测量技术基础解析.pptx

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1、2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.13.1.1技术测量的基本要求技术测量的基本要求 保证测量精度、效率要高、保证测量精度、效率要高、成本要低、避免废品产生。成本要低、避免废品产生。计量计量 metrologymetrology 不仅要获取量值信息，而且不仅要获取量值信息，而且要实现量值信息的传递或溯要实现量值信息的传递或溯源，只有计量部门从事的测源，只有计量部门从事的测量才被称计量量才被称计量测量测量 MeasurementMeasurement 就是为获取量值信息就是为获取量值信息的活动的活动 ，测量活动存测量活动存在于全部科学技术领在于全部科学技术领域域 第1页/共72页2

2、023/2/22长度测量和计量 长度计量长度计量的主要是研究和建立长度计量基准、实现长度的主要是研究和建立长度计量基准、实现长度计量的量值传递、研究孔径测量、角度测量、直线度测量、计量的量值传递、研究孔径测量、角度测量、直线度测量、平面度测量、表面粗糙度测量、圆度测量、圆柱度测量、螺平面度测量、表面粗糙度测量、圆度测量、圆柱度测量、螺纹测量、齿轮测量、自动测量等方法和测量误差，以及测量纹测量、齿轮测量、自动测量等方法和测量误差，以及测量结果的数据处理等结果的数据处理等 。长长度度测测量量是是将将被被测测长长度度与与已已知知长长度度比比较较，以以确确定定被被测测长长度度量量值值的的过过程程。量量

3、值值以以数数字字和和单单位位表表示示，例例如如用用游游标标卡卡尺尺测测量量圆圆柱柱体体直直径径，测测得得的的数数值值20.2420.24毫毫米米就就是是量量值值。主主尺尺上上的的刻刻度度就就是是已已知知长长度度。机机械械制制造造中中进进行行长长度度测测量量是是为为了了保保证证工工件的互换性和产品质量，一般以毫米和微米作为测量单位。件的互换性和产品质量，一般以毫米和微米作为测量单位。第2页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 “检测检测”就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判断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。产

4、品合格性的过程。检测的方法可以分为两类：检测的方法可以分为两类：定性检验定性检验和和定量测试。定量测试。检验检验是指判断被测物理量是否合格的过程。是指判断被测物理量是否合格的过程。定性检验定性检验的方的方法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法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、检验成本低而在大批量生产中得到广量值。因其检验效率高、检验成本低而在大批量生产中得到广泛应用。泛应用。测试测试则是指其有试验研究性质的测量。则是指其有试验研究性质的测量。定量测试定量测试的方法是的方法是在对被检验对象进行测量后，得到其实际值并判断其是否合格在对被检验

5、对象进行测量后，得到其实际值并判断其是否合格的方法。的方法。第3页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 检测的核心是测量技术检测的核心是测量技术。通过测量得到的数据，不仅能判。通过测量得到的数据，不仅能判断其合格性，还为分析产品制造过程中的质量状况提供了最直断其合格性，还为分析产品制造过程中的质量状况提供了最直接而可靠的依据。接而可靠的依据。“测量测量”是以确定量值为目的的全部操作。是以确定量值为目的的全部操作。测量就是将被测测量就是将被测量与体现计量单位的标准量进行比较，确定其比值的过程。量与体现计量单位的标准量进行比较，确定其比值的过

6、程。若被测量值为若被测量值为L L，计量单位为，计量单位为E E，确定的比值为，确定的比值为q q，则被测，则被测量值可表示为量值可表示为:L=qL=qE E 基本测量方程式基本测量方程式 一个完整的测量过程应包含一个完整的测量过程应包含测量对象、计量单位、测量方测量对象、计量单位、测量方法（含测量器具）法（含测量器具）和和测量精度测量精度等四个要素。等四个要素。第4页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 1.1.测量对象测量对象 被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参参数量，其

7、数量，其基本对象是长度和角度；表面粗糙度及形位公差等基本对象是长度和角度；表面粗糙度及形位公差等。但是，长度量和角度量在各种机械零件上的表现形式却是多但是，长度量和角度量在各种机械零件上的表现形式却是多种种多样的，表达被测对象性能的特征参数也可能是相当复杂的。多样的，表达被测对象性能的特征参数也可能是相当复杂的。因此，认真分析被测对象的特性，研究被测对象的含义因此，认真分析被测对象的特性，研究被测对象的含义是是十分重要的。例如，表面粗糙度的各种评定参数，齿轮的各十分重要的。例如，表面粗糙度的各种评定参数，齿轮的各种种误差项目，尺寸公差与形位公差之间的独立与相关关系等等。误差项目，尺寸公差与形位

8、公差之间的独立与相关关系等等。第5页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 2.2.计量单位计量单位 计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而约计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而约定采用的特定量。定采用的特定量。我国规定采用以国际单位制（我国规定采用以国际单位制（SISI）为基础的）为基础的“法定计量单法定计量单位制位制”。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。如确定的导出单位所组成的。如“米米”、“千克千克”、“秒秒”、“安安”等等为基本单位

9、。为基本单位。机械工程中常用的机械工程中常用的长度单位长度单位有有“毫米毫米”、“微米微米”和和“纳纳米米”，常用的常用的角度单位角度单位是是非国际单位制非国际单位制的单位的单位“度度”、“分分”、“秒秒”和和国际单位制国际单位制的的辅助单位辅助单位“弧度弧度”、“球面度球面度”。第6页/共72页2023/2/22长度单位与计量基准 在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位名称是名称是“米米”，其单位符号为，其单位符号为“m”m”。“米米”的定义于的定义于1818世纪末始于法国，当时规定世纪末始于法国，当时规定“米等于经过米等于经过巴黎的

10、地球子午线的四千万分之一巴黎的地球子午线的四千万分之一”。1919世纪世纪“米米”逐渐成逐渐成为国为国际通用的长度单位。际通用的长度单位。18891889年在法国巴黎召开了第一届国际计年在法国巴黎召开了第一届国际计量大会，从国际计量局订制的量大会，从国际计量局订制的3030根米尺中，选出了作为统一根米尺中，选出了作为统一国际长度单位量值的一根米尺，把它称之为国际长度单位量值的一根米尺，把它称之为“国际米原器国际米原器”。19831983年第年第1717届国际计量大会又更新了米的定义，规定：届国际计量大会又更新了米的定义，规定：“米米”是光在真空中在是光在真空中在1/299792458s1/29

11、9792458s的时间间隔内行进的时间间隔内行进路程的长度。路程的长度。第7页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 在测量过程中，测量单位必须以物质形式来体现，能体在测量过程中，测量单位必须以物质形式来体现，能体现计量单位和标准量的物质形式有：现计量单位和标准量的物质形式有：pp 光波波长光波波长pp 精密量块精密量块pp 线纹尺线纹尺pp 各种圆分度盘各种圆分度盘第8页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 3.3.测量方法测量方法 是指进行测量时所采用的测量原理、测量器具（计量器是

12、指进行测量时所采用的测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。具）和测量条件（环境和操作者）的总和。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。测量原理的运用及其实际操作。在实施测量过程中，应该根据被测对象的特点（如材料在实施测量过程中，应该根据被测对象的特点（如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精度、测量目的等）和被硬度、外形尺寸、生产批量、制造精度、测量目的等）和被测参数的定义来拟定测量方案、选择测量器具和规定测量条测参数的定义来拟定测量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理地获得可靠的测

13、量结果。件，合理地获得可靠的测量结果。第9页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 4.4.测量精度测量精度 指测量结果与真值的一致程度。指测量结果与真值的一致程度。不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。真值的定义：真值的定义：当某量能被完善地确定并能排除所有测量当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。上的缺陷时，通过测量所得到的量值。由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没

14、有误差。对于每一个测量值都应给出即任何测量都不可能没有误差。对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。相应的测量误差范围，说明其可信度。第10页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 检测的一般步骤检测的一般步骤 确定被检测项目确定被检测项目 认真审阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的认真审阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术要求，明确需要检测的项目。用途，熟悉各项技术要求，明确需要检测的项目。设计检测方案设计检测方案 根据检测项目的性质、具体要求、结构特点、批量大小、根据检测项目的性质、具体要

15、求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检测环境及检测人员的能力等多种因素，设检测设备状况、检测环境及检测人员的能力等多种因素，设计一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检测计一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检测预案。预案。选择检测器具选择检测器具 按照规范要求选择适当的检测器具，设计、制作专用的按照规范要求选择适当的检测器具，设计、制作专用的检测器具和辅助工具，并进行必要的误差分析。检测器具和辅助工具，并进行必要的误差分析。第11页/共72页2023/2/223.1 3.1 概述概述3.1.23.1.2测量的定义测量的定义 检测前准备检测前准备 清理检测环境并检查是否满足

16、检测要求，清洗标准器、清理检测环境并检查是否满足检测要求，清洗标准器、被测件及辅助工具，对检测器具进行调整使之处于正常的工被测件及辅助工具，对检测器具进行调整使之处于正常的工作状态。作状态。采集数据采集数据 安装被测件，按照设计预案采集测量数据并规范地作好安装被测件，按照设计预案采集测量数据并规范地作好原始记录。原始记录。数据处理数据处理 对检测数据进行计算和处理，获得检测结果。对检测数据进行计算和处理，获得检测结果。填报检测结果填报检测结果 将检测结果填写在检测报告单及有关的原始记录中，并将检测结果填写在检测报告单及有关的原始记录中，并根据技术要求作出合格性的判定。根据技术要求作出合格性的判

17、定。第12页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.13.2.1量值传递系统量值传递系统 量值系统的建立和执行，保证了国家计量行政机关自上量值系统的建立和执行，保证了国家计量行政机关自上而下的对量值进行合理的统一控制。企业要确保产品质量，而下的对量值进行合理的统一控制。企业要确保产品质量，增强市场竞争力，必须主动采取措施，保证量值的可靠。因增强市场竞争力，必须主动采取措施，保证量值的可靠。因此，在此，在GB/T9000“GB/T9000“质量管理和质量保证质量管理和质量保证”系列标准中，对企系列标准中，对企业的测量设备（器具）提出了业的测量设备（器具）提出了“溯源性

18、溯源性”的要求，即测量结果的要求，即测量结果必须具有能与国家计量基准或国际计量基准相联系的特性。必须具有能与国家计量基准或国际计量基准相联系的特性。所用计量器具要获得这一特性，就必须经过具有较高准确度所用计量器具要获得这一特性，就必须经过具有较高准确度的计量标准的检定，而该计量标准又需受到上一级计量标准的计量标准的检定，而该计量标准又需受到上一级计量标准的检定，逐级往上溯源，直至国家计量基准或国际计量基准，的检定，逐级往上溯源，直至国家计量基准或国际计量基准，实现企业的量值在国际范围内的合理的统一。实现企业的量值在国际范围内的合理的统一。第13页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸

19、传递尺寸传递3.2.13.2.1量值传递系统量值传递系统 1.1.长度的量值传递长度的量值传递 量值传递是量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定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（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致的方式”。我国长度量值传递系统如图我国长度量值传递系统如图3-13-1所示，从最高基准谱线向所示，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）和刻线量下传递，有两个平等的系

20、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。具（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广。第14页/共72页2023/2/22第15页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.13.2.1量值传递系统量值传递系统 2.2.角度的量值传递角度的量值传递 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（角是定值（2rad2rad或或360360）。因此，将整圆任意等分得）。因此，将整圆

21、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。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为了检定和测量需要，仍然要建立角度度量的基准 。第16页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.13.2.1量值传递系统量值传递系统第17页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.2 3.2.2 量块的基本知识量块的基本知识 使用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的精确度，但使用波长作为长度基准，虽然可以达到

22、足够的精确度，但因对复现的条件有很高的要求，不便在生产中直接用于尺寸的因对复现的条件有很高的要求，不便在生产中直接用于尺寸的测量。因此，需要将基准的量值按照定义的规定，复现在实物测量。因此，需要将基准的量值按照定义的规定，复现在实物计量标准器上。常见的实物计量标准器上。常见的实物计量标准器计量标准器有有量块（块规）量块（块规）和和线纹线纹尺。尺。1.1.其作用为：作为长度基准的传递媒介。其作用为：作为长度基准的传递媒介。1 1)检定和校准测量工具和量仪；检定和校准测量工具和量仪；2 2)相对测量时用来调整量具或量仪的零位；相对测量时用来调整量具或量仪的零位；3 3)用于精密测量、精密划线和精密

23、机床的调整。用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。第18页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.2 3.2.2 量块的基本知识量块的基本知识 2.2.量块的构成量块的构成 量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。其形状有长方体和圆柱体耐磨以及不易变形的其它材料制成。其形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。两种，常用的是长方体。长方体的量块有两个平行的测量面，其余为非测量面。测长方体的量块有两个平行的测量面，其余为非测量面。测量面极为光滑、平整，其表面粗糙度量面极为光滑

24、、平整，其表面粗糙度RaRa值达值达0.012m0.012m以上，以上，两测量面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标称两测量面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标称长度到长度到5.5mm5.5mm的量块，其公称值刻印在上测量面上；标称长的量块，其公称值刻印在上测量面上；标称长度大于度大于5.5mm5.5mm的量块，其公称长度值刻印在上测量面左侧较的量块，其公称长度值刻印在上测量面左侧较宽的一个非测量面上宽的一个非测量面上 。第19页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.2 3.2.2 量块的基本知识量块的基本知识第20页/共72页2023/2/22

25、3.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.2 3.2.2 量块的基本知识量块的基本知识 3.3.量块的精度（级）量块的精度（级）按国标按国标GB/T6093-2001GB/T6093-2001，量块按制造精度分量块按制造精度分6 6级，即级，即0000、0 0、1 1、2 2、3 3和和K K级，其中级，其中0000级精度最高，级精度最高，3 3级最低，级最低，K K级为校准级为校准级，级，主要根据量块长度极限偏差、量块长度变动量允许值、测量主要根据量块长度极限偏差、量块长度变动量允许值、测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的。面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的。量块生产

26、企业大都按量块生产企业大都按“级级”向市场销售量块。用量块长度极向市场销售量块。用量块长度极限限偏差（中心长度与标称长度允许的最大误差）控制一批相同规格偏差（中心长度与标称长度允许的最大误差）控制一批相同规格量块的长度变动范围；用量块长度变动量（量块最大长度与最小量块的长度变动范围；用量块长度变动量（量块最大长度与最小长度之差）控制每一个量块两测量面间各对应点的长度变动范围。长度之差）控制每一个量块两测量面间各对应点的长度变动范围。用户则按量块的标称尺寸使用量块。用户则按量块的标称尺寸使用量块。因此，按因此，按“级级”使用量块必使用量块必然然受到量块长度制造偏差的影响，将把制造误差带入测量结果

27、。受到量块长度制造偏差的影响，将把制造误差带入测量结果。第21页/共72页2023/2/22量块的“级”与“等”量量块块的的“级级”和和“等等”是是从从成成批批制制造造和和单单个个检检定定两两种种不不同同的的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。角度出发，对其精度进行划分的两种形式。按按“级级”使用时使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸寸，该尺寸包含其制造误差。包含其制造误差。按按“等等”使用时，使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，该尺寸不包含制造误差，但该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误

28、差。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就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多多。所所以以，量量块块按按“等等”使使用用时时其其精精度度比比按按“级级”使使用用要要高高，且能且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。第22页/共72页2023/2/22量块的“级”与“等”“级级”：制造精度，：制造精度，按按GB/T6093GB/T609320012001规定规定6 6级：级：0000、0 0、1 1、2 2、3 3和和K K。特点：按公称尺寸来使用量块。包含了量块的制造误差特点：按公称尺寸来使

29、用量块。包含了量块的制造误差和磨损误差。无修正值。和磨损误差。无修正值。“等等”：检定精度，：检定精度，有有1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6共六等。共六等。特点：按检定的实际尺寸来使用量块。包含了量块的测特点：按检定的实际尺寸来使用量块。包含了量块的测量误差。量误差。一定的一定的“等等”量块只能从一定的量块只能从一定的“级级”量块中检定出来。量块中检定出来。测量误差远小于制造误差测量误差远小于制造误差 ,按按“等等”使用量块其精度高于使用量块其精度高于按按“级级”使用使用.第23页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.2 3.2.2 量块的基本知识量

30、块的基本知识 4.4.量块的选用量块的选用 成套生产的量块共有成套生产的量块共有1717种套别种套别总块总块总块总块数数数数尺寸系列尺寸系列尺寸系列尺寸系列 mmmm间隔间隔间隔间隔mmmm块数块数块数块数总块数总块数总块数总块数尺寸系列尺寸系列尺寸系列尺寸系列 mmmm间隔间隔间隔间隔mmmm块数块数块数块数83830.50.51 11.0051.0051.011.491.011.491.51.91.51.92.09.52.09.51010010100-0.010.010.10.10.50.510101 11 11 149495 51616101091911.011.491.011.491.

31、51.91.51.92.09.52.09.510100101001.0011.0091.0011.0091 10.50.50.010.010.10.10.50.510100.000.001 1-49495 5161610109 91 11 1第24页/共72页2023/2/223.2 3.2 尺寸传递尺寸传递3.2.2 3.2.2 量块的基本知识量块的基本知识 量块的组合量块的组合 为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过一般不超过4545块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数开始

32、，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。例一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。例如，从如，从8383块一套的量块中选取尺寸为块一套的量块中选取尺寸为36.745mm36.745mm的量块组，选取的量块组，选取方法为：方法为：36.745 36.745 所需尺寸所需尺寸 1.0051.005 第一块量块尺寸第一块量块尺寸 35.7435.74 1.241.24 第二块量块尺寸第二块量块尺寸 34.5 34.5 4.54.5 第三块量块尺寸第三块量块尺寸 30.0 30.0 第四块量块尺寸第四块量块尺寸 第25页/共72页2023/2/22量块使用的注意事项pp量块必须在使用有效期内

33、，否则应及时送专业部门检定。量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。pp使使用用环环境境良良好好，防防止止各各种种腐腐蚀蚀性性物物质质及及灰灰尘尘对对测测量量面面的的损伤，影响其粘合性。损伤，影响其粘合性。pp分清量块的分清量块的“级级”与与“等等”，注意使用规则。，注意使用规则。pp所所选选量量块块应应用用航航空空汽汽油油清清洗洗、洁洁净净软软布布擦擦干干，待待量量块块温温度与环境温度相同后方可使用。度与环境温度相同后方可使用。pp轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。pp不不得得用用手手直直接接接接触触量量块块，以以免免造造成成汗

34、汗液液对对量量块块的的腐腐蚀蚀及及手温对测量精确度的影响。手温对测量精确度的影响。pp使使用用完完毕毕，应应用用航航空空汽汽油油清清洗洗所所用用量量块块，并并擦擦干干后后涂涂上上防锈脂存于干燥处。防锈脂存于干燥处。第26页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.13.3.1计量器具的分类计量器具的分类 1.1.标准量具标准量具 是一种具有固定形态、用以复现或提供一是一种具有固定形态、用以复现或提供一个或多个已知量值的器具。按用途的不同量具可分为以下几类：个或多个已知量值的器具。按用途的不同量具可分为以下几类：单值量具单值量具 只能体现一个单一量值

35、的量具。可校对和调整只能体现一个单一量值的量具。可校对和调整其它测量器具或作为标准量与被测量直接进行比较。如量块、其它测量器具或作为标准量与被测量直接进行比较。如量块、角度量块等。角度量块等。多值量具多值量具 可体现一组同类量值的量具。同样能校对和调可体现一组同类量值的量具。同样能校对和调整其它测量器具或作为标准量与被测量直接进行比较。如线纹整其它测量器具或作为标准量与被测量直接进行比较。如线纹尺、尺、9090角尺等。角尺等。第27页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.13.3.1计量器具的分类计量器具的分类 2.2.通通用用计计量量器器具具

36、 有有刻刻度度，可可测测量量一一定定范范围围内内各各种种尺尺寸寸的零件并得出具体数值。的零件并得出具体数值。我我国国习习惯惯上上将将结结构构比比较较简简单单的的测测量量仪仪器器称称为为通通用用量量具具。如如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。游标卡尺、外径千分尺、百分表等。量仪：量仪：是指能将被测量值转换成可直接观测的指示值或等是指能将被测量值转换成可直接观测的指示值或等效信息的测量器具，由效信息的测量器具，由测头测头(敏感元件敏感元件)、变换、放大、传递及、变换、放大、传递及指示指示等部分组成。等部分组成。按按结结构构可可分分为为：固固定定刻刻线线量量具具、卡卡尺尺类类量量仪仪、螺螺旋旋副副类类

37、量量仪仪、机机械械类类量仪、光学类量仪、气动类量仪、电动式量仪、光电式量仪、综合类量仪。量仪、光学类量仪、气动类量仪、电动式量仪、光电式量仪、综合类量仪。第28页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.13.3.1计量器具的分类计量器具的分类 3.3.专用计量器具专用计量器具 专门用来检验某种特定参数的量专门用来检验某种特定参数的量具。常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极限量规具。常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极限量规(没有刻没有刻度的，用以检验零件尺寸或形状、相互位置的专用检验工具。它只能判度的，用以检验零件尺寸或形状、相互位置的专用检验工

38、具。它只能判断零件是否合格，而不能得到具体数值的测量结果断零件是否合格，而不能得到具体数值的测量结果)，判断内螺纹或判断内螺纹或外螺纹合格性的螺纹量规，判断复杂形状的表面轮廓合格性外螺纹合格性的螺纹量规，判断复杂形状的表面轮廓合格性的检验样板，用模拟装配通过性来检验装配精度的功能量规的检验样板，用模拟装配通过性来检验装配精度的功能量规等等。等等。4.4.检验夹具检验夹具 也是一种量具、量仪和定位元件等组合的也是一种量具、量仪和定位元件等组合的专用检验工具，可迅速方便地检查更多或更复杂的参数。专用检验工具，可迅速方便地检查更多或更复杂的参数。第29页/共72页2023/2/22检验光滑圆柱孔的光

39、滑极限量规第30页/共72页2023/2/22中华人民共和国依法管理的中华人民共和国依法管理的主要长度计量器具主要长度计量器具 比长仪、干涉仪、稳频激光器，测长机，测长仪，比长仪、干涉仪、稳频激光器，测长机，测长仪，工具工具显微镜，显微镜，读数显微镜，光学计，测量用投影仪，三坐标测读数显微镜，光学计，测量用投影仪，三坐标测量量仪、球径仪样板，圆度仪，锥度测量仪，孔径测量仪，比仪、球径仪样板，圆度仪，锥度测量仪，孔径测量仪，比较较仪，测微仪，光学仪器检具，仪，测微仪，光学仪器检具，量块，尺，量块，尺，基线尺，线纹尺，基线尺，线纹尺，光栅尺，光栅测量装置，磁尺，容栅尺，水准标尺感应同光栅尺，光栅测

40、量装置，磁尺，容栅尺，水准标尺感应同步步器，测绳，器，测绳，卡尺、千分尺，百分表，卡尺、千分尺，百分表，千分表，测微计，小千分表，测微计，小孔孔内径表，平晶，刀口尺，棱尺、平尺、测量平板准直仪，内径表，平晶，刀口尺，棱尺、平尺、测量平板准直仪，调调度块，角度规，度块，角度规，直角尺，直角尺，正弦尺，正弦尺，方箱、水平仪、方箱、水平仪、象限仪，象限仪，直角尺检定仪，水平仪检定器、塞规，卡规、环规，圆椎直角尺检定仪，水平仪检定器、塞规，卡规、环规，圆椎套套规，塞尺，半径样板，螺纹量规，螺纹样板，三针，规，塞尺，半径样板，螺纹量规，螺纹样板，三针，粗糙粗糙度度样板，样板，粗糙度测量显微镜，表面轮廓仪

41、，齿轮渐开检查仪，粗糙度测量显微镜，表面轮廓仪，齿轮渐开检查仪，齿轮周节检查仪，齿轮基节检查仪齿轮周节检查仪，齿轮基节检查仪 ，万能测齿仪万能测齿仪第31页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.23.3.2计量器具的基本度量指标计量器具的基本度量指标 1.1.刻线间距刻线间距 测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间的距离。为便于读数，一般做成刻线间距为的距离。为便于读数，一般做成刻线间距为0.750.752.5mm2.5mm的的等距离刻线。等距离刻线。2.2.分度值分度值 测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表

42、的量值测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值之差。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之之差。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之差为差为0.01mm0.01mm，则该测量器具的分度值为，则该测量器具的分度值为0.01mm0.01mm。分度值是。分度值是一种测量器具所能直接读出的最小单位量值，它反映了读数精一种测量器具所能直接读出的最小单位量值，它反映了读数精度的高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度高低。度的高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度高低。3.3.测量范围测量范围 在允许不确定度内，测量器具所能测量的在允许不确定度内，测量器具所能测量的被测量值的下

43、限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量被测量值的下限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量范围有范围有0 025mm25mm、252550mm50mm等，机械式比较仪的测量范围等，机械式比较仪的测量范围为为0 0180mm180mm，如图所示。，如图所示。第32页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.23.3.2计量器具的基本度量指标计量器具的基本度量指标第33页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.23.3.2计量器具的基本度量指标计量器具的基本度量指标 4.4.示示值值范范围围 示示值

44、值由由测测量量器器具具所所指指示示的的被被测测量量值值。由由测量测量器器具具所所显显示示或或指指示示的的最最低低值值到到最最高高值值的的范范围围。如如机机械械式式比比较仪较仪的的示示值值范范围围为为-0.1-0.1+0.1mm+0.1mm（或或0.1mm0.1mm），如如图图 3-3-5 5 所所示。示。5.5.灵灵敏敏度度 计计量量器器具具反反映映被被测测几几何何量量微微小小变变化化的的能能力力。如如果果被被测测参参数数的的变变化化量量为为LL，引引起起测测量量器器具具示示值值变变化化量量为为bb，则则灵灵敏敏度度S=b/LS=b/L。当当分分子子分分母母为为同同一一类类量量时时，灵灵敏敏度

45、度又又称称放大比放大比K K。6.6.示示值值误误差差 测测量量仪仪器器的的示示值值与与被被测测量量的的真真值值之之差差。示值示值误误差差是是测测量量仪仪器器本本身身各各种种误误差差的的综综合合反反映映。因因此此，仪仪器器示示值范值范围围内内的的不不同同工工作作点点，示示值值误误差差是是不不相相同同的的。一一般般可可用用适适当当精度精度的量块或其它计量标准器，来检定测量器具的示值误差。的量块或其它计量标准器，来检定测量器具的示值误差。第34页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.23.3.2计量器具的基本度量指标计量器具的基本度量指标 7.7.

46、校正值校正值 为校正计量器具系统测量误差，用代数法加为校正计量器具系统测量误差，用代数法加到测量结果上的值，与计量器具系统测量误差的绝对值相等而到测量结果上的值，与计量器具系统测量误差的绝对值相等而符号相反。符号相反。8.8.回程误差回程误差 在相同条件下，被测量值不变，测量器具行在相同条件下，被测量值不变，测量器具行程方向不同时，两示值之差的绝对值。它是由测量器具中测量程方向不同时，两示值之差的绝对值。它是由测量器具中测量系统的间隙、变形和磨擦等原因引起的。系统的间隙、变形和磨擦等原因引起的。9.9.重复精度重复精度 在相同的测量条件下，对同一被测参数多次在相同的测量条件下，对同一被测参数多

47、次重复测量，其结果的最大差异。反映的是测量仪器的工作稳定重复测量，其结果的最大差异。反映的是测量仪器的工作稳定性。仪器给予出非常相似响应的能力。性。仪器给予出非常相似响应的能力。10.10.测量力测量力 在接触式测量过程中，测量器具测头与被测在接触式测量过程中，测量器具测头与被测量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力太小量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力太小会影响接触的稳定性。会影响接触的稳定性。第35页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.23.3.2计量器具的基本度量指标计量器具的基本度量指标 1111灵灵敏敏阈

48、阈 引引起起测测量量器器具具示示值值可可觉觉察察变变化化的的被被测测量量值的值的最小变化量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。最小变化量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。12.12.允许误差允许误差 技术规范、规程对给定计量器具所允技术规范、规程对给定计量器具所允许的许的误差的极限值。误差的极限值。13.13.稳定度稳定度 在规定的工作条件下，计量器具保持其在规定的工作条件下，计量器具保持其计量计量特性恒定不变的程度。特性恒定不变的程度。14.14.分辨力分辨力 计量器具指示装置可以有效辨别所指计量器具指示装置可以有效辨别所指示的示的紧密相邻量值的能力的定量表示。紧密相邻量值的能

49、力的定量表示。第36页/共72页2023/2/223.3 3.3 计量器具和测量方法计量器具和测量方法3.3.3 3.3.3 测量方法的分类测量方法的分类 1.1.按所测得的量（参数）是否为欲测之量分类按所测得的量（参数）是否为欲测之量分类 直直接接测测量量 从从测测量量器器具具的的读读数数装装置置上上得得到到欲欲测测之之量量的数的数值值或或对对标标准准值值的的偏偏差差。例例如如用用游游标标卡卡尺尺、外外径径千千分分尺尺测测量量外外圆圆直径，用比较仪测量长度尺寸等。直径，用比较仪测量长度尺寸等。间接测量间接测量 先测出与欲测之量有一定函数关系的相先测出与欲测之量有一定函数关系的相关关量，然后按

50、相应的函数关系式，求得欲测之量的测量结果。量，然后按相应的函数关系式，求得欲测之量的测量结果。一般来说，直接测量比间接测量（受计算公式和计算一般来说，直接测量比间接测量（受计算公式和计算精度精度影响）的精度高，无法进行直接测量的场合采用间接测量。影响）的精度高，无法进行直接测量的场合采用间接测量。第37页/共72页2023/2/22间接测量举例 例例如如用用“弦弦高高法法”测测量量大大尺尺寸寸圆圆柱柱体体的的直直径径，由由弦弦长长S S与与弦高弦高HH的测量结果，可求得直径的测量结果，可求得直径D D的实际值，如图所示。由的实际值，如图所示。由图可得图可得 对上式微分后，得到测量结果的测量误差