第5章测量技术基础.pptx
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1、南京理工大学机械工程学院5.1 5.1 概论概论5.1.1 测量技术测量技术 测量技术包括:测量技术包括:测量测量和和检验。检验。机械制造中主要机械制造中主要指对零件的几何形状参数的测量和检验,主要包括指对零件的几何形状参数的测量和检验,主要包括长度、角度、几何形状、相互位置、表面粗糙度等长度、角度、几何形状、相互位置、表面粗糙度等的测量和检验。的测量和检验。1)检验:)检验:指对确定被测的几何参数是否在规定的指对确定被测的几何参数是否在规定的验收极限范围内,判断是否合格。验收极限范围内,判断是否合格。2)测量测量:将被测量量与作为测量单位的标准进行将被测量量与作为测量单位的标准进行比较从而确
2、定被测量量的过程比较从而确定被测量量的过程南京理工大学机械工程学院3)测量过程的四要素:测量过程的四要素:被测量对象:测量对象主要对象是几何量,即长测量对象主要对象是几何量,即长度,角度,表面粗糙度,形位误差等度,角度,表面粗糙度,形位误差等测量单位:长度法定单位是米导出单位,有长度法定单位是米导出单位,有毫米、毫米、厘米、微米厘米、微米。角度单位。角度单位用度、分、秒用度、分、秒。测量方法:指测量时所根据的原理,以及所用的指测量时所根据的原理,以及所用的计量器具和测量条件的总和。计量器具和测量条件的总和。测量精度:是指测量结果与真实结果的一致性。是指测量结果与真实结果的一致性。在机械测量中,
3、除角度外一般都是用线值表示,在机械测量中,除角度外一般都是用线值表示,因此长度是最基本的几何量。因此长度是最基本的几何量。南京理工大学机械工程学院5.1.25.1.2长度基准长度基准 我国法定长度计量基本单位是我国法定长度计量基本单位是米(米(m),机械制造中常,机械制造中常用单位是用单位是毫米(毫米(mm),测量技术中常用,测量技术中常用微米(微米(m)。1)米的定义:米的定义:光在真空中与光在真空中与1/299792458S时间内的行程长度,精确时间内的行程长度,精确度提高到度提高到11011。2)长度尺寸传递:长度尺寸传递:光波基准光波基准计量器具(量具、量仪)计量器具(量具、量仪)工件
4、尺寸工件尺寸 计量器具要求:计量器具要求:有一定的测量精度,并且与长度基准有一定的测量精度,并且与长度基准保持一定的传递性。保持一定的传递性。南京理工大学机械工程学院3)量块量块量块量块又叫又叫块规,块规,是长度尺寸传递的实物基准,是长度尺寸传递的实物基准,一种平面平行端面器具。一种平面平行端面器具。作用:作用:用于量仪的校准和检定;用于量仪的校准和检定;用于相对测量是校正量仪或量具零位;用于相对测量是校正量仪或量具零位;用于精密设备的调整和精密件的测量。用于精密设备的调整和精密件的测量。特点:特点:具有两个精加工平面,具有尺寸精度高,具有两个精加工平面,具有尺寸精度高,稳定性好,不易变形,硬
5、度高,耐磨性好,精加工稳定性好,不易变形,硬度高,耐磨性好,精加工面有粘合性。常用铬锰钢制造。面有粘合性。常用铬锰钢制造。精度等级分六级精度等级分六级:00,0,1,2,3,K南京理工大学机械工程学院5.2 计量器具与测量方法计量器具与测量方法5.2.1.计量器具计量器具计量器计量器具具是是量具量具,量仪量仪和其它用于测量目的的测量装置的和其它用于测量目的的测量装置的总称。总称。1.量具:量具:指以固定形式复现量值的计量器具。如量块,线指以固定形式复现量值的计量器具。如量块,线纹米尺等。纹米尺等。2.量仪:量仪:能将被测量量转化成可直接测量的指示值或等效能将被测量量转化成可直接测量的指示值或等
6、效信息的计量器。按结构特点分可分为:信息的计量器。按结构特点分可分为:卡尺类卡尺类、微动螺旋微动螺旋类类(如千分尺等)、(如千分尺等)、机械类机械类(如百分表、千分表、杠杆表(如百分表、千分表、杠杆表等)、等)、光学机械类光学机械类(如工具显微镜、光栅尺、投影仪、干(如工具显微镜、光栅尺、投影仪、干涉仪等)、涉仪等)、电动类电动类(如电动轮廓仪等)、(如电动轮廓仪等)、机电光综合类机电光综合类(如三坐标测量仪等)。(如三坐标测量仪等)。3.测量装置:指为了确定被测量值所必须的测量器具和辅指为了确定被测量值所必须的测量器具和辅助设备的总和。助设备的总和。南京理工大学机械工程学院5.2.2 测量方
7、法 按被测量值是否通过测量示值读出,可分为按被测量值是否通过测量示值读出,可分为直接直接测量法测量法和和间接测量法间接测量法。直接测量又分为:直接测量又分为:绝对测量绝对测量相对测量相对测量南京理工大学机械工程学院激光扫描:激光扫描:非接触式,精度较低(丝级),可以获得大量非接触式,精度较低(丝级),可以获得大量数据。数据。工业工业CT:通过射线对被测物的断层扫描通过射线对被测物的断层扫描,计算机层析成计算机层析成象检测象检测,精度较低(丝级),精度较低(丝级)。5.2.2 测量方法测量方法按被测量零件表面与测量仪之间是否有机械力的作用,可按被测量零件表面与测量仪之间是否有机械力的作用,可分为
8、分为接触法测量接触法测量和和非接触法测量非接触法测量。按零件上同时被测量参数的多少,可分为按零件上同时被测量参数的多少,可分为综合测量综合测量和和单项单项测量测量。按测量技术在机械制造中的作用,可分为按测量技术在机械制造中的作用,可分为被动测量法被动测量法和和主主动测量法动测量法。按测量体表面是否与测量头之间是否存在相对运动,可分按测量体表面是否与测量头之间是否存在相对运动,可分为为静态测量法静态测量法和和动态测量法动态测量法。三坐标测量机:三坐标测量机:接触式,精度高(微米级)接触式,精度高(微米级)南京理工大学机械工程学院5.3 计量器具的参数与特性计量器具的参数与特性量具的量具的标准值标
9、准值:是指量具上标注的量值。是指量具上标注的量值。计量器的计量器的示值示值:是指计量器具所指示的测量值。:是指计量器具所指示的测量值。刻度刻度:计量器具上指示不同量值的标注组合。:计量器具上指示不同量值的标注组合。刻度间距刻度间距c:标尺或刻度盘上相邻刻度中心的距离。:标尺或刻度盘上相邻刻度中心的距离。分度值分度值i:相邻刻度线所代表的量值之差。相邻刻度线所代表的量值之差。示值范围示值范围:由计量所显示或指示最低和最高值的范围。:由计量所显示或指示最低和最高值的范围。测量范围测量范围:是指测量器具所能测量出的被测量对象的最是指测量器具所能测量出的被测量对象的最大值和最小值的范围。大值和最小值的
10、范围。灵敏度灵敏度k:量仪对被测量对象的反映能力量仪对被测量对象的反映能力k=c/i南京理工大学机械工程学院5.3 计量器具的参数与特性计量器具的参数与特性测量力测量力:测量中测量头与被测量对象之间的力的作用。测量中测量头与被测量对象之间的力的作用。修正值修正值:为消除系统误差用代数方法加到测量结果上的为消除系统误差用代数方法加到测量结果上的值。值。精度特征指标:精度特征指标:示值误差示值误差:量具的标称值或示值与被测量之间的差值。量具的标称值或示值与被测量之间的差值。示值变动:示值变动:在条件不变的情况下对同一对象多次测量时在条件不变的情况下对同一对象多次测量时其结果的最大差异。其结果的最大
11、差异。回程误差:回程误差:对同一测量对象进行正反两方面测量时,在对同一测量对象进行正反两方面测量时,在同一点上测量结果之差的绝对值。同一点上测量结果之差的绝对值。灵敏限(迟钝度):灵敏限(迟钝度):引起量仪示值可观察到的变化的测引起量仪示值可观察到的变化的测量值的最小变动量。量值的最小变动量。仪器不确定度:仪器不确定度:在规定条件下测量时由于测量误差的存在规定条件下测量时由于测量误差的存在,被测量值的不确定度。用误差极限来表示。在,被测量值的不确定度。用误差极限来表示。南京理工大学机械工程学院5.4 测量器具的选择测量器具的选择5.4.1 5.4.1 测量器具的选用原则测量器具的选用原则.按被
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