长度测量计量检定培训教材课件第一章

《长度测量计量检定培训教材课件第一章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长度测量计量检定培训教材课件第一章（45页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第一章长度计量基础知识 1-1 1-1 长度计量的任务和内容长度计量的任务和内容 1-2 1-2 米的定义及其发展米的定义及其发展 1-3 1-3 测量的基本概念测量的基本概念 1-4 1-4 长度计量的基本原则长度计量的基本原则 1-5 1-5 影响长度测量准确度的主要因素影响长度测量准确度的主要因素 1-6 1-6 常用的几种测量方法常用的几种测量方法 1-71-7新技术在长度计量中的应用新技术在长度计量中的应用主主 要要 内内 容容一、长度计量的主要任务一、长度计量的主要任务 研究和确定长度单位；研究建立和保存长度计量基准、研究和确定长度单位；研究建立和保存长度计量基准、标准；建立长度各

2、项计量检定系统，组织量值传递；标准；建立长度各项计量检定系统，组织量值传递；开展计量检定与修理，保证量值的准确一致；研究新的开展计量检定与修理，保证量值的准确一致；研究新的长度计量测量方法和手段，确定测量准确度；应用新的长度计量测量方法和手段，确定测量准确度；应用新的科学技术理论，开拓长度计量的新领域科学技术理论，开拓长度计量的新领域二、长度计量包括的内容二、长度计量包括的内容 1.长度尺寸长度尺寸-如端度、轴径、坐标尺寸、线纹间尺寸、如端度、轴径、坐标尺寸、线纹间尺寸、箱体结构尺寸箱体结构尺寸 2.角度角度-如平面角、圆分度、空间位置角、锥度如平面角、圆分度、空间位置角、锥度 3.表面形状和

3、位置误差表面形状和位置误差 4.表面粗糙度表面粗糙度 5.角度和长度的复合工程参量角度和长度的复合工程参量1-1 长度计量的任务和内容长度计量的任务和内容一、米的演变一、米的演变 1790年年 法国科学院受法国国会委托，提出法国科学院受法国国会委托，提出“米米”制建议。制建议。1791年，年，以通过巴黎的子午线的四千万分之一作为一米，以通过巴黎的子午线的四千万分之一作为一米，1799年年测量结束后，根据测量结果，法国制造了一只测量结束后，根据测量结果，法国制造了一只铱合金矩形的金属米尺铱合金矩形的金属米尺-档案米尺档案米尺十九世纪后期十九世纪后期，国际计量局定制了，国际计量局定制了30只横截面

4、积为只横截面积为X形形的铂铱合金的米原器复制品，它的长度与档案米尺相等。的铂铱合金的米原器复制品，它的长度与档案米尺相等。1899年召开第一届国际计量大会，批准了经过测量选定年召开第一届国际计量大会，批准了经过测量选定的其中的其中No.VI作为国际长度基准作为国际长度基准-国际米原器，称国际国际米原器，称国际米。米。1927年年第七届国际计量大会规定了国际米的定义是：米是第七届国际计量大会规定了国际米的定义是：米是国际计量局保存的国际米原器上两端刻线的中间刻线的轴国际计量局保存的国际米原器上两端刻线的中间刻线的轴线在线在0C时的距离时的距离 1-2 米的定义及其发展米的定义及其发展二、现行米的

5、定义二、现行米的定义1983年年10月第十七届国际计量大会通过的米的新定义为：月第十七届国际计量大会通过的米的新定义为：米是在真空中在（米是在真空中在（1/299792458）秒的时间间隔内所经路）秒的时间间隔内所经路径的长度。径的长度。1960年第十一届国际计量大会通过了米的新定义：年第十一届国际计量大会通过了米的新定义：米的长度等于氪米的长度等于氪-86原子的原子的2P10和和5d5能级之间跃迁能级之间跃迁所对应的辐射在真空中波长的所对应的辐射在真空中波长的1650763.73倍。倍。三、米定义的复现方法三、米定义的复现方法1.用于天文测量、大地测量的复现方法用于天文测量、大地测量的复现方

6、法 txc2.用于实验室计量工作的复现方法用于实验室计量工作的复现方法 由所测得频率与固定光速值来复现波长值由所测得频率与固定光速值来复现波长值3.用于一般测量的复现方法用于一般测量的复现方法用米定义咨询委员会推荐使用的五种激光辐射和两用米定义咨询委员会推荐使用的五种激光辐射和两类同位素的任意一种来复现。类同位素的任意一种来复现。3.用于一般测量的复现方法用于一般测量的复现方法(1)甲烷吸收稳频的氦氖激光辐射甲烷吸收稳频的氦氖激光辐射(2)碘吸收稳频的染料激光或碘吸收稳频的染料激光或1.15微米的氦氖激微米的氦氖激光的倍频辐射光的倍频辐射(3)碘吸收稳频的氦氖激光辐射碘吸收稳频的氦氖激光辐射(

7、4)碘吸收稳频的氩离子激光辐射碘吸收稳频的氩离子激光辐射(5)两类同位素光谱灯辐射两类同位素光谱灯辐射 对应于氪对应于氪-86原子在原子在2P10和和5d5能级之间跃迁能级之间跃迁所对应的辐射所对应的辐射 汞汞-198和镉和镉-114原子的辐射原子的辐射长度单位的发展：长度单位的发展：17901790年，档案米尺年，档案米尺18801880年，国际米原器年，国际米原器铂铱合金的高精度米尺第6号尺（30多根）当时米的定义为：米的长度等于在冰点温度下，米原器两端刻线间的距离。19601960年，光波波长年，光波波长米定义为：米的长度等于86Kr原子的2p10和5d5能级之间跃迁所对应的辐射在真空中

8、的波长的165 0763.73倍。19831983年，新定义年，新定义北极-赤道 地球子午线/1000万巴黎激光技术：单色性好、方向性好、光强大1、新定义的内容、新定义的内容米是光在真空中在米是光在真空中在1/299 792 458 s 的时间间隔内所行进的路程长度。的时间间隔内所行进的路程长度。废除废除1960年年10月第月第11届国际计量大会批准建立在届国际计量大会批准建立在86K r原子的原子的2p10和和5d5能级能级间跃迁基础上的米定义。间跃迁基础上的米定义。(1)关于米定义的决议关于米定义的决议(2)规定米定义的规定米定义的3种复现方法种复现方法用于天文、大地等测量工作的复现方法用

9、于天文、大地等测量工作的复现方法 根据根据 l=c t 关系式，由测出的时间关系式，由测出的时间t与给定的光速值与给定的光速值 c复现长度值复现长度值 l；用于实验室计量测试工作的复现方法用于实验室计量测试工作的复现方法 根据入根据入cf 关系式，由测出的频率关系式，由测出的频率 f 与给定的光速值与给定的光速值 c复现长度值复现长度值 l；用于一般测量工作的复现方法用于一般测量工作的复现方法 直接使用米定义咨询委员会推荐使用的直接使用米定义咨询委员会推荐使用的5种激光种激光辐射和辐射和2类同位素类同位素 光谱灯光谱灯辐射的任一种来复现。（辐射的任一种来复现。（He-Ne、Hg、Kr等）等）2

10、新定义的特点新定义的特点(1)新定义建立在真空中光速值新定义建立在真空中光速值 c299 792 458 ms这一基本物理常数的基这一基本物理常数的基础之上。础之上。这一特点使得复现米的不确定度不受某种基本物质性能的限制。这一特点使得复现米的不确定度不受某种基本物质性能的限制。(2)将米的定义与单位的复现方法这两者区分开来。将米的定义与单位的复现方法这两者区分开来。这一特点使复现米的准确这一特点使复现米的准确度不受度不受定义定义本身的限制。本身的限制。(3)新定义不仅废除了长度计量的自然基准，而且还废除了单一的长度计量基新定义不仅废除了长度计量的自然基准，而且还废除了单一的长度计量基准。准。这

11、特点使得复现米的不确定度不受某一这特点使得复现米的不确定度不受某一基准基准本身本身准确度准确度的限制。的限制。(4)在目前（当时）条件下，米定义的改变不影响米作为基本单位的地位。在目前（当时）条件下，米定义的改变不影响米作为基本单位的地位。这这一特点使得目前通用的国际单位制不必作任何改变。一特点使得目前通用的国际单位制不必作任何改变。长度的量值传递长度的量值传递量值传递是量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检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），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

12、的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量具（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广角度基准与长度基准有本质的区别。角度的自然基准是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（角是定值（2rad2

13、rad或或360360）。因此，将整圆任意等分）。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。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为了检定和测量需要，仍然要建立角度度量的基准 。将将被测量被测量与一个作为测量单位的与一个作为测量单位的标准量标准量进行比较，以求其进行比较，以求其比值的过程。比值的过程。测量过程可以用一个基本公式表示：测量过程可以用一个基本公式表示：式中式中 L 被测量，在长度测量中指被测长度；被测量，在长度测量中

14、指被测长度；KuL u 标准量，在长度测量中是标准量，在长度测量中是长度单位长度单位；K比值。比值。式式(1一一1)被称为测量的基本方程式。被称为测量的基本方程式。它说明被测值它说明被测值L等于所用的长度单位等于所用的长度单位u与测量比值与测量比值K的乘积。的乘积。例如：例如：u为为mm，K50，则被测长度为，则被测长度为50mm。1-3测量的基本概念测量的基本概念被测量被测量被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度和角度。但是，长度量和角度量在各量，其基本对象是长度和角度。但是，长度量和角度量在各种机械零件上

15、的表现形式却是多种多样的，表达被测对象性种机械零件上的表现形式却是多种多样的，表达被测对象性能的特征参数也可能是相当复杂的。因此，认真分析被测对能的特征参数也可能是相当复杂的。因此，认真分析被测对象的特性，研究被测对象的含义是十分重要的。例如，表面象的特性，研究被测对象的含义是十分重要的。例如，表面粗糙度的各种评定参数，齿轮的各种误差项目，尺寸公差与粗糙度的各种评定参数，齿轮的各种误差项目，尺寸公差与形位公差之间的独立与相关关系等等。形位公差之间的独立与相关关系等等。计量单位计量单位计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而约定采用计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而约定采用的特

16、定量。我国规定采用以国际单位制（的特定量。我国规定采用以国际单位制（SISI）为基础的）为基础的“法定计法定计量单位制量单位制”。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。如数确定的导出单位所组成的。如“米米”、“千克千克”、“秒秒”、“安安”等为基本单位。机械工程中常用的长度单位有等为基本单位。机械工程中常用的长度单位有“毫米毫米”、“微米微米”和和“纳米纳米”，常用的角度单位是非国际单位制的单位，常用的角度单位是非国际单位制的单位“度度”、“分分”、“秒秒”和国际单位制的辅助单位和国际单位制的辅助单位“弧度弧度”、“

17、球面度球面度”在测量过程中，测量单位必须以物质形式来体现，在测量过程中，测量单位必须以物质形式来体现，能体现计量单位和标准量的物质形式有：光波波长、精密量块、能体现计量单位和标准量的物质形式有：光波波长、精密量块、线纹尺、各种圆分度盘等。线纹尺、各种圆分度盘等。测量方法测量方法测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。原理的运用及其实际操作。广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。和测量条件（环境和操

18、作者）的总和。在实施测量过程中，应该根据被测对象的特点（如材料硬度、外在实施测量过程中，应该根据被测对象的特点（如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精度、测量目的等）和被测参数的定义形尺寸、生产批量、制造精度、测量目的等）和被测参数的定义来拟定测量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理地获得可来拟定测量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理地获得可靠的测量结果。靠的测量结果。测量不确定度测量不确定度测量结果与真值的一致程度。不考虑测量不确定度而测量结果与真值的一致程度。不考虑测量不确定度而得到的测量结果是没有任何意义的。得到的测量结果是没有任何意义的。真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排除

19、所有真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。由于测量测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。何测量都不可能没有误差。对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。明其可信度。指具有试验性质的测量。也可理解为试验和测量的全过程。指具有试验性质的测量。也可理解为试验和测量的全过程。是判断被测物理量是否合格是判断被测物理量是否合格(是否在规定范围内是否在规定范围内)的过程，通常不

20、一定要的过程，通常不一定要求测出求测出具体值具体值。因此检验也可理解为不要求知道具体值的测量。检验。因此检验也可理解为不要求知道具体值的测量。检验的主要对象是的主要对象是工件工件。为评定计量器具是否符合法定要求所进行的全部工作，它包括为评定计量器具是否符合法定要求所进行的全部工作，它包括检查、加标记和出具检定证书。检定的主要对象是检查、加标记和出具检定证书。检定的主要对象是计量器具计量器具。测试测试检验检验检定检定在规定的条件下，在规定的条件下，对对相同不确定度等级的同类基准、标准或工作用计量相同不确定度等级的同类基准、标准或工作用计量器具之间的器具之间的量值进行比较的过程量值进行比较的过程。

21、比对比对几个测量名词几个测量名词测量方法测量方法分类分类一、按测量结果获得的方法不同分类一、按测量结果获得的方法不同分类1.直接测量直接测量:由由计量器具计量器具直接直接获得被测量的测量方法。获得被测量的测量方法。2.间接测量间接测量:测量与被测量之间有已知函数关系的其它量，再经测量与被测量之间有已知函数关系的其它量，再经计算得到被测量的测量方法。计算得到被测量的测量方法。二、按示值不同分类二、按示值不同分类1.绝对测量绝对测量:指计量器具显示或指示的示值为被测量的全值的测量指计量器具显示或指示的示值为被测量的全值的测量方法方法。2.相对测量相对测量:指计量器具显示或指示的示值仅为被测量相对于

22、某已知标准量的偏差指计量器具显示或指示的示值仅为被测量相对于某已知标准量的偏差值的测量方法值的测量方法(比较测量比较测量)。三三、（机械）接触与非接触测量、（机械）接触与非接触测量四、单项与综合测量四、单项与综合测量五、主动与被动测量（对机械工艺过程所起的作用）五、主动与被动测量（对机械工艺过程所起的作用）六、静态与动态测量（被测量表面与测头是否相对运动）六、静态与动态测量（被测量表面与测头是否相对运动）一、阿贝原则一、阿贝原则二、圆周封闭原则二、圆周封闭原则三、变形最小原则三、变形最小原则四、最短测量连原则四、最短测量连原则1-4 长度计量的基本原则长度计量的基本原则五、基准统一原则五、基准

23、统一原则1、阿贝测长原则、阿贝测长原则将被测物与标准尺沿测量轴线成直线排列。将被测物与标准尺沿测量轴线成直线排列。定义定义一条线原则一条线原则适用场合适用场合在长度测量中。在长度测量中。一、两个重要的测量原则一、两个重要的测量原则两个比较实例两个比较实例(1)、并联排列方案、并联排列方案tans误差)21(s很小，如果umsradmms5005.000005.0100,00005.010,100则设分析,ss成正比。和与误差ABO(2)、串联排列方案、串联排列方案)31(2)21(22lll很小，如果umlradmml001.0200005.01010002,00005.010,1000232

24、则设分析。很小时，且成正比。和与误差0,22slcosll 误差两个比较实例两个比较实例比较结论比较结论 在允许相同的测量误差的情况下，串联方案对仪器导轨在允许相同的测量误差的情况下，串联方案对仪器导轨的要求相对可以有所降低，因而降低仪器的制造成本。的要求相对可以有所降低，因而降低仪器的制造成本。缺点：仪器导轨较长，一般为被测长度的缺点：仪器导轨较长，一般为被测长度的1.5倍，倍，这样对大尺寸的测量是很不利的。这样对大尺寸的测量是很不利的。因此，在某些情况下，有时也不得不违背阿贝原则而因此，在某些情况下，有时也不得不违背阿贝原则而采用并联布置方案，但必须设法采取措施，以采用并联布置方案，但必须

25、设法采取措施，以补偿补偿或或抵消抵消一次方误差造成的影响，一次方误差造成的影响，2、圆周封闭原则、圆周封闭原则 利用在同一圆周上所有分度夹角之和等于利用在同一圆周上所有分度夹角之和等于360。，亦即，亦即所有所有夹角误差之和等于零夹角误差之和等于零的这一自然封闭特性，在没有更高精度的的这一自然封闭特性，在没有更高精度的圆周分度基准器件的情况下，采用圆周分度基准器件的情况下，采用“自检法自检法”也能达到高精度也能达到高精度测量的目的。测量的目的。定义定义一个圆的原则一个圆的原则适用场合适用场合 在圆周分度器件的测量中，如刻度盘、圆柱齿轮等，在圆周分度器件的测量中，如刻度盘、圆柱齿轮等，凡能形成凡

26、能形成圆周封闭圆周封闭条件的场合。条件的场合。两个比较实例两个比较实例(1)、用高精度直角尺进行比较测量、用高精度直角尺进行比较测量在测量时先将两指示器在测量时先将两指示器A和和B用直角尺用直角尺C调至零位，这样调至零位，这样A、B两两点的连线与平板定位基准面间就建立了一个直角基准。点的连线与平板定位基准面间就建立了一个直角基准。图图(b)所示：为依次与方形角尺所示：为依次与方形角尺D的各角相比较，就可得到各角的各角相比较，就可得到各角对对90。的偏差值。的偏差值。被检定的方形角尺被检定的方形角尺高精度直角尺高精度直角尺1把被检定的方形角尺垂直地放置在平板上，以角把被检定的方形角尺垂直地放置在

27、平板上，以角 的一个面为的一个面为定位面。定位面。01e11用自准直仪对准角用自准直仪对准角 的另一面，调整自准直仪，使其读数为零，的另一面，调整自准直仪，使其读数为零，即角即角 的读数的读数 。然后然后 角为定角角为定角(用用 表示，注意表示，注意 和和 往往不是相等的往往不是相等的)和其和其他各角进行比较，测得相应的他各角进行比较，测得相应的 。4e2e3e11两个比较实例两个比较实例(2)、自检法、自检法光杆杠原理(光学比较仪)微小角度或位移的测量放大倍数 ffAAy22tanaaxtanafafxAAk2tan2tanyFfx002a图3-4 平面镜用于小角度或位移测量Afy2各被测角

28、的实际值为各被测角的实际值为iie由于由于 和和 中部含有中部含有90。值，将其减去便可得如下一组算式：值，将其减去便可得如下一组算式：i44332211eeee41414iiiie即：由自然封闭条件可知由自然封闭条件可知041ii所以所以0441iie)41(4141iie因而每个角的实际偏差皆可求得，即因而每个角的实际偏差皆可求得，即)51(iie反映自准直仪的安装精度反映自准直仪的安装精度例：例：ieeee求设,7.1,8.0,5.0,2.04321解：按式上式可先求出定角偏差解：按式上式可先求出定角偏差 为：为：413.07.18.05.02.04141）（iie于是按式于是按式(15

29、)即可求得各角的实际偏差如下即可求得各角的实际偏差如下43214.17.13.01.18.03.02.05.03.05.02.03.0检验检验04.11.12.05.041ii1-5 长度计量器具的维护保养长度计量器具的维护保养1.防止锈蚀防止锈蚀2.清洗清洗3.防止划痕防止划痕4.润滑润滑5.其他其他1-6 常用的几种测量方法常用的几种测量方法一、光隙法一、光隙法1.标准光隙的建立标准光隙的建立光隙法是凭观察通过实际间隙的可见光隙量的光隙法是凭观察通过实际间隙的可见光隙量的 多少来判断间隙大小的一种方法，多少来判断间隙大小的一种方法，凡是在凡是在 0.0 0 1 m m 一一0 0 3 m

30、m范围内的间隙，范围内的间隙，只要能产只要能产生可见光隙，生可见光隙，都可以用光隙法检测。都可以用光隙法检测。标准间隙标准间隙 由正负由正负10块组量块和日光灯平晶或平板组成，取两块组量块和日光灯平晶或平板组成，取两块等高的量块放在平晶两端，中间放比块等高的量块放在平晶两端，中间放比 两端分别小两端分别小0.001mm，0.002mm，0.004mm，0.006mm，0.008mm的量块，或者根据的量块，或者根据自己的需要放置不同的量块，然后把刀口尺放置在等高量块自己的需要放置不同的量块，然后把刀口尺放置在等高量块上，日光灯距刀口尺后的距离在上，日光灯距刀口尺后的距离在100mm左右，刀口尺在

31、上可左右，刀口尺在上可以左右偏摆以左右偏摆22.5然后观察光隙，由于白光是由不同波长的单然后观察光隙，由于白光是由不同波长的单色光组成，所以可以看到有红，黄，紫等单色光，再看中间色光组成，所以可以看到有红，黄，紫等单色光，再看中间量块于两端量块的差值，即可得到标准间隙。量块于两端量块的差值，即可得到标准间隙。值得注意事项：值得注意事项：1.尽量使用平晶做基准。尽量使用平晶做基准。2.在用光隙法检定时，在有争议必须使用同一样的观察实在用光隙法检定时，在有争议必须使用同一样的观察实物和方法。物和方法。3.每个观察着存在视力差异，不一定看到的是同一色光。每个观察着存在视力差异，不一定看到的是同一色光

32、。4.平常是用经验来判断间隙的大小，不常做标准间隙。平常是用经验来判断间隙的大小，不常做标准间隙。5.要采用同一光源作比较。要采用同一光源作比较。标准光隙可由标准光隙可由1级量块、级量块、0级刀口尺和级刀口尺和1级平面平晶级平面平晶组成，量块尺寸根据所需要的实际间隙选择，但首组成，量块尺寸根据所需要的实际间隙选择，但首末两块尺寸相等，将量块按一定顺序研合在平晶工末两块尺寸相等，将量块按一定顺序研合在平晶工作面上，以从平晶反面观察看不到干涉带为研合好，作面上，以从平晶反面观察看不到干涉带为研合好，把刀口尺放在量块上，在平放的日光灯下观察光隙。把刀口尺放在量块上，在平放的日光灯下观察光隙。由于量块

33、间尺寸相差不等、光隙量也不一样，这就由于量块间尺寸相差不等、光隙量也不一样，这就获得了所需要的标准光隙。如取两块获得了所需要的标准光隙。如取两块1mm量块先研量块先研合在平晶两边，然后再把合在平晶两边，然后再把0.999mm、0.998mm、0.997mm、0.996mm等量块按顺序研合在两个等量块按顺序研合在两个1mm量块之间，此时刀口尺与量块之间组成的实际光隙量块之间，此时刀口尺与量块之间组成的实际光隙为为1m，2m，3m，4m等。等。2.光隙法的应用光隙法的应用在计量器具检定中，一般光隙量不大于在计量器具检定中，一般光隙量不大于0.01mm时可用光隙法检验计量器具工作面时可用光隙法检验计

34、量器具工作面的平面度和直线度。的平面度和直线度。3.光隙法的不确定度光隙法的不确定度测量技术 在制造行业中（包括机构制造）普遍存在，测量技术包括很多类型和项目，本课程主要涉及几何参数的测量。加工精度（即加工水平）如加工某尺寸：精度高 “相对”精度低 005.001005.0010公差与误差 公差：允许尺寸的变动全量。误差：实际值与真值之差。加工过程（测量过程等）不可避免要存在误差，如要求加工一直径为绝对f10的轴，实际上是不可能的。设计过程中，只要保持直径在f10一定范围内，而且不影响功能要求即可。如f100.05。这一尺寸变动范围即公差。实际上，具有互换性的零件其几何参数并不要求完全一致。精

35、密加工精度的提高总是与精密测量技术的发展水平相关的。精密加工精度的提高总是与精密测量技术的发展水平相关的。1-7新技术在长度计量中的应用新技术在长度计量中的应用 a、精度：测量精度由级向nm级发展 19261969：Zeiss小型工具显微镜 0.01mm0.01um 1985：隧道显微镜 0.01nm 可测原子或分子的尺寸或形貌 b、范围：二维三维。由点测量向面测量过渡，提高整体测量精度。三坐标测量仪、三维扫描、全息摄影 c、尺寸：小到nm级、大到飞机的机架。d、种类：通用量仪：显微镜(万工显、干涉显、测量显、工具显）三坐标测量仪 专用量仪(圆度仪、单啮仪、气动量仪、电感测微仪等)计量器具计量

36、器具 在高精度加工和质量管理过程中，通常均需使用三坐在高精度加工和质量管理过程中，通常均需使用三坐标测量机、圆度形状测量机、表面粗糙度测量机、各种长标测量机、圆度形状测量机、表面粗糙度测量机、各种长度及角度测量装置等设备。光学测量机是以光学系统等硬度及角度测量装置等设备。光学测量机是以光学系统等硬件为主要功能部件的制品，因此，随着光机电一体化、系件为主要功能部件的制品，因此，随着光机电一体化、系统化的进展，光学测量技术有了迅速的发展。统化的进展，光学测量技术有了迅速的发展。近年来，利用光学原理（激光测头）开发的非接触测量机近年来，利用光学原理（激光测头）开发的非接触测量机及各种装置非常多。新型

37、测量机可在及各种装置非常多。新型测量机可在CNC三坐标测量机保持运三坐标测量机保持运转的情况下，自动对所用工具进行非接触测量，并可根据测量转的情况下，自动对所用工具进行非接触测量，并可根据测量所得数值，对工具进行自动定位。索尼精密工程公司的非接触所得数值，对工具进行自动定位。索尼精密工程公司的非接触形状测量机形状测量机YP20/21也是利用半导体激光高速高精度自动聚焦传也是利用半导体激光高速高精度自动聚焦传感器的形状测量机，所用刻度尺均系标准元件。传感器和载物感器的形状测量机，所用刻度尺均系标准元件。传感器和载物台均由微型计算机控制，具有优异的操作性能和数据处理功能。台均由微型计算机控制，具有

38、优异的操作性能和数据处理功能。1、不断应用新的物理原理及新的技术成就。、不断应用新的物理原理及新的技术成就。图像处理等2、高精度。、高精度。3、高速度、高效率。、高速度、高效率。4、测量方式向多样化发展。、测量方式向多样化发展。非接触、数字化非接触、数字化5、高灵敏、高分辨、小型化、集成化。、高灵敏、高分辨、小型化、集成化。6、标准化。、标准化。随着标准化体制的确立和测量不确定度的数值化，将有效提高测量的可靠性。7、实现各种、实现各种溯源溯源(自标定、自校准自标定、自校准)的要求。的要求。8、围绕微型机械设计理论开展的测试、理论分析工作。、围绕微型机械设计理论开展的测试、理论分析工作。测量技术

39、的意义与发展概况测量技术的意义与发展概况高精度、非接触、数字化是测量技术的重要发展方向高精度、非接触、数字化是测量技术的重要发展方向 Chameleon 7107 三坐标测量机 美国布朗夏普公司制造测量范围:6501000650青岛雷顿数控测量设备有限公司（Leader NC)三坐标测量机WIZProbe激光扫描测头激光扫描测头 LC系列光学扫描测头系列光学扫描测头 能够以每秒钟数以百计的点进行工件表面点数据的采集。测量软件可凭借能够以每秒钟数以百计的点进行工件表面点数据的采集。测量软件可凭借这些点进行特征形状的评价，同时计算出其尺寸和位置。扫描测头还可以用类这些点进行特征形状的评价，同时计算

40、出其尺寸和位置。扫描测头还可以用类似触发式测头的方法进行分离点数据的采集。似触发式测头的方法进行分离点数据的采集。三坐标测量机配三坐标测量机配激光扫描测头激光扫描测头构成一台三维激光扫构成一台三维激光扫描测量机，描测量机，可以进行高速高精度可以进行高速高精度激光扫描与测量激光扫描与测量 激光激光扫描测头扫描测头扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜STM当当金属金属探针针尖与探针针尖与导电导电样品表面的距离非样品表面的距离非常接近时常接近时(小于小于1nm)，由，由探针探针和和样品样品形成形成的的两个电极两个电极之间就会有电子穿过势垒，形之间就会有电子穿过势垒，形成成隧道电流隧道电流。STM的基本原理：量子隧道效应的基本原理：量子隧道效应隧道电流对针尖与样品间的距离非常敏感，隧道电流对针尖与样品间的距离非常敏感，s 减小减小0.1nm，隧，隧道电流将增加一个数量级，利用这一关系即可通过距离道电流将增加一个数量级，利用这一关系即可通过距离S或电或电流密度流密度 j 的变化检测样品表面的起伏。的变化检测样品表面的起伏。部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！