几何量公差与测量技术

几何量公差与测量技术第三章 几何量测量基础

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3.1 概述3.1.1 测量和检验 “检测”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。检测的方法可以分为两类：定性 检验和定量测试。 定性检验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。定量测试的方法是在对 被检验对象进行测量后，得到其实际值并判断其是否合格 的方法。

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3.1 概述3.1.2 测量的基本要素： 测量的基本要素： “测量”是以确定量值为目的的全部操作。 测量 过程实际上就是 测量”是以确定量值为目的的全部操作。 一个比较过程，也就是将被测量与标准的单位量进行比较，确定其比 一个比较过程，也就是将被测量与标准的单位量进行比较， 值的过程。 值的过程。 若被测量为L 计量单位为u 确定的比值为q 若被测量为L,计量单位为u,确定的比值为q,则测量可表示 为 L=q u 一个完整的测量过程应包含被测量、计量单位、测量方法( 一个完整的测量过程应包含被测量、计量单位、测量方法(含测 被测量 量器具)和测量精度等四个要素 等四个要素。 量器具)和测量精度等四个要素。

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3.2 长度单位与计量基准3.2.1 长度量值传递系统 1.米的定义： 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“米”,其单位符号为“m”。 1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义，规定：“米”是在 真空中在1/299792458s的时间间隔内行进路程的长度。 2.长度量值传递系统 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”。

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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。

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3.2.2 量块1. 量块的构成： 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Ra值达0.012μm以上，两测量面之间的距 滑、平整，其表面粗糙度Ra值达0.012μm以上，两测量面之间的距 离即为量块的工作长度(标称长度)。 2. 量块的用途： 作为长度尺寸标准的实物载体。 作为标准长度标定量仪，检定量仪的示值误差。 相对测量时以量块为标准，用测量器具比较量块与被测尺寸的差值。 也可直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。

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3.2.2 量块3. 量块的精度(级):

按国标GB6093-85,量块按制造精度分6级，即00、0、 按国标GB6093-85,量块按制造精度分6级，即00、 1、2、3和K级，其中00级精度最高，3级最低，K级为校 级，其中00级精度最高，3级最低，K 准级。 4. 量块的精度(等): 标准规定了量块按其检定精度分为六等，即1、2、3、4、 标准规定了量块按其检定精度分为六等，即1 5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低。 等，其中1等精度最高，6 5. 量块的“级”与“等”: 就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得 多。所以，量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要 高，且能在保持其原有使用精度的基础上延长其使用寿命。

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3.2.2 量块6. 量块的选用： 量块是定尺寸量具，一个量块只有一个尺寸。为了满足一定范围的 不同要求，量块可以利用其测量面的高精度所具有粘合性，将多个量 块研合在一起，组合使用。 7. 量块的组合： 尽量减少量块的组合块数，一般不超过4块。例如，从83块一套的量 尽量减少量块的组合块数，一般不超过4块。例如，从83块一套的量 块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方法为： 块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方法为： 36.745 …………所需尺寸- 1.005 ………… 第一块量块尺寸 …………所需尺寸- - 1.24 ………… 第二块量块尺寸 - 4.5 30.0 ………….第三块量块尺寸 ………….第三块量块尺寸 ……… 第四块量块尺寸

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3.2.2 量块8. 量块使用的注意事情项： 量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。 使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤，影响其 粘合性。 分清量块的“级”与“等”,注意使用规则。 所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度与环境温度 相同后方可使用。 轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。 不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精 确度的影响。 使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防锈脂存于干 燥处。

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3.2.3 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° 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 。

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3.3 计量器具与测量方法3.3.1测量器具的分类 3.3.1测量器具的分类： 测量器具的分类： 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： ⑴单值量具：只能体现一个单一量值的量具。如量块、角度量块。 ⑵多值量具：可体现一组同类量值的量具。如线纹尺、90°角尺。 多值量具：可体现一组同类量值的量具。如线纹尺、90° ⑶专用量具：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，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。 ⑷通用量具：我国习惯上将结构比较简单的测量仪器称为通用量具。 如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。

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3.3 计量器具与测量方法测量器具的技术性能指标： 3.3.2 测量器具的技术性能指标 量具的标称值： 刻线间距： 分度值： 示值： 示值范围： 测量范围： 测量力 示值误差 回程误差

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3.3.3 测量方法分类1、按所测得的量(参数)是否为欲测之量分类 ⑴直接测量 ⑵ 间接测量 间接测量举例： 例如用“弦高法”测量大尺寸圆柱体的直径，由弦长S与弦高H 例如用“弦高法”测量大尺寸圆柱体的直径，由弦长S与弦高H的 测量结果，可求得直径D 测量结果，可求得直径D的实际值，如图所示。 由图可得： 对上式微分后，得到测量结果的测量误差为： 式中 dS——弦长S的测量误差 dS——弦长S dH——弦高H的测量误差。 dH——弦高H

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3.3.3 测量方法分类2、按测量结果的读数值不同分类 ⑴绝对测量： ⑵相对测量： 3、按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分类 ⑴接触测量： ⑵非接触测量 4、按测量在工艺过程中所起作用分类 ⑴主动测量 ⑵被动测量 5、按零件上同时被测参数的多少分类 ⑴单项测量 ⑵综合测量 6、按被测工件在测量时所处状态分类 ⑴静态测量 ⑵动态测量

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= x µ0

3.4 测量误差和数据处理

3.4.1 测量误差及其表示法 1.绝对误差：

= x µ0其中：x为实际值，μ0为真值 其中：x为实际值，μ0为真值

2.相对误差：

ε=

µ0

×100%