m），与国际单位不一致。
（╳）2.量规只能用来判断零件是否合格，不能得出具体的尺寸。
（√）3.计量器具的示值范围即测量范围。
（╳）4.间接测量就是相对测量。
（╳）5.使用的量块越多，组合的尺寸越精确。
（╳）6.测量所得的值即为零件的真值。
（╳）7.通常所说的测量误差，一般是指相对误差。
（╳）8.多数随机误差是服从正态分布规律的。
（√）9.精密度高，正确度就一定高。
（╳）10.选择计量器具时，应保证其不确定度不大于其允许值u1。
（√）11.直接测量必为绝对测量。
(×)12.为减少测量误差，一般不采用间接测量。
(√)13.为提高测量的准确性，应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。
(×)14.使用的量块数越多，组合出的尺寸越准确。
( ×)15.0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。
(√)16.用多次测量的算术平均值表示测量结果，可以减少示值误差数值。
(×)17.某仪器单项测量的标准偏差为ζ=0.006mm，若以9次重复测量的平均值作为测量结果，其测量误差不应超过0.002mm。
(×)18.测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出，而系统误差是测量过程中所不能避免的。
( ×)19.选择较大的测量力，有利于提高测量的精确度和灵敏度。
( × )20.对一被测值进行大量重复测量时其产生的随机误差完全服从正态分布规律。
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任务一 测量技术的基本概念
２.１.２ 长度单位、基准和长度量值传递系统
为了进行长度测量，必须建立统一可靠的长度单位基准。 我国颁布的法定计量单位是以国际单位制的基本长度单位“米” 为基本单位。在机械制造中常用的测量单位有毫米（ｍｍ）和微 米（μｍ）。
项目二 测量技术基础
任务一 任务二 任务三 任务四
测量技术的基本概念 计量器具与测量方法 测量误差及数据处理 光滑工件尺寸的检测
任务一 测量技术的基本概念
２.１.１ 测量技术的概念、测量要素和检测
所谓测量，就是把被测量（如长度、角度等）与具有计量单位 的标准量进行比较，从而确定被测几何量是计量单位的倍数或分 数的过程。用公式表示为
处理和计算，并输出结果信息的机器系统。它是一个相当复 杂的系统，即使是目前非常普及的个人计算机也是如此。计 算机系统拥有丰富的硬件、软件资源，操作系统要对这些资 源进行管理。一个计算机系统由硬件（子）系统和软件（子） 系统组成。其中，硬件系统是借助电、磁、光、机械等原理 构成的各种物理部件的有机结合，它构成了系统本身和用户 作业赖以活动的物质基础和工作环境；计算机硬件通常是由 中央处理机（运算器和控制器）、存储器、输入设备和输出 设备等部件组成。软件系统是各种程序和文件，用于指挥整 个系统按照指定的要求进行工作。
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1.1操作系统的概念
1．计算机硬件简介 操作系统管理和控制计算机系统中的所有软硬件资源。由计算
机系统的层次结构可以看出，操作系统是一个运行在硬件之 上的系统软件，因此有必要对运行操作系统的硬件环境有所 了解。 计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成 的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构 成一个有机整体，为计算机软件运行提供物质基础。简而言 之，计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行 程序把数据加工成可以利用的形式。
测量技术基础
测量技术基础机械加工车间工作的机械加工工人必须掌握的多种测量技术，量具、量仪以游标卡尺、千分尺、和百分表为主。
对于某一测量对象，一般有多种测量技术可供选择，而某一种测量技术又往往可用于不同的测量对象。
用于同一测量对象，不同测量技术的效果可能大致相同，也可能大不相同。
按照测量的进行方式，测量技术可分为以下两种。
①直接比较测量技术：在测量中，将被测量与已和其值的同一种量相比较。
其测量不确定度主要取决于标准量值的不确定度和比较器的灵敏度和分辨力，它可克服由于测量装置的动态范围不够和频率响应不好所引入的非线性误差。
替代法、换位法等属于这一类。
②非直接比较测量技术：不是将被测量的全值与标准量值相比较的比较测量。
微差法、符合法、补偿法、谐振法、衡消法等属于这一类。
在建立计量标准的测量中，经常采用基本测量技术，即绝对测量技术。
这是通过对有关的基本量的测量来确定被测量值。
其测量不确定度一般是通过实验、分析和计算得出，精度高，但所需装置复杂。
第一讲概述课题：1. 测量技术的概念2. 长度基准与尺寸传递3．量块的基本知识4．形位公差值及有关规定课堂类型：讲授教学目的：1.了解测量技术的基本概念及尺寸传递2.重点掌握量块的使用方法。
教学重点：量块的使用方法。
教具：量块教学方法：例举习题讲解量块的使用，使学生掌握其主要内容教学过程：一、引入新课题由提问学生长度单位的意义引入新课.二、教学内容4.1 概述4.1.1测量技术的概念1.测量是指为确定被测量值而进行的一组操作过程。
其实质是将被测的量L与具有计量单位的标准量E进行比较，从而确定比值q的过程，即q= L/E测量过程包括以下四个要素:（1）测量对象主要指几何量，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）计量单位长度单位为米（m），在机械制造中常用单位为毫米（mm）、微米（μm）;角度单位是弧度（rad），实用中常以度（°）、分（′）、秒（″）为单位。
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
第五章 测量技术基础
§5. 2 计量器具与测量方法
(3)分辨力—计量器具指示装置所能显示的最末一位数所代表的
量值。对于读数采用非标尺或非分度盘显示的量仪(如数字式量仪)，
无法用分度值的概念，而称分辨力。例如，国产JC19型数显式万能 工具显微镜的分辨力为0. 5μm。
(4)测量范围—在允许的误差限度内计量器具所能测出的被测量
的块数分别为91, 83, 46, 12, 10, 8, 6,5等。 选用量块时，应从消去所需尺寸最小尾数开始，逐一选取。
例如从83块量块中选取51. 995mm的量块组的过程，如图53所示。
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§5. 2 计量器具与测量方法
一、计量器具分类
计量器具是量具、量规、量仪和其他用于测量日的的测量装置的总称。
⑤光学机械式量仪光学计、测长仪、投影仪、干涉仪等; ⑥气动式量仪压力式、流量计式等;上一页 下一页源自§5. 2 计量器具与测量方法
⑦电动式量仪电接触式、电感式、电容式等;
⑧光电式量仪光电显微镜、光纤传感器、激光干涉仪等。 度量指标是选择和使用计量器具的重要依据，是表征测量仪器的
性能和功能的指标。基本度量指标主要有以下几项:
了将基准的量值传递到实体计量器具上，就需要有一个统一的量
值传递系统，即将米的定义长度一级一级地传递到生产中使用的 各种计量器具上，再用其测量工件尺寸，从而保证量值的准确一
致。我国长度量值传递系统由两个并行的传递系统组成，一个是
端面量具(量块)系统，一个是刻线量具(线纹尺)系统，如图5-1 所示。
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以上测量方法分类是从不同角度考虑的。对于一个具体的测量过
程，可能兼有几种测量方法的特征。
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第3章 测量技术基础
46.725 = 1.005＋1.22＋4.5＋40
3.3 计量器具与测量方法
3.3.1 计量器具的分类 (P62-63) 1．标准量具 2．通用计量器具 3．专用计量器具 4．计量装置
量具类是通用的有刻度的或无刻度的一系列单值和多 值的量块和量具等，如长度量块、90°角尺、角度量 块、线纹尺、游标卡尺、千分尺等。 量规是没有刻度且专用的计量器具。可用以检验零 件要素实际尺寸和形位误差的综合结果。 计量仪器(简称量仪)是能将被测几何量的量值转换成 可直接观测的示值或等效信息的一类计量器具。 计量装置是指为确定被测几何量量值所必需的计量器 具和辅助设备的总体。它能够测量同一工件上较多的 几何量和形状比较复杂的工件，有助于实现检测自动 化或半自动化。如齿轮综合精度检查仪、发动机缸体 孔的几何精度综合测量仪等。
激光干涉测长仪原理图
二、计量器具的技术性能指标
(1) 刻度间距：这是指计量器具的标尺或分度盘上相邻两 刻线中心之间的距离或圆弧长度。考虑人眼观察的方便， 一般应取刻度间距为1～2.5 mm。 (2) 分度值：这指计量器具的标尺或分度盘上每一刻度间 距所代表的量值。一般长度计量器具的分度值有0.1 mm、 0.05 mm、0.02 mm、0.01 mm、0.005 mm、0.002 mm、 0.001mm 等几种。一般来说，分度值越小，则计量器具 的精度就越高。
1960年，光波波长
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。
1983年，新定义
激光技术
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.长度基准： 辐射线波长：氦氖激光器 632.8nm 端面量具：量块 刻线量具：线纹尺 角度基准：多面棱体、标准度盘、测角仪、分度头 圆周封闭原则