第2章 测量技术基础.

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1、第第2章章测量技术基础测量技术基础测量的基本概念测量的基本概念尺寸的传递尺寸的传递测量方法与计量器具测量方法与计量器具测量误差及数据处理测量误差及数据处理测量技术中的基本原则简介测量技术中的基本原则简介2.12.1 测量的基本概念测量的基本概念一个完整的测量过程由四个部分组成，即测量过程四要素：一个完整的测量过程由四个部分组成，即测量过程四要素：o 1、测量对象或被测量：、测量对象或被测量：o 2、测量单位或标准量：、测量单位或标准量：o 3、测量方法、测量方法o 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。 测量结果应该用被测量与单位量的比值测量结果应该用

2、被测量与单位量的比值x x（测得值）和表达（测得值）和表达该测值准确度的该测值准确度的“测量不确定度测量不确定度”u u表达为：表达为：x xu u 例如：轴径：（例如：轴径：（300.05)mm。 测量：将被测量与作为单位或标准的量进行比较测量：将被测量与作为单位或标准的量进行比较,从而确定二从而确定二者比值的实验过程者比值的实验过程.即：即：L=qE。E即为标准量，即为标准量，q为比值。为比值。2.22.2 尺寸的传递尺寸的传递长度的基本单位名称是长度的基本单位名称是“米米”（m）。）。 一、长度单位与计量基准一、长度单位与计量基准19831983年年第第1717届国际计量大会给米下了第三

3、次定届国际计量大会给米下了第三次定义，规定：义，规定：“米米”是在真空中在是在真空中在1/299 792 1/299 792 458s458s的时间间隔内行进路程的长度。的时间间隔内行进路程的长度。二、尺寸传递系统二、尺寸传递系统我国长度量值传递系统如我国长度量值传递系统如图图4-1所示，从最高基准谱线向下所示，从最高基准谱线向下传递，有两个平等的系统，即传递，有两个平等的系统，即端面量具（量块）和刻线量具端面量具（量块）和刻线量具（线纹尺）系统（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广。其中尤以量块传递系统应用最广。常见的实物计量标准器有量块（块规）和线纹尺。常见的实物计量标准器有量块（块

4、规）和线纹尺。二、尺寸传递系统（二、尺寸传递系统（2）国家基准：国家基准： 根据定义复现和保存计量单位并具有最高计量特性，经国家根据定义复现和保存计量单位并具有最高计量特性，经国家检定、批准作为统一全国量值最高依据的计量器具。检定、批准作为统一全国量值最高依据的计量器具。副基准：副基准： 通过与国家基准比对或校准来确定其量值，并经国家检定、通过与国家基准比对或校准来确定其量值，并经国家检定、批准的计量器具。批准的计量器具。工作基准：工作基准： 通过与国家基准或副基准比对或校准，用以检定计量标准的计通过与国家基准或副基准比对或校准，用以检定计量标准的计量器具。量器具。三、量块三、量块量块的构成量

5、块的构成 量块是一种端面单值量具，它一量块是一种端面单值量具，它一般用铬锰钢等特殊合金钢或线膨般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，常用状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。的是长方体。 两相互平行的测量面之间的距离两相互平行的测量面之间的距离为量块的工作尺寸，称之为标称为量块的工作尺寸，称之为标称长度（公称尺寸）。长度（公称尺寸）。 量块是定尺寸量具，一个量块只量块是定尺寸量具，一个量块只有一个尺寸。有一个尺寸。三、量块三、量块量块的选用量块的选用o 量块是成套生产

6、的。量块是成套生产的。p 根据根据GB609385的规定，的规定，量块共有量块共有17种套别，每套的块数分种套别，每套的块数分别为别为91、83、46、12、10、8、6、5等。等。下表所列为下表所列为83块组和块组和91块组一套的量块的尺寸系列块组一套的量块的尺寸系列。例如，从例如，从83块一套的量块中选取尺寸为块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方法为：的量块组，选取方法为： 36.745 所需尺寸所需尺寸 1.005 第一块量块尺寸第一块量块尺寸 35.74 1.24 第二块量块尺寸第二块量块尺寸 34.5 4.5 第三块量块尺寸第三块量块尺寸 30.0 第四块量块尺寸

7、第四块量块尺寸 三、量块三、量块量块的组合量块的组合p 选用量块时，选用量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数开始应从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。块至少应减去所需尺寸的一位尾数。p 量块具有可粘合特性，利用此特性可使不同尺寸的量块组合量块具有可粘合特性，利用此特性可使不同尺寸的量块组合成所需要的尺寸。为了减少量块的组合误差，成所需要的尺寸。为了减少量块的组合误差，应尽量减少量应尽量减少量块的组合块数，一般不超过块的组合块数，一般不超过4 4块。块。三、量块三、量块量块的精度量块的精度o按国标按国标GB6093-85，量块按制造精度分量块按制造精度分

8、6级，即级，即00、0、1、2、3和和K级，其中级，其中00级精度最高，级精度最高，3级最低，级最低，K级为校准级。级为校准级。o分级的主要根据量块中心长度极限偏差、量块长度变动量的分级的主要根据量块中心长度极限偏差、量块长度变动量的允许值和粘合性等。允许值和粘合性等。o标准规定了量块按其标准规定了量块按其检定精度分为六等检定精度分为六等，即：即： 1、2、3、4、5、6等，其中等，其中1等精度最高，等精度最高，6等精等精度最低。度最低。o分等的主要依据量块中心长度测量的极限偏差和分等的主要依据量块中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差来划分的。平面平行性允许偏差来划分的。三、量块三、量块

9、量块的量块的“级级”与与“等等” 量块的量块的“级级”和和“等等”是从成批制造和单个检定两种不是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。 按按“级级”使用使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸尺寸，该尺寸包含其制造误差包含其制造误差。按按“等等”使用使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，时，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多

10、。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，所以，量块按量块按“等等”使用时其精度比按使用时其精度比按“级级”使用要高，使用要高，且且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。四、角度传递系统四、角度传递系统o角度基准与长度基准有本质的区别。角度基准与长度基准有本质的区别。由于常用角度单位（度）由于常用角度单位（度）是由圆周角定义的，即圆周角是由圆周角定义的，即圆周角=360，弧度与度、分、秒又，弧度与度、分、秒又有确定的换算关系，因此，无需建立角度的自然基准。有确定的换算关系，因此，无需建立角度的自然基准。o机械制造业中，

11、机械制造业中，常用的角度基准有多面棱体、测角仪或分度常用的角度基准有多面棱体、测角仪或分度头。多面棱体有头。多面棱体有4，8，12，24，36，72面等。面等。多面棱体主多面棱体主要用于检定角度测量仪器和精密圆周度盘。要用于检定角度测量仪器和精密圆周度盘。o与长度基准中的量块相似，在实际工作中也常采用角度量块与长度基准中的量块相似，在实际工作中也常采用角度量块检定一般角度测量器具或直接测量零件。检定一般角度测量器具或直接测量零件。o利用适当的夹具，可以将若干角度量块的工作角累加，以获利用适当的夹具，可以将若干角度量块的工作角累加，以获得要求的角度。角度量块常与其夹具一起成套供应。得要求的角度。