技术测量的基本知识及常用计量器具

技术测量的基本知识及常用计量器具培训教材

山推工程机械股份有限公司

股份公司工会

质量管理部理化计量中心

汇编：孙守猛

审稿：吴延敏、李运勤、田秀俐

前言

根据生产现场对技术测量的要求，结合工会举办的检查员技能比赛活动，由质管部组织专业人员汇编了《技术测量的基本知识及常用计量器具培训教材》这本小册子。旨在系统地普及、宣贯测量的基本知识和常用量具的正确使用方法，提高检查人员、操作人员的检测技能，使测量数据更加准确，从而保证产品质量的提升。

该册结合生产实际，分十三个章节介绍了测量的基本知识、计量器具的选用原则、常用计量器具的使用与维护、零件形位公差、粗糙度、螺纹的测量方法等内容。适用于检查人员、操作者的培训和测量工作中的参考。

由于汇编人员的水平有限，该册存在的错误和不足在所难免，希望您在使用中给予指正，提出好的修改建议，以便改进我们的工作，共同提高检测技术水平。

质量管理部理化计量中心

2011年5月

一、技术测量的基本知识 (5)

1.1 测量 (5)

1.2 检验 (5)

1.3 计量的单位 (5)

1.4 计量器具的分类 (5)

1.5 测量方法的分类 (6)

①直接测量和间接测量 (6)

②绝对测量和相对测量 (6)

1.6 计量器具的基本计量参数 (7)

1.7 测量误差 (7)

二、测量长度尺寸的常用量具 (7)

2.1 通用量具 (7)

2.1.1游标量具 (8)

2.1.2 用游标量具测量零件进行读数时，其读数方法和步骤是 (8)

2.1.3 游标卡尺使用过程中的注意事项 (9)

2.1.4 其他类型的游标量具 (11)

2.2 测微螺旋量具 (12)

2.2.1 外径千分尺的特点 (13)

2.2.2 千分尺的读数方法 (13)

2.2.3 外径千分尺的读数示例 (13)

2.2.4 外径千分尺的使用方法 (14)

2.2.5 外径千分尺的维护保养 (15)

2.2.6 公法线千分尺 (16)

2.2.7 大尺寸外径千分尺 (16)

三、常用机械式量仪 (17)

3.1 百分表 (17)

3.1.1百分表的结构 (18)

3.1.2 百分表的分度原理 (18)

3.1.3 百分表的正确使用 (18)

3.1.4 注意事项 (20)

3.1.5 百分表的维护保养 (20)

3.1.6千分表的使用操作和保养，参照百分表 (21)

3.2 内径百分表 (21)

3.2.1 如何调整内径百分表尺寸 (21)

3.2.2 使用内径表时的注意事项 (21)

3.2.3杠杆表 (22)

3.2.5 杠杆表的使用操作和保养，可参照百分表和千分表 (24)

四、其他计量器具简介 (24)

1、塞尺 (24)

2、直角尺 (24)

3、检验平尺 (25)

4、水平仪 (25)

5、检验平板 (26)

6、偏摆仪 (26)

7、角度尺 (26)

五、光滑极限量规 (27)

5.1量规的功用和分类 (27)

5.2 轴用量规 (27)

5.3孔用量规 (28)

六、形位公差的检测 (28)

6.1 形位公差项目的名称和符号 (28)

6.2 形状误差的检测 (28)

6.2.1直线度 (28)

6.2.2平面度 (29)

6.2.3圆度 (29)

6.2.4圆柱度 (30)

6.2.5平行度 (30)

6.2.6垂直度 (31)

6.2.7 同轴度 (32)

6.2.8 对称度 (32)

6.2.9 径向圆跳动 (32)

6.2.10 端向圆跳动 (33)

6.2.11 斜向圆跳动 (33)

七、表面粗超度的应用及检测 (34)

7.1表面粗糙度符号及说明 (34)

7.2 表面粗糙度比较样块 (34)

7.2 表面粗糙度检测仪 (34)

八、螺纹的检测 (35)

8.1 常用螺纹的标注 (35)

8.1.1 普通螺纹（GB/T 192-197—1981） (35)

8.2 管螺纹 (36)

8.3螺纹的检测方法 (37)

8.4综合检验 (37)

8.5 外螺纹检验 (37)

8.6 内螺纹检验 (37)

九、计量器具的选用 (37)

十、合格证的使用 (37)

十一、扭力扳手 (39)

11.1 扭力扳手使用注意事项 (39)

十二、计量器具的损坏考核 (39)

十三、计量器具的现场使用与维护 (40)

13.1 计量器具现场使用的正确放置 (40)

13.2 计量器具现场使用的错误放置 (40)

一、技术测量的基本知识

1.1 测量：将被测的几何量与一个作为测量单位的标准量进行比较的实验过程。包括：

①测量对象（长度、角度、表面粗糙度、几何形状和相互位置等）

②计量单位

③测量方法（指计量器具和测量条件的综合）

④测量精度（指测量结果与真值的符合程度）

1.2 检验：是与测量相似的一个概念，通常只确定被测几何量是否在规定的极限范围之内，

从而判定零件是否合格。

1.3 计量的单位

1.4 计量器具的分类

1.4.1量具：以固定形式复现量值的计量器具

①标准量具如：量块、直角尺

固定刻线量具如：钢直尺等

量具②通用量具如：：游标量具如：游标卡尺等

螺旋测微量具如：千分尺

1.4.2 量规：指没有刻度的专用计量器具，用于检验零件（尺寸、形状、位置）是否合格。

不能获得被测几何量的具体数值，只判断合格性

1.4.3 量仪：是将被测几何量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量器具

1.4.4 计量装置：指为确定被测几何量值所必须使用的计量器具和辅助设备的总体。

计量装置能测量较多的几何量和较复杂的零件，如三座标测量机

1.5 测量方法的分类

① 直接测量和间接测量

直接测量:直接用量具和量仪测出零件几何量值的方法

间接测量:先测出与被测几何量相关的其他几何参数，再通过计算获得被测几何量值的方法

如上图所示，需测得两孔的中心距L ，可以先测出L1和L2,,然后再计算出孔的中心距

L=

② 绝对测量和相对测量

绝对测量：从量具或量仪上直接读出被测几何量数值的方法

221L L

相对测量（比较测量或微差测量）：通过读取被测几何量与标准量的偏差来确定被测集合量数值的方法

1.6 计量器具的基本计量参数

刻度间距：计量器具的标尺或刻度盘上两相邻刻线中心的距离

分度值（刻度值）：计量器具的标尺或刻度盘上每一小格所代表的测量值。分度值越小，计量器具的测量精度越高。

示值范围：计量器具的标尺或刻度盘上所指示的起始值到终了值的范围

测量范围：计量器具能测出的被测量的最小值到最大值的范围

示值误差：计量器具的指示值与被测量值的真值之差值

校正值（修正值）：为了消除计量器具示值误差的影响，加到测量结果上的数值。它与示值误差大小相等，符号相反。

L实际=L实读+L修正

1.7 测量误差

①计量器具的误差：由于计量器具本身在设计、制造、装配和使用调整上的不准确而引

起的。这些误差综合表现即为示值误差和示值的稳定性

②方法误差：测量方法不完善所引起的误差

③环境误差：测量时，测量环境不符合标准状态而引起的测量误差

④人员误差：由测量人员主观因素和操作技术水平引起的误差

测量误差是不可避免的。在实际生产中，只要根据被测量的精度要求，合理选用计量器具、测量方法及环境，准确操作，将测量误差控制在一定范围内，就可以满足测量精度要求。

二、测量长度尺寸的常用量具

2.1 通用量具

①游标量具：常用的长度游标量具有游标卡尺、游标深度尺和游标高度尺

②测微螺旋量具：是利用螺旋副的运动原理进行测量和读数的一种测微量具

2.1.1 游标量具

① 游标卡尺的结构和用途：

结构：主要由尺身、尺框和深度尺三部分组成

三用卡尺（刀口内测量爪、外测量爪和深度尺）

游标卡尺 双面卡尺（刀口外测量爪、内外测量爪）

单面卡尺（内外测量爪）

分度值有0.10mm 、0.05mm 、0.02mm 三种

主要用来测量内外径尺寸、孔距、壁厚、沟槽及深度

② 游标卡尺的刻线原理和读数方法

游标卡尺的读数部分由尺身与游标组成。其原理是利用尺身刻线间距和游标刻线间距之差来

进行小数读数。通常尺身刻线间距a 为1mm ，尺身刻线（n-1）格的长度等于游标刻线n 格的

长度。相应的游标刻线间距b= ,尺身刻线间距与游标刻线间距之差i=a-b 即为

游标卡尺的分度值。

2.1.2 用游标量具测量零件进行读数时，其读数方法和步骤是:

① 根据游标零线所处位置读出主尺在游标零线前的整数部分的读数值；

n a n ?-)1(

②判断游标上第几根刻线与主尺上的刻线对准，游标刻线的序号乘以该游标量具的分度值即可得到小数部分的读数值；

③最后将整数部分内的读数值与小数部分的读数值相加即为整个测量结果。

游标卡尺的刻线原理和及读数示例：

如上图a)可知尺身刻线间距a=1mm，游标的刻线格数50格，游标刻线间距

b=(50-1)/50=0.98mm，与尺身刻线间距之差为1-0.98=0.02mm

如图b所示：被测尺寸的读数方法和步骤如下：

①游标的零线落在尺身的13~14mm，因而整数部分的读数值为13mm。

②游标的第12格刻线与尺身的一条刻线对齐，因而小数部分的读数值为

0.02x12=0.24mm。

③最后将整数部分的读数值与小数部分的读数值相加，所以被测尺寸为13.24mm。

同理，如图c所示，被测尺寸为:

20+1×0.02=20.02mm。

如图d所示被测尺寸为：23+45×0.02=23.90

2.1.3 游标卡尺使用过程中的注意事项:

1、使用前的检查：

①使用前，应先将量爪测量面和被测工件表面的灰尘檫干净，以免刮伤测量面,影响测量精度。

②拉动尺框，检查尺框和微动装置是否灵活,平稳，紧固螺钉能否起作用。

③检查卡尺零位，轻推尺框，使两外量爪的测量面紧密贴合，用眼睛观察应无明显的光隙。同时检查尺身零刻线与游标零刻线以及尾刻线是否对准．如不对齐，存在零位偏差，一般不能用，如要使用，需加校正值。

④用紧固螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应发生变化。

2、测量时的注意事项

①正确选用量爪

卡尺测外尺寸的外量爪测量面有刀口形和平面形两种。测圆柱形件和平端面宜用平面形量爪；测沟槽和凹形弧面宜用刀口形量爪。

内量爪有刀口形和圆弧形两种，用以测量各种内尺寸。

②找准测量位置

测量时，当两量爪与被测工件接触后，应再稍微游动一下量爪，测外尺寸时找最小尺寸位置；测内尺寸沿径向找最大尺寸，沿轴向找最小尺寸。

用测深尺测深度时，要使卡尺端面与被测件上的基准平面贴合，同时深度尺要与该平面垂直。

③防止量爪磨损

量爪特别是刀口形量爪容易磨损，磨损后将直接影响使用质量和测量精度。量爪进入工件的测量部位时，测外尺寸两量爪的距离要先大于被测尺寸；测内尺寸要小于被测尺寸。先让固定量爪接触工件，再让与尺框相连的活动量爪接触工件并进行测量，测量完毕后，一定要先移动尺框，使量爪与工件脱离接触并离开一定距离后，再拿开卡尺，决不可从工件上猛力抽下卡尺。

绝对不能用卡尺去测量运动中的工件，这样不但会严重磨损量爪，还易发生安全事故。

卡尺不应与车间杂物混放在一起，以免碰损。

④适当控制测力

测量时要使量爪轻轻接触零件的被测表面，保持合适的测量力，量爪位置要摆正，不能歪斜。

⑤正确读取读数

测量时，要先注意看清尺框上的分度值标记，以免读错小数值产生粗大误差。

读数时，视线应与尺身表面垂直，避免产生视觉误差。也可以同一位置多次测量，取它的平均数．

深度尺游标卡尺在测量时先将尺身上拉，让尺框的测量面与工件被测深度的顶面(测量基准面)贴合好之后，再将尺身下推，直到尺身测量面与被测深度部位手感接触，此时即可读数，也可用紧钉螺钉固定尺框，取出深度尺再进行读数。

尺身下方的测量面很小，容易磨损，测量前要检查零位是否正确．

3、游标卡尺的维护保养

①不准把卡尺的两个量爪当扳手或划线工具使用，不准用卡尺代替卡钳、卡板等在被测件上推拉，以免磨损卡尺，影响测量精度。

②带深度尺的游标卡尺，用完后应将量爪合拢，否则较细的深度尺露在外边，容易变形甚至折断。

③测量结束时要把卡尺平放，特别是大尺寸卡尺，否则易引起尺身弯曲变形。

④卡尺使用完毕，应平放入专用盒内，防止弄脏或生锈，如长时间不用，要用汽油擦净并涂上一层薄的防锈油。

⑤不可用砂布或普通磨料来擦除刻度尺表面及量爪测量面的锈迹和污物

⑥卡尺不能放在磁场附近，以免磁化，影响正常使用，特别是数显卡尺，要避免内部电子线路受到干扰。卡尺还要防潮、防锈蚀和磨损。

⑦游标卡尺受损后，不允许自行修理，应交回计量室修理，经检定合格后才能使用

2.1.4 其他类型的游标量具

2.2 测微螺旋量具

2.2.1 外径千分尺的特点

外径千分尺使用方便，读数准确，其测量精度比游标卡尺高，在生产中使用广泛。常用的外径千分尺的规格按测量范围划分在500mm以内一般25mm为一档，如0～25mm，25～50mm，500～1000mm多以100mm为一档，如500～600mm，600～700mm

2.2.2 千分尺的读数方法：

①先从微分筒的边缘向左看固定套管上距微分筒的刻度读出整数，从中线下侧的刻度读出

0.5mm的小数；

②再从微分筒上找到与固定套管中线对齐的刻线，将此刻线数乘以0.01mm就是小于0.5mm

的小数部分的读数，最后把以上几部分相加即为测量值。

2.2.3 外径千分尺的读数示例

①从a图中可以看出，距微分筒最近处刻线为中线下侧的刻线，表示0.5mm的小数，中线上侧距离微分筒最近的7mm的刻线，表示整数，微分筒上数值为35的刻线对准中线，所以外径千分尺的读数＝7+0.5+0.01×35=7.85mm

②从b图中可以看出，距微分筒最近的刻线为5mm的刻线，而微分筒上数值为27的刻线对准中线，所以外径千分尺的读数＝5+0.01×27=5.27mm

2.2.4 外径千分尺的使用方法：

1、测量前的清洁和校对零位

用千分尺测量尺寸之前，应清除千分尺两测砧及被测表面上的油物和尘埃，必须校对零位。

对测量范围0-25mm的千分尺，转动千分尺的测力装置，使两个测量面接触，然后观察微分筒上的零线与固定套管的纵刻线是否对齐，即零位是否正确。

对测量范围大于25mm的，应使用校对量棒，在使用校对量棒时，一定要参考合格证上的实际尺寸，测量时应使用测力装置。

2、测量操作中的注意事项

①使用千分尺时一定要用手握持隔热板，否则将使千分尺和被测件温度不一致而产生测

量误差，应尽可能使千分尺和被测件的温度相同或相近。

②测量时先用手转动千分尺的微分筒，待微测量螺杆的测量面接近工件被测量表面时，

再转动测量装置，使测微螺杆的测量面接触工件表面，听到２~３声“咔咔”声后即停止转动，此时已得到合适的测量力，可读取数值。千万不要在两测砧与被测件接触后再转动微分筒，这样将使测力过大，并使精密螺纹受到磨损，影响测量精度，严重时还会损坏螺纹传动副。

③测量时，千分尺的测微螺杆的轴线应垂直零件被测表面，即与被测尺寸的方向一致，

不能歪斜。与两测砧接触的两被测表面，如定位精度不同，应以易保证定位精度的表面与固定测砧接触，以保证测量时的正确定位。如下图：

④测量读数时，千分尺最好不从工件上取下，读数后先松开两测砧，以免拉离时磨损测

砧，更不能测量运动中的工件。如需取下读数时，应先锁紧测微螺杆，然后再轻轻取下，以防止尺寸变动产生测量误差。

⑤不得握住微分筒挥动或摇转尺架，这样会使精密测量螺杆受损。

2.2.5 外径千分尺的维护保养

①不能用千分尺测量表面粗糙的零件，也不能用千分尺测量正在旋转的零件。

②千分尺要轻拿轻放，不要摔碰。如受到撞击，应立即进行检查，必要时送计量部门检修。

③千分尺应保持清洁。测量完毕，不允许用砂布擦拭测微螺杆上的污锈，用软布或棉纱等擦干净，放入盒中。要注意勿使两个测量面贴合在一起，以免锈蚀。

④大型千分尺应平放在盒中，以免变形。

⑤不能在千分尺的微分筒和固定套筒之间加酒精、煤油、柴油、凡士林和普通机油等；不允许把千分尺浸泡在上述油类及酒精中。

2.2.6 公法线千分尺

2.2.7 大尺寸外径千分尺

被测尺寸不超过1000mm，可由一位检测人员测量；超过1000由两位检测人员来测量

三、常用机械式量仪

3.1 百分表

3.1.1百分表的结构

3.1.2 百分表的分度原理

1、分度值：百分表的测量杆移动1mm，通过齿轮传动系统，使大指针回转一周。刻度盘沿圆

周刻有100个刻度，当指针转过１格时，表示所测量的尺寸变化为1/100=0.01mm，所以百分表的分度值为0.01mm。

2、百分表的特点

百分表体积小，结构紧凑，读数方便，测量范围大，用途广泛。

百分表的示值范围通常有0～3mm，0～5mm，0～10mm三种

3、千分表

分度值0.001mm，

测量范围(0～1)，(0～2)，(0～3)，(0～5)mm

3.1.3 百分表的正确使用

1、使用前的准备工作：

①按所测工件的尺寸变动范围，选择测量范围合适的指示表(百分表或千分表)。

②测量前应检查表盘玻璃是否破裂或脱落，测量头、测量杆、套筒是否有碰伤或锈蚀，

指针有无松动现象，指针的转动是否平稳等。

③检验指示表的灵敏程度，左手托住表的后部，表盘向前，用眼观看，右手拇指轻推表

的测头，试验量杆移动是否灵活并复位。

2、使用中的测量方法和读数方法

①装夹

测量工件时，要将指示表牢固的装夹在稳定的表架上。

装夹指示表时，所夹部位应尽量靠近轴套根部(不可影响旋动表圈)，夹牢即可，不可夹得过紧。以免套筒变形，使测杆卡死或运动不灵活。应检查测杆移动是否灵活，加紧后切不可再转动百分表。

②校对零位

校对零位有两种方法：一是旋转表的外圈，使分度盘的“0”位对准指针，二是轻轻敲打表架的悬臂，使其升起或下降，通过升降量杆的压缩量，这等于旋转表指针去对准度盘的“0”位。

校对零位时，应使指针有0.3mm～1mm的压缩量．使表的测头对好基准面，应反复提落防尘帽(升落1mm～2mm)与被测工件接触，待指针位稳定后，方可旋动表圈对零，对零后还要复检表的稳定性，直到针位即稳又准，方可使用。

③测量

(1) 测量时，测杆轴线要与被测表面垂直，否则将产生测量误差。

(2) 测平面时，应使测量杆垂直零件被测表面。

(3)测量圆柱形的直径时，测量杆的中心线要通过工件中心并与母线垂直。可将被测

圆柱件在测头下面轻轻推过，读取指示表指针的转折点(由小变大再变小)的示值作为结果。