2022年测量技术基础train .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一 測 量 技 術 基 礎測 量 的 基 本 概 念 測量,就是把被測量與复現計量單位的標準量進行比較,從而確定被測量量值的過程;按其比較特點,可將 測量進一步分為檢驗和測量;檢驗的特點是:只能確定被測量是否要規定的极限範圍之內 即合格性判斷 ,而不能得出被測量的具體數值;測量的特點是:測量結果為被測量的具體數值 以測量單位的倍數或分數表示 ;測量過程包括四要素:被測對象、測量單位、測量方法和測量精度等;測量方法是指測量時所採用的方法、計量器具和測量條件的綜合;測量精度是指測量結果與其真值的一样程 度;任何測量過程都不行防止地存在測量誤差,但是
2、,只要誤差足夠小,就可以認為測量結果是牢靠的;呎寸傳遞是指標準長度與被測長度之間的聯系關系;按基準概念,呎寸傳遞關係可表示為:國際基準 國 被測零件;家基準 工作基準 工作器具第 一 節 常 用 量 具 及 儀 器一、量塊和极限量規 量塊有時稱塊規,多制成長方體,量塊有兩個特别光潔且平面度很高的平行平面,這是它的測量面,上測量 面中點到下測量面的垂直距離是量塊的工作呎寸;极量規 通止規 用來判斷零件的加工誤差是否在极限範圍之內;它分別按被測實際呎寸的兩個极限呎寸制 造;按最大實體呎寸製造的稱為通端;按最小實體呎寸製造的稱為止端;測量時分別使用通端和止端,能被通端 通過又不能被止端通過的被測呎寸
3、才是合格的呎寸;游標尺和千分尺 二、1. 游標尺按其用途可分為三類:游標卡、游標深度尺和游標高度尺;2. 千分尺常用的有:外徑千分尺、內徑千分尺和深度千分尺;三、百分表和千分表 0.01mm,后者為 0.001mm和 0.002mm;百分表和千分表的結構相類似,只是分度值不同;前者為 四、万能精度密量儀 万能精密量儀包括万能測長儀、工具顯微鏡、投影儀和光學分度頭等;第 二 節 測 量 方 法測量方法是指測量時所采纳的測量原理、測量器具和測量條件的總和;在實際工作中,往往單純從獲得結果 的方式來懂得測量方法,它可按不同特点分類;名师归纳总结 一、按獲得結果的方式分類第 1 页,共 27 页1.直
4、接測量被測幾何量的數值直接由計量器具讀出;間接測量被測幾何量的數值由實測幾何量的數值按肯定的函數關係式運算后獲得;2.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 二、按比較的方式分類1. 絕對測量被測量的整個數值可以直接從測量器具上讀出;2. 相對測量(比較測量)測量時先用標準器調整計量器具的零位,再由刻度尺讀出被測量幾何量相對於標準器的偏差;三、按同時測量被測幾何量參數的多少分類1. 單項測量分別而獨立地測量工件上各個幾何量;2. 綜合測量同時測量工件上某些相關的幾何量的綜合狀態,以判斷綜合結果是否合格;綜合測量的效率高,能反映工件上一些誤差的綜合結果,適用於
5、只要判斷工件是否合格的場合,當需要分析加工過程中產生廢品的缘由時,應采纳單項測量;四、按測量時是否有機械測量力分類1. 接觸測量計量器具的測頭與被測表面以機械測量力接觸;為了保證接觸的牢靠性,測量力是必要的,但它可能使測量器具或工件產和變形,從而造成測量誤差;特别對於軟金屬或薄結構等易變形工件,接觸測量可能因變形造成較大的測量誤差,或劃傷工件表面;2. 非接觸測量計量器具的測頭與被測表面不接觸,不存在機械測量力;五、按測量目的分類1. 主動測量 工序測量 在零件加工過程中進行的測量,其測量結果用於掌握零件的加工過程,決定零件是否需要繼續加工或調整機床,以便及時防止廢品的產生;2. 被動測量零件
6、加工完成后進行的測量,其測量結果主要用來發現並剔除廢品;六、按被測件與測量頭在測量過程中的狀態分類1. 靜態測量測量時,被測表面與測量頭相對靜止;2. 動態測量測量時,被測表面測量頭之間有相對運動,它能反映被測參數的變化過程;七、按測量條件的情況分類1. 等精度測量在測量過程中,決定測量精度的全部因素或條件不變;例如由同一個人,用同一臺機器,在同樣的條件下,以同樣方法,同樣仔細地測量同一個量,求測量結果平均值時所依據的測量次數也相同,因而可以認為每一測量結果的牢靠性和精確程度都是相同的;在一般情況下,為了簡化測量結果的處理,大家采用等精度測量;2. 不等精度測量在測量過程中,決定測量精度的全部
7、因素或條件可能完全改變或部分改變;顯然,其測量結果的牢靠性與精確程度各不相同;第 三 節 測 量 誤 差 和 數 據 處 理一、測量誤差的概念1. 測量誤差是測得值與正確值之差,即:測量誤差測得值正確值(真值),按測量誤差出現的規律分:A. 系統誤差:它是由一個或幾個確定的因素引起的誤差,有肯定的規律性,可根據其產生缘由实行肯定的技術措施予以排除,或減小它的影響;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - B. 偶然誤差:(又稱隨機誤差)它是由不易掌握的多種因素造成的誤差;誤差的大小和方向具有有隨機性;C. 粗大誤差:指超出
8、在規定條件下預計的測量誤差,即歪曲測量結果的誤差;造成粗大誤差的原因,有主觀上的缘由,如讀數不正確或操作不正確;也有客觀上的缘由,如外界突然干擾;2. 精度是和誤差相對的概念;由於誤差分為系統誤差和隨機誤差,因此籠統的精度概念已不能反映上述誤差的差異,從而引出如下概念;A. 精密度指在肯定條件下多次重復測量時,所得測量結果彼此之間符合的程度;它反映隨機誤差的大小;B. 準確度指在規定條件下,測量中全部系統誤差的綜合;它反映系統誤差的大小;理論上對已定系統誤差可用修正值來排除,對未定系統誤差可用系統不確定度來估計;C. 精確度指測量結果中系統誤差與隨機誤差的綜合,表示測量結果與真值的一样程度;如
9、己修正全部已定系統誤差,則精確度可用不確定度來表示;一般來說,精密度高而準確度不肯定高,反之亦然;但精確度高則精密度都高;3. 按誤差本身因素分A. 絕對誤差:即前述測得值與正確值之值;例如用一根毫 M 鋼尺測量某一工件長度,鋼尺可準確到0.5mm,如讀數為 25mm,可知該工件的實際長度必在 24.5mm 和 25.5mm 之間;絕對誤差只能用以判斷對同一呎寸測量結果的精密程度、而不適用於不同呎寸;例如,測量 100mm和 1mm的長度,兩者的絕對誤差均為 0.1mm,顯然,前者需用精度高的測量手段測得,后者則很简单實現;B. 相對誤差 : 絕對誤差與測得值的比值為相對誤差;二、測量誤差的產
10、生缘由1. 計量器具誤差 : 例如 : 百分表傳動機構放大不準確,滑動面間隙和磨損引起回程誤差等;2. 接觸誤差 基準誤差 : 探測頭與被測表面接觸處粗糙度大,受測量力產生接觸變形;被測面有陷下去、塌邊、毛刺、劃痕等都會引起測量誤差;3. 測量方法引起誤差:操作方法不正確、測量原理不完善等都產生誤差;4. 環境條件誤差:溫度、濕度、振動、汽壓以及灰塵都會使精密測量產生誤差;5. 測量人員引起的誤差:測量過程中,測量人員的主觀因素,如技術熟練程度、操作經驗、連續工作時間長短、思想情緒和工作責任心等,都會影響測量結果;總之,產生測量誤差的因素许多,測量時應找出主要因素,並采纳相應的措施,以保證測量
11、的精確度;三、減少誤差的措施1. 系統性誤差:例如,百分表機構傳動不準確,讀數偏大;可采纳校準方法,與高一級標準量具比較,確定誤差量值;計算出相應的修正系數,用來對測量讀數進行修正;2. 隨機性誤差:例如,測量時測量力不穩定,溫度波動,視覺誤差等的綜合影響,具有隨機性特性;可以采算術平均值原理,取其算術平均值作為測量結果;3. 粗大誤差:在一系列眾多的測得值中,人個別的數值超出了隨機誤差應有的範圍,該誤差可看成是粗磊誤差;例如,操作時外界突然振動,測量操作失誤,讀錯示值等均可能導致粗大誤差的出現;對粗磊誤差的處名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页精选学习资料 - -
12、 - - - - - - - 理原則是按肯定規則予以剔除;最簡便的方法采纳 3 準則; 二 形 狀 和 位 置 公 差 形狀公差和位置公差(簡稱形位公差)是針對形狀誤差和位置誤差(簡稱形位誤差)而言的;所謂形位誤差 是指被測實際要素對其抱负要素的變動量;所謂形位公差是指實際要素對其抱负要素所允許的變動全量;形狀和位置公差國家標準包括:代號及其注法(GB1182-80)、朮語及定義(GB1183-80)、未注公差的規定(GB1184-80)和檢測規定(GB1958-80);基 本 概 念 一. 屬語及定義 要素 構成零件几何特点的點、線、面;1. 抱负要素與實際要素 具有几何學意義的要素稱為抱负
13、要素或者說抱负要素是沒有任何誤差的要素;如素線、平面、圓柱面、圓錐 面、球面統稱為輪廓要素 圓心、球心、軸線、中心線、中心面統稱為中心要素;中心要素對應于輪廓要素的存 在而存在 , 在實際零件上是不能直接看到中心要素的;中心要素通常由輪廓要素來体現;零件上實際存在的要素 稱為實際要素;實際要素是通過加工后得到的,由測量要素來代替;由于測量誤差,測量要素并不是實際要素的 真實狀況;2. 被測要素與基準要素 圖樣上給出的形狀或(和)位置公差的要素稱為被測要素,也就是需要測量形位誤差的要素;用來確定被測 要素方向或(和)位置的要素,稱為基準要素(分為單一基準要素、組合基準要素、三基面体系、基準目標)
14、;單一基準要素是作為單一基准使用的單個要素 組合基準要素是作為單一基准使用的一組要素 三基面体系是由 三個相互垂直的基准平面組成的基准体系,它的三個平面是确定和測量零件上各要素几何關系的起點 基準目標 是為构成基准体系的各基准平面而在要素上指定的點、線、面;抱负基準面素簡稱為基準,它是确定要素間几何 關系的依据,分別稱為基准點、基准直線(軸線)和基准平面(中心平面);附圖()測量方向方向 測量測量方向 3. 單一要素與關聯要素 圖樣上僅對要素本身給出形狀公差要求的要素,稱為單一要素;對其它要素有功能關系的要素,稱為關聯要 素;或者說關聯要素是指相對于別的要素有位置公差要求的被測要素;例如,有直
15、線度要求的軸線,有平面度要名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 求的平面屬單一要素;相對于底平面有平行度要求的軸線或平面則為關聯要素;同一要素既可以是被測要素,又可作為基準要素;被測要素既可以是單一要素,也可以為關聯要素;輸廓要 素和中心要素既可以作為被測要素,也可以作為基準要素,而被測要素肯定是指實際要素;二. 形狀和位置公差 形位公差 是單一要素的形狀所允許的變動全量,形位誤差以零件几何要素進行分類;因此,對這些要素的 形狀誤差以及它們之間相對位置的誤差,都分別進行了分類,分為單一要素的形狀誤差和關聯要素的位置誤差
16、兩 類;在几何要素中,單一要素的形狀誤差又分為直線度誤差、平面度誤差、圓度誤差、圓柱度誤差等;關聯要素 的位置誤差也分為定向誤差、定位誤差和跳動誤差;定向誤差有平行度誤差、垂直度誤差和傾斜度誤差;定位誤 差有同軸度誤差、對稱度誤差和位置度誤差;跳動誤差有圓跳動誤差和全跳動誤差等;非直線的各種曲線,可概括為線輪廓度誤差;非平面、圓柱面、球面等各種曲面,可概括為面輪廓度誤差;綜上所述,形位誤差分為兩大類共 14 個項目;形位公差是用來限制和掌握形位誤差的 , 因此形位公差自然也分兩 大類共 14 個項目;有關形位公差的分類、項目和符號見表 1-1 ;表 1-1 形位公差項目及其符號分形類項目符號位
17、分類定項目符號直 線 度平 行 度狀垂 直 度公平 面 度向傾 斜 度差圓度定同 軸 度置圓 柱 度公位對 稱 度差位 置 度線輪廓度面輪廓度跳圓 跳 動動全 跳 動三. 形位公差帶 如何限制實際要素的變動范圍是讨论形位公差的一個重要方面;由于實際要素在空間占據肯定的形狀、數 值、方向和位置,必須用具有肯定形狀、數值、方向和位置的各種平面區域和空間區域來限制它;用于限制實際 要素形狀和位置變動的區域,稱為形位公差帶;形位公差帶可以是平面區域,也可以是空間區域,既是區域就有 肯定的形狀、數值、方向和位置等;名师归纳总结 1.公差帶形狀由被測要素的形位公差項目特点所決定,共有十種形狀,見表12-2
18、 ;第 5 页,共 27 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 公差帶大小是指公差帶的寬度 t 或直徑 t 的大小,由形位公差值 t 決定;3. 公差帶方向是指評定被測要素誤差的方向;4. 公差帶位置分為固定和浮動兩種;所謂浮動,是指形位公差帶的位置隨著被測要素實際尺寸的變化而浮動;所謂固定,是指公差帶的位置不隨被測要素實際尺寸變化而浮動;表 12-2 形位公差帶的形狀序號公 差 帶形狀适 用 示 例1 兩平行直線 給定平面的直線度2 兩平行平面 面的平面度3 兩同心圓 圓度4 兩同軸同柱面 圓柱度5 兩等距曲線 線輪廓度6 兩等距曲面 面輪廓度7
19、 一個圓 平面內點的位置度8 一個球 點在空間的位置度9 10 一個圓柱軸線的直線度一個四棱柱給定兩個相互垂直方向線的直線度四. 形位公差代號及標注方法在技朮圖樣中,根據功能需要,對形位公差有特别要求(包括高精密和低精度)時,均應在圖樣中按規定的標注方法注出;無特别要求時,不必標注;當無法采纳代號標注時,允許在技朮文件中用文字說明;1. 形位公差代號形位公差代號包括:形位公差有關項目的符號、形位公差框格和指引線、形位公差數值和其它有關符號以及基準代號的字母和有關符號;形位公差框格分成兩格或多格,形狀公差只需兩格,位置公差需兩格以上;框格內從左到右填寫以下內容名师归纳总结 - - - - - -
20、 -第 6 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - (圖 12-2 ):第一格形位公差項目的符號(表 12-1 );其次格形位公差數值(單位 mm)和有關符號;如 表示最大實体狀態;表示公差帶是一個圓或圓柱体;()和()分別表示被測要素有誤差,只許中間向材料外凸起和向材料內凹下;()和()分別表示被測要素有誤差,只許按符號的小端方向逐漸減小等等;第三格和以后各格基準代號的字母和有關符號;基準代號(圖 12-3 )由基準符號(用加粗的短划表示)、圓圈、連線和字母組成;圓圈內填寫大寫的拉丁字母(不得用 E、 I 、J、 M、O、 P),當字母不夠用時,可加腳注,如 A1,
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