几何量公差与测量技术第三章 几何量测量基础 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。3.1 概述3.1.2 测量的基本要素：n “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 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 值的过程。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=qun 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 量器具）和测量精度等四个要素。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”。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。3.2.2 量块1. 量块的构成：n 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0.012m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。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、 1、2、3和K级，其中00级精度最高，3级最低，K级为校 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 、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低。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 。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 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 1.24 第二块量块尺寸 4.5 .第三块量块尺寸 30.0 第四块量块尺寸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。 3.2.3 角度的量值传递n角度基准与长度基准有本质的区别。n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（2rad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。n为了检定和测量需要，仍然要建立角度度量的基准 。3.3 计量器具与测量方法3.3.1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： 单值量具：只能体现一个单一量值的量具。如量块、角度量块。 多值量具：可体现一组同类量值的量具。如线纹尺、90角尺。 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。 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。3.3 计量器具与测量方法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直接测量 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的 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dH弦高H的测量误差。 3.3.3 测量方法分类2、按测量结果的读数值不同分类绝对测量：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接触测量：非接触测量4、按测量在工艺过程中所起作用分类主动测量被动测量5、按零件上同时被测参数的多少分类单项测量综合测量6、按被测工件在测量时所处状态分类静态测量动态测量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： 其中：x为实际值，0为真值2相对误差：3.4.2 测量误差的种类根据测量误差的性质、出现的规律和特点，可分为三大类，即系统误差、随机误差和粗大误差。1、系统误差 ： 2、随机误差 ：满足统计规律，即具有有界性、对称性、抵偿性、单峰性。呈正态分布： 其中： 3、粗大误差 ： 这种显著歪曲测得值的粗大误差应尽量避免，且在一系列测得值中按一定的判别准则予以剔除。 3.5 测量不确定度n 所谓不确定度就是“表示测量结果中合理赋予被测量值的一个分散性 参数”，也就是说“测量不确定度是表征被测量的真值所处量值范围 的估计”。受随机误差和系统误差的影响，不确定度的存在是必然的 。n因测量误差的存在，经过测量和数据处理后得到的测量结果，实质上 是对被测量真值的估计。所以，一个完整的测量结果应包括测量值及 其不确定度的说明。即n LUn 式中 L对已定系统误差进行修正后的测量值；n U测量的总不确定度。游标卡尺作业n习题：3-1，3-2，3-3，3-4，3-5