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1、互换性几何量测量基础第1页，本讲稿共23页本章基本内容本章基本内容3.1 概述概述 3.2 长度量值的传递长度量值的传递 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法 3.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理 3.5 测量不确定度测量不确定度n重点：重点：掌握有关测量的基本概念以及测量四要掌握有关测量的基本概念以及测量四要素；了解长度量值传递的意义；熟悉量块的特素；了解长度量值传递的意义；熟悉量块的特点和精度分类；掌握量块的使用方法；了解计点和精度分类；掌握量块的使用方法；了解计量器具的常用技术参数；了解测量方法的分类。量器具的常用技术参数；了解测量方法的分类。go第2页，本讲稿共23页3
2、.1 3.1 概述概述 一、与测量相关的概念一、与测量相关的概念n1、测量、测量 ：是把被测的量与具有计量单：是把被测的量与具有计量单 位的标准量进行比较，从而位的标准量进行比较，从而 确定被测量量值的过程。确定被测量量值的过程。若令若令:被测量为被测量为 L 长度单位为长度单位为 u 则有则有 Lqu 比值为比值为 q 第3页，本讲稿共23页n2、检验、检验 ：是指判断被加工零件的被测量是：是指判断被加工零件的被测量是 否合格的一组操作（不一定需要测出具体数否合格的一组操作（不一定需要测出具体数 值）。值）。（检验对象检验对象工件工件）n3、检定、检定：是为评定计量器具是否符合法定要：是为评
3、定计量器具是否符合法定要 求所进行的全部工作，它包括测量、检查、求所进行的全部工作，它包括测量、检查、加标记和出具检定证书。加标记和出具检定证书。（检定对象检定对象计量器具计量器具）n4、检测、检测 ：是检验与测量的总称。：是检验与测量的总称。本课程所研究的是几何量的检测。本课程所研究的是几何量的检测。一、与测量相关的概念一、与测量相关的概念第4页，本讲稿共23页n 1、被测对象、被测对象（被测量）：在几何量测量（被测量）：在几何量测量中，被测对象主要是指零件的尺寸、形、位误中，被测对象主要是指零件的尺寸、形、位误差以及表面粗超度等几何参数。差以及表面粗超度等几何参数。n 2 2、计量单位、计
4、量单位（测量单位）：我国规定的（测量单位）：我国规定的“法定计量单位法定计量单位”中，中，长度基本单位是长度基本单位是“米米”，在，在机械制造中其它常用长度单位有机械制造中其它常用长度单位有“毫米毫米”、“微微米米”，均为均为“米米”的分数导出单位。的分数导出单位。二、测量过程的四要素二、测量过程的四要素注意：注意：在测量过程中在测量过程中1、测量单位必须以物质形式来体现、测量单位必须以物质形式来体现，能体现长度计量单位及其标准量值的物质形式有：光波能体现长度计量单位及其标准量值的物质形式有：光波波长、精密量块、线纹尺、各种波长、精密量块、线纹尺、各种 圆分度盘等等。圆分度盘等等。2、测量测量
5、过程中，还必须保证过程中，还必须保证单位标准量值的准确、统一单位标准量值的准确、统一。第5页，本讲稿共23页n 3、测量方法、测量方法 ：是指在进行测量时：是指在进行测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件所采用的测量原理、测量器具和测量条件的总和。的总和。n 4 4、测量精度、测量精度：测量结果与其真值的：测量结果与其真值的接近程度。测量精度的高低用接近程度。测量精度的高低用测量不确定测量不确定度度或或测量测量方法方法极限误差极限误差表示。表示。二、测量过程的四要素二、测量过程的四要素第6页，本讲稿共23页3.2 长度量值的传递长度量值的传递1、米定义及其基准的复现：、米定义及其基准的复现
6、：米的定义为：米的定义为：1m是在是在(1299 792458)秒的秒的时间间隔内光在真空中行程的长度。时间间隔内光在真空中行程的长度。国际计量大会推荐用稳频激光辐射来复现国际计量大会推荐用稳频激光辐射来复现它作为米基准。它作为米基准。一、长度单位标准量值及其传递系统一、长度单位标准量值及其传递系统注意：注意：生产中不可能都用激光来进行测量。生产中不可能都用激光来进行测量。第7页，本讲稿共23页2、长度单位和量值传递系统、长度单位和量值传递系统第8页，本讲稿共23页3.2 3.2 长度量值的传递长度量值的传递n二、长度量块二、长度量块1 1、量块的相关术语、量块的相关术语量块量块：又称块规，：
7、又称块规，是一种无刻度的标准端是一种无刻度的标准端面量具。两平行的测量面量具。两平行的测量端面间具有精确尺寸。端面间具有精确尺寸。第9页，本讲稿共23页量块的公称尺寸：量块的公称尺寸：是刻在量块表面上的是刻在量块表面上的每块每块量块中心长度量块中心长度的的名义尺寸名义尺寸。尺寸尺寸6mm 6mm，写字两端为测量面；写字两端为测量面；尺寸尺寸5.5mm 5.5mm，写字面及其反面为测量面。写字面及其反面为测量面。第10页，本讲稿共23页量块的实际长度：量块的实际长度：量块长度的实际测得值量块长度的实际测得值称为量块的实际长度。分为中心长度和任意称为量块的实际长度。分为中心长度和任意点长度。点长度
8、。第11页，本讲稿共23页2、量块的精度等级、量块的精度等级“级级”别：别：按制造精度将量块分为：按制造精度将量块分为：00、0、1、2、3和和K共六个级别。共六个级别。注意：注意：按按“级级”使用：忽略了制造误差，工作使用：忽略了制造误差，工作 尺寸就是公称尺寸（或称名义尺寸）。尺寸就是公称尺寸（或称名义尺寸）。第12页，本讲稿共23页“等等”别：别：按检定时的测量精度将量块按检定时的测量精度将量块由高到低分为由高到低分为1 1，2 2，3 3，4 4，5 5和和6 6等。等。注意：注意：按按“等等”使用：仅忽略了量块的检定误使用：仅忽略了量块的检定误 差，工作尺寸为量块的实际尺寸。差，工作
9、尺寸为量块的实际尺寸。第13页，本讲稿共23页3、量块尺寸的组合使用、量块尺寸的组合使用n 组合使用：组合使用：量块是定尺寸量具，是成套量块是定尺寸量具，是成套制成的，每套包括一定数量不同尺寸的量块。制成的，每套包括一定数量不同尺寸的量块。利用量块的研合性，利用量块的研合性，可根据实际需要，用可根据实际需要，用多个尺寸不同的量块研合组成所需要的长度标多个尺寸不同的量块研合组成所需要的长度标准量准量。为保证精度一般不超过四块。为保证精度一般不超过四块。第14页，本讲稿共23页3、量块尺寸的组合使用、量块尺寸的组合使用第15页，本讲稿共23页3.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法一、
10、计量器具的分类一、计量器具的分类 按其测量原理、结构特点和用途等，按其测量原理、结构特点和用途等，可分为以下几类：可分为以下几类：1 1、基准量具、基准量具 2 2、极限量规、极限量规 3 3、计量装置、计量装置 4 4、通用计量器具、通用计量器具 5 5、微机化量仪、微机化量仪 第16页，本讲稿共23页n分度值分度值 n示值范围示值范围 n测量范围测量范围 n灵敏度和放大比灵敏度和放大比n测量力测量力n示值误差示值误差n修正值修正值n不确定度不确定度 测量器具(机械式测微比较仪)技术指标示意图 二、计量器具的技术性能指标二、计量器具的技术性能指标第17页，本讲稿共23页计量器具的不确定度计量
11、器具的不确定度n 计量器具的不确定度计量器具的不确定度u：测量不确定度是测量不确定度是表征被测量的真值所处量值范围的一个估计；表征被测量的真值所处量值范围的一个估计；反映了反映了使用某计量器具测量，对其测量结果使用某计量器具测量，对其测量结果不能肯定的程度不能肯定的程度。受计量器具计量性能（如灵敏度、分辨受计量器具计量性能（如灵敏度、分辨力、稳定性等）上局限性的影响，不确定度的力、稳定性等）上局限性的影响，不确定度的存在是必然的。存在是必然的。第18页，本讲稿共23页计量器具的不确定度示例计量器具的不确定度示例n 例如例如:测量范围为测量范围为050mm，分度值为，分度值为0.01mm的的外外
12、径千分尺径千分尺，其，其不确定度为不确定度为0.004 mm ，测得测得一个一个工件尺工件尺寸为寸为35mm，这说明测量结，这说明测量结果与被测量真值之间的差值最果与被测量真值之间的差值最大不会大于大不会大于+0.004 mm ，最小，最小不会小于不会小于0.004 mm 。即工。即工件件尺寸真值必然在：尺寸真值必然在：35+0.00435-0.004之间。之间。uu第19页，本讲稿共23页三、测量方法的种类及其特点三、测量方法的种类及其特点n1 1、按是否需与其它实测量进行函数计算分、按是否需与其它实测量进行函数计算分n直接测量：直接测量：指无需对被测量与其它实测量进指无需对被测量与其它实测
13、量进 行函数计算就能直接测得被测量值的测量方行函数计算就能直接测得被测量值的测量方 法。例如：用千分尺测轴的直径。法。例如：用千分尺测轴的直径。n间接测量：间接测量：通过测量与被测量有已知函数关通过测量与被测量有已知函数关 系的其它量，经过计算求得被测量值的测量系的其它量，经过计算求得被测量值的测量 方法。例如用方法。例如用“弦高法弦高法”测量圆弧的直径。测量圆弧的直径。第20页，本讲稿共23页间接法测量举例间接法测量举例n 例如用例如用“弦高法弦高法”测测量大尺寸圆柱体的直径，量大尺寸圆柱体的直径，由弦长由弦长S与弦高与弦高H的测量的测量结果，可求得直径结果，可求得直径D的实的实际值，如图所
14、示。由图际值，如图所示。由图可得：可得：n式中式中 S弦长弦长 H弦高弦高 第21页，本讲稿共23页三、测量方法的种类及其特点三、测量方法的种类及其特点n2、直接测量按示值是否被测量全值分、直接测量按示值是否被测量全值分n绝对测量：绝对测量：计量器具的示值就是被测量计量器具的示值就是被测量 的全值。例如游标卡尺、千分尺测量的全值。例如游标卡尺、千分尺测量 轴、孔直径。轴、孔直径。n相对测量：相对测量：又称比较测量。计量器具的又称比较测量。计量器具的 示值只表示被测量相对于已知标准量的示值只表示被测量相对于已知标准量的 偏差值，而被测量为已知标准量与该偏偏差值，而被测量为已知标准量与该偏 差值的代数和。差值的代数和。第22页，本讲稿共23页思考与练习思考与练习nP78页页 思考题：思考题：3136。nP79页页 习习 题：题：31（2）第23页，本讲稿共23页