精密測量背景介紹

一件制造完成后的產(chǎn)品是否滿足設(shè)計的幾何精度要求，通常有以下幾種判斷方式。

（1）測量：是以確定被測對象的量值為目的的全部操作。在這一操作過程中，將被測對象與復(fù)現(xiàn)測量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，并以被測量與單位量的比值及其準(zhǔn)確度表達(dá)測量結(jié)果。例如用游標(biāo)卡尺對一軸徑的測量，就是將被對象（軸的直徑）用特定測量方法（用游標(biāo)卡尺測量）與長度單位（毫米）相比較。若其比值為30.52，準(zhǔn)確度為±0.03mm，則測量結(jié)果可表達(dá)為（30.52±0.03）mm。任何測量過程都包含：測量對象、計量單位、測量方法和測量誤差等四個要素。

（2）測試：是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量。也可理解為試驗(yàn)和測量的全過程 。

（3）檢驗(yàn)：是判斷被測物理量是否合格（在規(guī)定范圍內(nèi)）的過程，一般來說就是確定產(chǎn)品是否滿足設(shè)計要求的過程，即判斷產(chǎn)品合格性的過程，通常不一定要求測出具體值。因此檢驗(yàn)也可理解為不要求知道具體值的測量。

（4）計量：為實(shí)現(xiàn)測量單位的統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量 。

精密測量定義

螺旋測微器又稱千分尺（micrometer）、螺旋測微儀、分厘卡，是比游標(biāo)卡尺更精密的測量長度的工具，用它測長度可以準(zhǔn)確到0.01mm，測量范圍為幾個厘米。

精密測量分類

螺旋測微器分為機(jī)械式千分尺和電子千分尺兩類。

（1）機(jī)械式千分尺。簡稱千分尺，是利用精密螺紋副原理測長的手?jǐn)y式通用長度測量工具。1848年，法國的J.L.帕爾默取得外徑千分尺的專利 。1869年，美國的J.R.布朗和L.夏普等將外徑千分尺制成商品，用于測量金屬線外徑和板材厚度。千分尺的品種很多。改變千分尺測量面形狀和尺架等就可以制成不同用途的千分尺，如用于測量內(nèi)徑、螺紋中徑、齒輪公法線或深度等的千分尺。

（2）電子千分尺。也叫數(shù)顯千分尺，測量系統(tǒng)中應(yīng)用了光柵測長技術(shù)和集成電路等。電子千分尺是20世紀(jì)70年代中期出現(xiàn)的，用于外徑測量。

精密測量組成

螺旋測微器組成部分上A為測桿，它的一部分加工成螺距為0.5mm的螺紋，當(dāng)它在固定套管B的螺套中轉(zhuǎn)動時，將前進(jìn)或后退，活動套管C和螺桿連成一體，其周邊等分成50個分格。螺桿轉(zhuǎn)動的整圈數(shù)由固定套管上間隔0.5mm的刻線去測量，不足一圈的部分由活動套管周邊的刻線去測量。所以用螺旋測微器測量長度時，讀數(shù)也分為兩步，即（1）從活動套管的前沿在固定套管的位置，讀出整圈數(shù)。（2）從固定套管上的橫線所對活動套管上的分格數(shù)，讀出不到一圈的小數(shù)，二者相加就是測量值。

螺旋測微器的尾端有一裝置D，擰動D可使測桿移動，當(dāng)測桿和被測物相接后的壓力達(dá)到某一數(shù)值時，棘輪將滑動并有咔咔的響聲，活動套管不再轉(zhuǎn)動，測桿也停止前進(jìn)，這時就可以讀數(shù)了。

不夾被測物而使測桿和小砧E相接時，活動套管上的零線應(yīng)當(dāng)剛好和固定套管上的橫線對齊。實(shí)際操作過程中，由于使用不當(dāng)，初始狀態(tài)多少和上述要求不符，即有一個不等于零的讀數(shù)。所以，在測量時要先看有無零誤差，如果有，則須在最后的讀數(shù)上去掉零誤差的數(shù)值。

精密測量原理和使用

螺旋測微器的讀數(shù)螺旋測微器是依據(jù)螺旋放大的原理制成的，即螺桿在螺母中旋轉(zhuǎn)一周，螺桿便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進(jìn)或后退一個螺距的距離。因此，沿軸線方向移動的微小距離，就能用圓周上的讀數(shù)表示出來。螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動刻度有50個等分刻度，可動刻度旋轉(zhuǎn)一周，測微螺桿可前進(jìn)或后退0.5mm，因此旋轉(zhuǎn)每個小分度，相當(dāng)于測微螺桿前進(jìn)或推后0.5/50=0.01mm?？梢姡蓜涌潭让恳恍》侄缺硎?.01mm，所以以螺旋測微器可準(zhǔn)確到0.01mm。由于還能再估讀一位，可讀到毫米的千分位，故又名千分尺。

測量時，當(dāng)小砧和測微螺桿并攏時，可動刻度的零點(diǎn)若恰好與固定刻度的零點(diǎn)重合，旋出測微螺桿，并使小砧和測微螺桿的面正好接觸待測長度的兩端，那么測微螺桿向右移動的距離就是所測的長度。這個距離的整毫米數(shù)由固定刻度上讀出，小數(shù)部分則由可動刻度讀出。

精密測量注意事項(xiàng)

（1）測量時，在測微螺桿快靠近被測物體時應(yīng)停止使用旋鈕，而改用微調(diào)旋鈕，避免產(chǎn)生過大的壓力，既可使測量結(jié)果精確，又能保護(hù)螺旋測微器。 不同尺寸的螺旋測微器

（2）在讀數(shù)時，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經(jīng)露出。

（3）讀數(shù)時，千分位有一位估讀數(shù)字，不能隨便扔掉，即使固定刻度的零點(diǎn)正好與可動刻度的某一刻度線對齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0”。

（4）當(dāng)小砧和測微螺桿并攏時，可動刻度的零點(diǎn)與固定刻度的零點(diǎn)不相重合，將出現(xiàn)零誤差，應(yīng)加以修正，即在最后測長度的讀數(shù)上去掉零誤差的數(shù)值。

精密測量正確使用和保養(yǎng)

（1）檢查零位線是否準(zhǔn)確；

（2） 測量時需把工件被測量面擦干凈；

（3） 工件較大時應(yīng)放在V型鐵或平板上測量；

（4） 測量前將測量桿和砧座擦干凈；

（5）擰活動套筒時需用棘輪裝置；

（6）不要擰松后蓋，以免造成零位線改變；

（7）不要在固定套筒和活動套筒間加入普通機(jī)油；

（8）用后擦凈上油，放入專用盒內(nèi)，置于干燥處。

精密測量定義

游標(biāo)卡尺，是一種測量長度、內(nèi)外徑、深度的量具。游標(biāo)卡尺由主尺和附在主尺上能滑動的游標(biāo)兩部分構(gòu)成。主尺一般以毫米為單位，而游標(biāo)上則有10、20或50個分格，根據(jù)分格的不同，游標(biāo)卡尺可分為十分度游標(biāo)卡尺、二十分度游標(biāo)卡尺、五十分度格游標(biāo)卡尺等。游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)上有兩副活動量爪，分別是內(nèi)測量爪和外測量爪，內(nèi)測量爪通常用來測量內(nèi)徑，外測量爪通常用來測量長度和外徑。

精密測量工作原理

游標(biāo)卡尺是工業(yè)上常用的測量長度的儀器，它由尺身及能在尺身上滑動的游標(biāo)組成。若從背面看，游標(biāo)是一個整體。游標(biāo)與尺身之間有一彈簧片，利用彈簧片的彈力使游標(biāo)與尺身靠緊。游標(biāo)上部有一緊固螺釘，可將游標(biāo)固定在尺身上的任意位置。尺身和游標(biāo)都有量爪，利用內(nèi)測量爪可以測量槽的寬度和管的內(nèi)徑，利用外測量爪可以測量零件的厚度和管的外徑。深度尺與游標(biāo)尺連在一起，可以測槽和筒的深度。

尺身和游標(biāo)尺上面都有刻度。以準(zhǔn)確到0.1毫米的游標(biāo)卡尺為例，尺身上的最小分度是1毫米，游標(biāo)尺上有10個小的等分刻度，總長9毫米，每一分度為0.9毫米，比主尺上的最小分度相差0.1毫米。量爪并攏時尺身和游標(biāo)的零刻度線對齊，它們的第一條刻度線相差0.1毫米，第二條刻度線相差0.2毫米，……，第10條刻度線相差1毫米，即游標(biāo)的第10條刻度線恰好與主尺的9毫米刻度線對齊。

當(dāng)量爪間所量物體的線度為0.1毫米時，游標(biāo)尺向右應(yīng)移動0.1毫米。這時它的第一條刻度線恰好與尺身的1毫米刻度線對齊。同樣當(dāng)游標(biāo)的第五條刻度線跟尺身的5毫米刻度線對齊時，說明兩量爪之間有0.5毫米的寬度，……，依此類推。

在測量大于1毫米的長度時，整的毫米數(shù)要從游標(biāo)“0”線與尺身相對的刻度線讀出。

精密測量使用方法

用軟布將量爪擦干凈，使其并攏，查看游標(biāo)和主尺身的零刻度線是否對齊。如果對齊就可以進(jìn)行測量：如沒有對齊則要記取零誤差：游標(biāo)的零刻度線在尺身零刻度線右側(cè)的叫正零誤差，在尺身零刻度線左側(cè)的叫負(fù)零誤差（這件規(guī)定方法與數(shù)軸的規(guī)定一致，原點(diǎn)以右為正，原點(diǎn)以左為負(fù)）。

測量時，右手拿住尺身，大拇指移動游標(biāo)，左手拿待測外徑（或內(nèi)徑）的物體，使待測物位于外測量爪之間，當(dāng)與量爪緊緊相貼時，即可讀數(shù)。

精密測量讀數(shù)方法

讀數(shù)時首先以游標(biāo)零刻度線為準(zhǔn)在尺身上讀取毫米整數(shù)，即以毫米為單位的整數(shù)部分。然后看游標(biāo)上第幾條刻度線與尺身的刻度線對齊，如第6條刻度線與尺身刻度線對齊，則小數(shù)部分即為0.6毫米（若沒有正好對齊的線，則取最接近對齊的線進(jìn)行讀數(shù)）。如有零誤差，則一律用上述結(jié)果減去零誤差（零誤差為負(fù)，相當(dāng)于加上相同大小的零誤差），讀數(shù)結(jié)果為：

L=整數(shù)部分 小數(shù)部分－零誤差判斷游標(biāo)上哪條刻度線與尺身刻度線對準(zhǔn)，可用下述方法：選定相鄰的三條線，如左側(cè)的線在尺身對應(yīng)線左右，右側(cè)的線在尺身對應(yīng)線之左，中間那條線便可以認(rèn)為是對準(zhǔn)了。

L= 對準(zhǔn)前刻度 游標(biāo)上第n條刻度線與尺身的刻度線對齊 *（乘以）分度值

如果需測量幾次取平均值，不需每次都減去零誤差，只要從最后結(jié)果減去零誤差即可。

精密測量精度

實(shí)際工作中常用精度為0.05毫米和0.02毫米的游標(biāo)卡尺。它們的工作原理和使用方法與本書介紹的精度為0.1毫米的游標(biāo)卡尺相同。精度為0.05毫米的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)上有20個等分刻度，總長為19毫米。測量時如游標(biāo)上第11根刻度線與主尺對齊，則小數(shù)部分的讀數(shù)為11/20毫米=0.55毫米，如第12根刻度線與主尺對齊，則小數(shù)部分讀數(shù)為12/20毫米=0.60毫米。

一般來說，游標(biāo)上有n個等分刻度，它們的總長度與尺身上（n－1）個等分刻度的總長度相等，若游標(biāo)上最小刻度長為x，主尺上最小刻度長為y

則 nx=（n－1）y，

x=y－（y/n）

主尺和游標(biāo)的最小刻度之差為

Δx=y－x=y/n

y/n叫游標(biāo)卡尺的精度，它決定讀數(shù)結(jié)果的位數(shù)。由公式可以看出，提高游標(biāo)卡尺的測量精度在于增加游標(biāo)上的刻度數(shù)或減小主尺上的最小刻度值。一般情況下y為1毫米，n取10、20、50其對應(yīng)的精度為0.1，0.05毫米、0.02毫米。精度為0.02毫米的機(jī)械式游標(biāo)卡尺由于受到本身結(jié)構(gòu)精度和人的眼睛對兩條刻線對準(zhǔn)程度分辨力的限制，其精度不能再提高。

精密測量保管方法

游標(biāo)卡尺使用完畢，用棉紗擦拭干凈。長期不用時應(yīng)將它擦上黃油或機(jī)油，兩量爪合攏并擰緊緊固螺釘，放入卡尺盒內(nèi)蓋好。 游標(biāo)卡尺有0.1毫米（游標(biāo)尺上標(biāo)有10個等分刻度）、0.05毫米（游標(biāo)尺上標(biāo)有20個等分刻度）、和0.02毫米（游標(biāo)尺上標(biāo)有50個等分刻度）、0.01毫米（游標(biāo)尺上標(biāo)有100個等分刻度）4種最小讀數(shù)值

精密測量注意事項(xiàng)

（1）游標(biāo)卡尺是比較精密的測量工具，要輕拿輕放，不得碰撞或跌落地下。使用時不要用來測量粗糙的物體，以免損壞量爪，不用時應(yīng)置于干燥地方防止銹蝕。

（2）測量時，應(yīng)先擰松緊固螺釘，移動游標(biāo)不能用力過猛。兩量爪與待測物的接觸不宜過緊。不能使被夾緊的物體在量爪內(nèi)挪動。

（3）讀數(shù)時，視線應(yīng)與尺面垂直。如需固定讀數(shù)，可用緊固螺釘將游標(biāo)固定在尺身上，防止滑動。

（4）實(shí)際測量時，對同一長度應(yīng)多測幾次，取其平均值來消除偶然誤差。

精密測量定義

量塊是一種平行平面端度量具，又稱塊規(guī)。它是保證長度量值統(tǒng)一的重要常用實(shí)物量具。除了作為工作基準(zhǔn)之外，量塊還可以用來調(diào)整儀器、機(jī)床或直接測量零件。

精密測量一般特性

量塊是以其兩端面之間的距離作為長度的實(shí)物基準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)），是一種單值量具，其材料與熱處理工藝應(yīng)滿足量塊的尺寸穩(wěn)定、硬度高、耐磨性好的要求。通常都用鉻錳鋼、鉻鋼和軸承鋼制成。其線脹系數(shù)與普通鋼材相同，即為（11.5±1）×10－6 /℃，尺穩(wěn)定性約為年變化量不超出±0.5～1μm/m 。

精密測量結(jié)構(gòu)

絕大多數(shù)量塊制成直角平行六面體，也有制成φ20的圓柱體。每塊量塊都有兩個表面非常光潔、平面度精度很高的平行平面，稱為量塊的測量面（或稱工作面）。

(1)量塊長度（尺寸）

是指量塊的一個測量面上的一點(diǎn)至與量塊相研合的輔助體（材質(zhì)與量塊相同）表面（亦稱輔助表面）之間的距離。為了消除量塊測量面的平面度誤差和兩測量面間的平行度誤差對量塊長度的影響，將量塊的工作尺寸定義為量塊的中心長度，即兩個測量面的中心點(diǎn)的長度。

(2)精度

量塊按其制造精度分為五個“級”：00、0、1、2和3級。00級精度最高，3級最低。分級的依據(jù)是量塊長度的極限偏差和長度變動量允許值。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級”向市場銷售量塊，此時用戶只能按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊，這樣必然受到量塊中心長度實(shí)際偏差的影響，將反制造誤差帶入測量結(jié)果。在量值傳遞工作中，為了消除量塊制造誤差對測量的影響，常常按量塊檢定后得到的實(shí)際尺寸使用。各種不同精度的檢定方法可以得到具有不同測量不確定度的量塊，并依此劃分量塊的等別。檢定后的量塊可得到每量塊的中心長度的實(shí)際偏差，顯然同一套量塊若按“等”使用可以得到更高的測量精度（較小的測量不確定度）。但由于按“等”使用比較麻煩，且檢定成本高，固在生產(chǎn)現(xiàn)場仍按“級”使用。

精密測量使用

單個量塊使用很不方便，故一般都按序列將許多不同標(biāo)稱尺寸的量塊成套配置，使用時根據(jù)需要選擇多個適當(dāng)?shù)牧繅K研合起來使用。通常，組成所需尺寸的量塊總數(shù)不應(yīng)超過四塊。例如，為組成89.765mm的尺寸，可由成套的量塊中選出1.005、1.26、7.5、80mm四塊組成，即 89.765 ………所需尺寸 －) 1.005 ………第一塊 88.76 －) 1.26 ………第二塊 87.5 －) 7.5 ………第三塊 80 ………第四塊

精密測量注意事項(xiàng)

量塊在使用過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）量塊必須在使用有效期內(nèi)，否應(yīng)及時送專業(yè)部門檢定。

（2）所選量塊應(yīng)先放入航空汽油中清洗，并用潔凈綢布將其擦干，待量塊溫度與環(huán)境濕度相同后方可使用。

（3）使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)對量塊的損傷及因工作面上的灰塵而劃傷工作面，影響其研合性。

（4）輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。

（5）不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對量塊的腐蝕及手溫對測量精確度的影響。

（6）使用完畢應(yīng)，先用航空汽油清洗量塊，并擦干后涂上防銹脂放入專用盒內(nèi)妥善保管。

精密測量按用途分類

（1）標(biāo)準(zhǔn)量具。指用作測量或檢定標(biāo)準(zhǔn)的。如量塊、多面棱體、表面粗糙度比較樣塊等。

（2）通用（或稱萬能）量具。一般指由廠統(tǒng)一制造的通用性。如直尺、平板、角度塊、卡尺等。

（3）專用（或稱非標(biāo)）量具。指專門為檢測工件某一技術(shù)參數(shù)而設(shè)計制造的。如內(nèi)外溝槽卡尺、鋼絲繩卡尺、步距規(guī)等 是以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的測量器具。它的特點(diǎn)如下：

1）本身直接復(fù)現(xiàn)了單位量值，即的標(biāo)稱值就是單位量值的實(shí)際大小，如量塊本身就復(fù)現(xiàn)了長度量的單位。

2）在結(jié)構(gòu)上一般沒有測量機(jī)構(gòu)，沒有指示器或運(yùn)動著的元部件。如量塊只是復(fù)現(xiàn)單位量值的一個實(shí)物。

3）由于沒有測量機(jī)構(gòu)，如不依賴其他配用的測量器具，就不能直接測出被測量值。例如量塊要配用干涉儀、光學(xué)計。因此它是一種被動式測量器具。

精密測量按國家標(biāo)準(zhǔn)分類

（1）長度測量器具

1）量具類

2）卡尺類

3）千分尺類

4）指示表類

（2）角度測量器具

（3）形位誤差測量器具

（4）表面質(zhì)量測量器具

（5）齒輪測量器具

（6）螺紋測量器具

（7）其它測量器具

（8） 測量鏈

（9）通用器件及附件

在實(shí)際測量中，對于同一被測量往往可以采用多種測量方法。為減小測量不確定度，應(yīng)盡可能遵守以下基本測量原則：

精密測量阿貝原則

要求在測量過程中被測長度與基準(zhǔn)長度應(yīng)安置在同一直線上的原則。若被測長度與基準(zhǔn)長度并排放置，在測量比較過程中由于制造誤差的存在，移動方向的偏移，兩長度之間出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生較大的誤差。誤差的大小除與兩長度之間夾角大小有關(guān)外，還與其之間距離大小有關(guān)，距離越大，誤差也越大。

精密測量基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

測量基準(zhǔn)要與加工基準(zhǔn)和使用基準(zhǔn)統(tǒng)一。即工序測量應(yīng)以工藝基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)，終檢測量應(yīng)以設(shè)計基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)。

精密測量最短鏈原則

在間接測量中，與被測量具有函數(shù)關(guān)系的其它量與被測量形成測量鏈。形成測量鏈的環(huán)節(jié)越多，被測量的不確定度越大。因此，應(yīng)盡可能減少測量鏈的環(huán)節(jié)數(shù)，以保證測量精度，稱之為最短鏈原則。當(dāng)然，按此原則最好不采用間接測量，而采用直接測量。所以，只有在不可能采用直接測量，或直接測量的精度不能保證時，才采用間接測量。應(yīng)該以最少數(shù)目的量塊組成所需尺寸的量塊組，就是最短鏈原則的一種實(shí)際應(yīng)用。

精密測量最小變形原則

測量器具與被測零件都會因?qū)嶋H溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度和受力（重力和測量力）而產(chǎn)生變形，形成測量誤差。在測量過程中，控制測量溫度及其變動、保證測量器具與被測零件有足夠的等溫時間、選用與被測零件線脹系數(shù)相近的測量器具、選用適當(dāng)?shù)臏y量力并保持其穩(wěn)定、選擇適當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)等，都是實(shí)現(xiàn)最小變形原則的有效措施。

1、根據(jù)獲得測量結(jié)果的不同方式可分為： 直接測量和間接測量。從測量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差稱直接測量。如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測量軸徑等。通過測量與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的量，根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系式求得被測量的測量稱為間接測量。如通過測量一圓弧相應(yīng)的弓高和弦長而得到其圓弧半徑的實(shí)際值。

2、絕對測量和相對測量：測量器具的示值直接反映被測量量值的測量為絕對測量。用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測量軸徑不僅是絕對測量，也是絕對測量。將被測量與一個標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行比較得到兩者差值的測量為相對測量。如用內(nèi)徑百分表測量孔徑為相對測量。

3、接觸測量和非接觸測量：測量器具的測頭與被測件表面接觸并有機(jī)械作用的測力存在的測量為接觸測量。如用光切法顯微鏡測量表面粗糙度即屬于非接觸測量。

4、單項(xiàng)測量和綜合測量：對個別的、彼此沒有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的測量稱為單項(xiàng)測量。同時測量個零件的多個參數(shù)及其綜合影響的測量。用測量器具分別測出螺紋的中徑、半角及螺距屬單項(xiàng)測量；而用螺紋量規(guī)的通端檢測螺紋則屬綜合測量。

5、被動測量和主動測量：產(chǎn)品加工完成后的測量為被動測量；正在加工過程中的測量為主動測量。被動測量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動測量可通過其測得值的反饋，控制設(shè)備的加工過程，預(yù)防和杜絕不合格品的產(chǎn)生。

測量基準(zhǔn)是復(fù)現(xiàn)和保存計量單位并具有規(guī)定計量單位特性的計量器具。在幾何量計量領(lǐng)域內(nèi)，測量基準(zhǔn)可分為長度基準(zhǔn)和角度基準(zhǔn)兩類。

（1）長度基準(zhǔn)：1983年第十七屆國際計量大會根據(jù)國際計量委員會的報告，批準(zhǔn)了米的新定義：即“一米是光在真空中在1/299 792 458秒時間間隔內(nèi)的行程”。根據(jù)米的定義建立的國家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)，一般都不能在生產(chǎn)中直接用于對零件進(jìn)行測量。為了確保量值的合理和統(tǒng)一，必須按《國家計量檢定系統(tǒng)》的規(guī)定，將具有最高計量特性的國家基準(zhǔn)逐級進(jìn)行傳遞，直至用于對產(chǎn)品進(jìn)行測量的各種測量器具。

（2） 角度基準(zhǔn)：角度量與長度量不同。由于常用角度單位（度）是由圓周角定義的，即圓周角等于360°，而弧度與度、分、秒又有確定的換算關(guān)系，因此無需建立角度的自然基準(zhǔn)。

1. 游標(biāo)高度規(guī)

游標(biāo)高度規(guī)的基本原理與游標(biāo)卡尺相同，同樣是利用游標(biāo)(微分)原理，只是游標(biāo)高度規(guī)具有一個固定式的基座，主尺垂直裝置在此基座上方，刻度位于主尺滑槽之中，并附有螺旋微動裝置，可準(zhǔn)確歸零?；喈?dāng)于游標(biāo)卡尺的固定測爪，基準(zhǔn)面相當(dāng)于測爪測量面，測頭的測量面相當(dāng)于副尺測爪的測量面。游標(biāo)高度規(guī)附有尺寸微調(diào)裝置，可以利用固定螺絲與微調(diào)鈕將尺寸調(diào)整到正確值。

2．量表高度規(guī)

利用主尺上之齒條與量表齒輪系中小齒輪配合，當(dāng)測頭作上下移動時，量表之小齒輪回轉(zhuǎn)，用附于小齒輪上之指針來指示尺寸，將高度移動量放大成量表指針的旋轉(zhuǎn)。

3．液晶高度規(guī)

由主尺上之齒條與齒輪系中的小齒輪圓盤式光學(xué)編碼器配合，當(dāng)測頭作上下移動時，小齒輪迂轉(zhuǎn)帶動圓盤式光學(xué)編碼器旋轉(zhuǎn)，使高度變化量以數(shù)字顯示出來。

4．磁感式高度規(guī)

由量測主軸上之磁性物質(zhì)與磁性正弦波感測計數(shù)器所組成，當(dāng)感測計數(shù)器與測頭同步移動時，可計算出因磁力線產(chǎn)生的正弦波的變化次數(shù)，并換算為高度量值。

5．精測塊規(guī)式高度規(guī)

使用多層塊規(guī)組合成階級尺寸，將此階級尺寸的塊規(guī)裝置在可上下移動的垂直主軸上，利用高精度的分厘卡來控制主軸的上下移動，此類高度規(guī)又分為標(biāo)準(zhǔn)型精測塊規(guī)式高度規(guī)及電子式精測規(guī)。

6．線性高度規(guī)

將一線性尺安裝在與基座垂直的測量主軸上，利用線性編碼器的原理，感測出精確的高度變化量，其具有測量數(shù)值讀取方便、檢驗(yàn)精度高及檢驗(yàn)快速等優(yōu)點(diǎn)。

精密測量誤差定義

由于測量過程的不完善而產(chǎn)生的測量誤差，將導(dǎo)致測得值的分散入不確定。因此，在測量過程中，正確分析測量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因，對測得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，獲得滿足一定要求的置信水平的測量結(jié)果，是十分重要的。 測量誤差定義：被測量的測得值x與其真值x 0之差，即：△= x －x 0 由于真值是不可能確切獲得的，因而上述善于測量誤差的定義也是理想要概念。在實(shí)際工作中往往將比被測量值的可信度（精度）更高的值，作為其當(dāng)前測量值的“真值” 。

精密測量誤差來源

測量誤差主要由測量器具、測量方法、測量環(huán)境和測量人員等方面因素產(chǎn)生。

（1）測量器具：測量器具設(shè)計中存在的原理誤差，如杠桿機(jī)構(gòu)、阿貝誤差等。制造和裝配過程中的誤差也會引起其示值誤差的產(chǎn)生。例如刻線尺的制造誤差、量塊制造與檢定誤差、表盤的刻制與裝配偏心、光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)誤差、齒輪分度誤差等。其中最重要的是基準(zhǔn)件的誤差，如刻線尺和量塊的誤差，它是測量器具誤差的主要來源。

（2）測量方法：間接測量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差或多個數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后的誤差累積。

（3）測量環(huán)境：測量環(huán)境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動、空氣質(zhì)量等因素。在一般測量過程中，溫度是最重要的因素。測量溫度對標(biāo)準(zhǔn)溫度（ 20℃）的偏離、測量過程中溫度的變化以及測量器具與被測件的溫差等都將產(chǎn)生測量誤差。

（4）測量人員：測量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調(diào)整誤差等引起，它的大小取決于測量人員的操作技術(shù)和其它主觀因素。

精密測量誤差分類

測量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對測量結(jié)果的影響，可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。

（1）系統(tǒng)誤差：在規(guī)定條件下，絕對值和符號保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。其中絕對值和符號不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差，按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差為變值系統(tǒng)誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統(tǒng)誤差大部分能通過修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。

（2）隨機(jī)誤差：在規(guī)定條件下，絕對值和符號以不可預(yù)知的方式變化的誤差，稱為隨機(jī)誤差。就某一次測量而言，隨機(jī)誤差的出現(xiàn)無規(guī)律可循，因而無法消除。但若進(jìn)行多次等精度重復(fù)測量，則與其它隨機(jī)事件一樣具有統(tǒng)計規(guī)律的基本特性，可以通過分析，估算出隨機(jī)誤差值的范圍。隨機(jī)誤差主要由溫度波動、測量力變化、測量器具傳動機(jī)構(gòu)不穩(wěn)、視差等各種隨機(jī)因素造成，雖然無法消除，但只要認(rèn)真、仔細(xì)地分析產(chǎn)生的原因，還是能減少其對測量結(jié)果的影響。

（3）粗大誤差：明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，稱為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。

精密測量產(chǎn)品特點(diǎn)

JT12A-B φ300光學(xué)投影儀：

（1）光學(xué)投影屏成像為正像，符合光學(xué)測量習(xí)慣；

（2) 高低兩檔不同的透視照明，適應(yīng)不同工件的測量要求；

(3) 非球面聚光鏡照明系統(tǒng)，讓投影屏視場明亮勻稱，減少測量誤差，精度更有保證；

(4) 采用進(jìn)口飛利浦長壽命鹵鎢燈，滿足長時間使用的需求；

(5) 軸流風(fēng)機(jī)雙向散熱，提供超強(qiáng)散熱能力；

(6) 帶有DC-3000多功能數(shù)顯表及微型打印機(jī)。

精密測量產(chǎn)品用途

光學(xué)投影儀是光、機(jī)、電、算一體化的精密測量儀器，廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)、儀器儀表業(yè)、鐘表行業(yè)和電子工業(yè)等有關(guān)廠礦的計量室和車間，能高效地檢測各種形狀復(fù)雜工件的輪廓和表面形狀。例如：樣板、沖壓件、凸輪、螺紋、齒輪、成形銑刀、絲攻等各種刀具、工具和零件。

精密測量主要技術(shù)參數(shù)

（1）投影屏

投影屏尺寸：φ300mm 投影屏旋轉(zhuǎn)范圍：0°～360°

旋轉(zhuǎn)角度顯示當(dāng)量：1′

旋轉(zhuǎn)角度準(zhǔn)確度：6′

（2）工作臺

工作臺尺寸：340mm×152mm

X坐標(biāo)行程：0~150（mm），顯示當(dāng)量0.001（mm）

Y坐標(biāo)行程：0~50（mm），顯示當(dāng)量0.001（mm）

Z坐標(biāo)行程：0~80（mm）（調(diào)焦行程）

儀器準(zhǔn)確度：（4 L/25）μm，式中L為測量長度，單位：mm

工作臺承重：4kg

（3）照明光源：

透射照明12V 100W鹵鎢燈

反射照明24V 150W鹵鎢燈

（4）物鏡：

物鏡放大倍數(shù)

10×

20×

50×

100×

物方視場（mm）

φ30

φ15

φ6 φ3

物鏡工作距離（mm）

75

69.6

27

26

放大倍率誤差：0.08%

（5）儀器使用環(huán)境：室溫20℃±5℃，相對濕度不應(yīng)超過60%

外形尺寸：480X780X1150（mm）

主機(jī)重量：135kg

電源說明：

儀器額定電壓為220V/110V

頻率50HZ/60HZ，額定功率440W

精密測量基本功能

（1）多點(diǎn)采集確定直線和圓

（2）各幾何元素預(yù)置設(shè)定

（3）以組合方式確定各幾何元素

（4) 具有坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)平移功能 (5) Z軸可設(shè)定為傳感器長度值或編碼器角度值

(6) 極坐標(biāo)/直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能

(7) 具有誤差修正功能

(8) RS232輸出功能

(9) 打印頁面輸出功能

(10) 停電記憶功能

(11) 各幾何元素可存儲、調(diào)用

在修正了已定系統(tǒng)誤差和剔除了粗大誤差以后，測得值中仍含有隨機(jī)誤差和部分系統(tǒng)誤差，還需估算其測量誤差的大小，評定測得值的不確定度，知道測得值及該測得值的變化范圍（可信程度），才能獲得完整的測量結(jié)果。

測量不確定度的評定：用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示測量結(jié)果的不確定度，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度，按照評定方法不同，它可分為兩類：用對一系列重復(fù)觀測值進(jìn)行統(tǒng)計分析以計算標(biāo)準(zhǔn)不確定度的方法，稱為A類評定；用不同于統(tǒng)計分析的其他方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為B類評定。

A類評定：由統(tǒng)計理論可知，隨機(jī)變量期望值的最佳估計值是n次測得值xi的算術(shù)平均值x 。 x = ∑ x i∕n 該組測得值的標(biāo)準(zhǔn)差的估算值S為 S=√∑（x i－x ）2∕（n－1）=√∑ui2∕（n－1） 若以其算術(shù)平均值作為結(jié)果時，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 S _ X = S∕√n 測量結(jié)果可表達(dá)為 x = x ±S _ X 。

B類評定：在多數(shù)實(shí)際測量工作中，不能或不需進(jìn)行多次重復(fù)測量，則其不確定度只能用非統(tǒng)計分析的方法進(jìn)行B類評定。

B類評定需要依據(jù)有關(guān)的資料作出科學(xué)的判斷。這些資料的來源有：以前的測量數(shù)據(jù)，測量器具的產(chǎn)品說明書，檢定證書，技術(shù)手冊等。如由產(chǎn)品說明書查得某測量器具的不確定度為6μm，若期望得到按正態(tài)分布規(guī)律中3倍標(biāo)準(zhǔn)差的置信水準(zhǔn)（99.73﹪），則按B類評定時標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)取u = 6/3 =2μm。 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的估算：測量過程中一般都會有多個獨(dú)立的誤差源共同對測量的不確定度產(chǎn)生影響，因測量方法的不同，各誤差源的影響程度也不相同。

各誤差源標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成按測量方法的不同可分為以下兩類： ①直接測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：取各類獨(dú)立誤差源的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的平方和的正平方根，即 u=√∑u i2 ∑uj2 ②間接測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：間接測量時，測量結(jié)果需經(jīng)各間接測量值按事先設(shè)計好的函數(shù)關(guān)系計算后求得。由于各間接測量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度對測量結(jié)果的影響程度不同，在估算測量結(jié)果的不確定度時，要先分別對函數(shù)中各測量值求偏導(dǎo)數(shù)，算出其不確定度的傳播系數(shù)。各測量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以相應(yīng)的傳播系數(shù)后，取平方和的正平方根得到測量結(jié)果的不確定度。

精密測量簡介

影像測量儀（CNC Video Measuring machine）克服了傳統(tǒng)投影儀的不足，是集光、機(jī)、電、計算機(jī)圖像技術(shù)于一體的新型高精度、高科技測量儀器。國內(nèi)最高測量精度是2微米。

通過光學(xué)顯微鏡非接觸式對待測物體進(jìn)行高倍率光學(xué)放大成像，經(jīng)過CCD攝像系統(tǒng)將放大后的物體影像送入計算機(jī)后，能高效地檢測各種復(fù)雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測與質(zhì)量控制。

精密測量分類

按操作方式影像測量儀可以分為手動影像測量儀和自動影像測量儀。

按儀器測量特點(diǎn)影像測量儀可以分為二次元和2.5次元。二次元即是 工作平臺X、Y軸可以自由活動，而Z軸固定，2.5次元介于二次元和三次元之間，Z軸可以活動。

精密測量測量單元

影像測量儀測量單元主要是幾何量尺寸，包括長度、寬度、高度、孔距、間距、Pin間距、厚度、圓弧、直徑、半徑、槽、角度、R角等。

精密測量定義

三坐標(biāo)測量機(jī) (Coordinate Measuring Machine， CMM) 是指在一個六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器，又稱為三坐標(biāo)測量儀或三次元。

三坐標(biāo)測量機(jī)在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中占有的位置越來越大，大家或許在使用三坐標(biāo)測量機(jī)里遇到的一些精密測量概念，名詞的解析，總結(jié)到的一些名詞給大家說說，讓新手或一些老手有一些的了解。

精密測量單位介紹

常用的單位有公制(mm)和英制(inch)二種。

1.公制：1 mm(Millimeter 毫米)=100(條)=1000 μm(Micrometer 微米)=1000000 nm(Nanometer 納米).

mm又稱為毫米；條是日本的叫法，臺灣也是這樣叫法；中國稱為絲；μ；m又稱為Micron。

2.英制：1 inch(英寸)=1000 Mil(密耳)。

3.單位換算：1 inch=25.4 mm，1 Mil=2.54絲=25.4 μm

精密測量基本要素

1.精密測量是建立在空間坐標(biāo)系的觀念上，基本元素為點(diǎn)、線、圓三種。

2.在坐標(biāo)系中，元素之間可有多種對應(yīng)的組合：

點(diǎn)到點(diǎn)距離、點(diǎn)到線(垂直)、點(diǎn)到圓距離、圓到線(垂直)距離、圓到圓(垂直)距離、圓到線(垂直)距離、線和圓的交圓及切點(diǎn)、兩線交點(diǎn)、兩線交爭、兩圓交點(diǎn)等。

精密測量分類

三坐標(biāo)測量儀有不同的操作需求、測量范圍和測量精度，這些對選用三坐標(biāo)測量儀是很重要的。

根據(jù)中國儀器超市資料，按三坐標(biāo)測量儀結(jié)構(gòu)可分為如下幾類：

（1）移動橋架型 (Moving bridge type)

移動橋架型，為最常用的三坐標(biāo)測量儀的結(jié)構(gòu)， 軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)引主軸沿水平梁在 方向移動，此水平梁垂直 軸且被兩支柱支撐于兩端，梁與支柱形成“橋架”，橋架沿著兩個在水平面上垂直 和 軸的導(dǎo)槽在 軸方向移動。因?yàn)榱旱膬啥吮恢е?，所以可得到最小的撓度，且比懸臂型有較高的精度。

（2） 床式橋架型 (Bridge bed type)

床式橋架型， 軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直 軸的梁而移動，而梁沿著兩水平導(dǎo)軌在 軸方向移動，導(dǎo)軌位于支柱的上表面，而支柱固定在機(jī)械本體上。此型與移動橋架型一樣，梁的兩端被支撐，因此梁的撓度為最少。此型比懸臂型的精度好，因?yàn)橹挥辛涸?軸方向移動，所以慣性比全部橋架移動時為小，手動操作時比移動橋架型較容易。

（3） 柱式橋架型 (Gantry type)

柱式橋架型，與床式橋架型式比較時，柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱為門型，比床式橋架型有較大且更好的剛性，大部分用在較大型的三坐標(biāo)測量儀上。各軸都以馬達(dá)驅(qū)動，測量范圍很大，操作者可以在橋架內(nèi)工作。

（4) 固定橋架型 (Fixed bridge type)

固定橋架型，軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直 軸的水平橫梁上做 方向移動。橋架 ( 支柱 ) 被固定在機(jī)器本體上，測量臺沿著水平平面的導(dǎo)軌作 軸方向的移動，且垂直于 和 軸。每軸皆由馬達(dá)來驅(qū)動，可確保位置精度，此機(jī)型不適合手動操作。

(5) L 形橋架型 (L-Shaped bridge type)

L 形橋架型，這個設(shè)計乃是為了使橋架在 軸移動時有最小的慣性而作的改變。它與移動橋架型相比較，移動組件的慣性較少，因此操作較容易，但剛性較差。

(6) 軸移動懸臂型 (Fixed table cantilever arm type)

軸移動懸臂型， 軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直 軸的水平懸臂梁在 軸方向移動，懸臂梁沿著在水平面的導(dǎo)槽在 軸方向移動，且垂直于 軸和 軸。此型為三邊開放，容易裝拆工件，且工件可以伸出臺面即可容納較大工件，但因懸臂會造成精度不高。此型只是早期很盛行。

(7) 單支柱移動型 (Moving table cantilever arm type)

單支柱移動型， 軸為主軸在垂直方向移動，支柱整體沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸上移動，且垂直 軸，而 軸連接于支柱上。測量臺沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸上移動，且垂直 軸和 軸。此型測量臺面、支柱等具很好的剛性，因此變形少，且各軸的線性刻度尺與測量軸較接近，以符合阿貝定理。

(8) 單支柱 測量臺移動型 (Single column xy table type)

單支柱 測量臺移動型， 軸為主軸在垂直方向移動，支柱上附有 軸導(dǎo)槽，支柱被固定在測量儀本體上。測量時，測量臺在水平面上沿著 軸和 軸方向作移動。

(9）水平臂測量臺移動型 (Moving table horizontal arm type)

水平臂測量臺移動型，廂形架支撐水平臂沿著垂直的支柱在垂直 ( 軸 ) 的方向移動。探頭裝在水平方向的懸臂上，支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸方向移動，且垂直 軸，測量臺沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸方向移動，且垂直于 軸和 軸。這是水平懸臂型的改良設(shè)計，為了消除水平臂在 軸方向，因伸出或縮回所產(chǎn)生的撓度。

（10） 水平臂測量臺固定型 (Fixed table horizontal arm type)

水平臂測量臺固定型，其構(gòu)造與測量臺移動型相似。此型測量臺固定， 、 軸均在導(dǎo)槽內(nèi)移動，測量時支柱在 軸的導(dǎo)槽移動，而 軸滑動臺面在垂直軸方向移動。

（11） 水平臂移動型 (Moving arm horizotal arm type)

水平臂移動型， 軸懸臂在水平方向移動，支撐水平臂的廂形架沿著支柱在 軸方向移動，而支柱垂直 軸。支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸方向移動，且垂直 軸和 軸，故不適合高精度的測量。除非水平臂在伸出或回收時，對因重量而造成的誤差有所補(bǔ)償。應(yīng)用在車輛檢驗(yàn)工作。

（12） 閉環(huán)橋架型 (Ring bridge type)

閉環(huán)橋架型，由于它的驅(qū)動方式在工作臺中心，可減少因橋架移動所造成沖擊，為所有三坐標(biāo)測量儀中最穩(wěn)定的一種。

精密測量測量時常用的名詞

1.公差：指在一定的數(shù)據(jù)內(nèi)可以容許的誤差值，例某一圓直徑標(biāo)示為10 ± 0.05 mm代表只有這個圓的直徑在9.95~10.05mm之內(nèi)都是合格的。

2.精度：符號為E，是指某一距離與標(biāo)準(zhǔn)距離的誤差，誤差越少精度越好。

U1：指的是在沿著X、Y、Z軸向的線性精度。

U2：指的是在平面XY、ZX、ZY面任意位置的線性精度。

U3(E，MPEE)：指的是在XYZ三維空間里任意位置的線性精度。

3.解析度：指某一測量設(shè)備的最少單位值，一般精密測量儀都是以μm為單位。

4.重復(fù)性：指重復(fù)往返某固定位置或重復(fù)測量一標(biāo)準(zhǔn)件的誤差值，誤越少重復(fù)性越好。

精密測量配件

一般包含探針、控制器、加密鎖、測頭、測量軟件、校正球、計算機(jī)、軟件操作手冊、日常維護(hù)手冊、校正量具等 。

精密測量選定標(biāo)準(zhǔn)

制造業(yè)中的質(zhì)量目標(biāo)在于將零件的生產(chǎn)與設(shè)計要求保持一致。但是，保持生產(chǎn)過程的一致性要求對制造流程進(jìn)行控制。建立和保持制造流程一致性最為有效的方法是準(zhǔn)確地測量工件尺寸，獲得尺寸信息后，分析和反饋數(shù)據(jù)到生產(chǎn)過程中，使之成為持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效工具。

三坐標(biāo)測量機(jī)是測量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一，因?yàn)樗梢源娑喾N表面測量工具及昂貴的組合量規(guī)，并把復(fù)雜的測量任務(wù)所需時間從小時減到分鐘，并快速準(zhǔn)確地評價尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息。

如果一臺坐標(biāo)測量機(jī)正是你的工作所需，如何選擇最好的？首先要確定的是要購買那一種型號的三坐標(biāo)測量機(jī)。根據(jù)測量機(jī)上測頭安置的方位，有三種基本類型：垂直式、水平式和便攜式。

垂直式坐標(biāo)測量機(jī)在垂直臂上安裝測頭。這種測量機(jī)的精度比水平式測量機(jī)要高，因?yàn)闃蚴浇Y(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固而且移動部件較少，使得它們具有更好的剛性和穩(wěn)定性。垂直式三坐標(biāo)測量機(jī)包含各種尺寸，可以測量從小齒輪到發(fā)動機(jī)箱體，甚至是商業(yè)飛機(jī)的機(jī)身。

水平式測量機(jī)把測頭安裝在水平軸上。它們一般應(yīng)用于檢測大工件，如汽車的車身，以中等水平的精度檢測。

便攜式測量機(jī)簡化了那些不能移到測量機(jī)上的工件和裝配件的測量，便攜式測量機(jī)可以安裝在工件或裝配件上面甚至是里面，這便允許了對于內(nèi)部空間的測量，允許用戶在裝配現(xiàn)場測量，從而節(jié)省了了移動、運(yùn)輸和測量單個工件的時間。

為使三坐標(biāo)測量機(jī)保持穩(wěn)固，在設(shè)計過程中，一般通過提高結(jié)構(gòu)部件的橫截面、加大空氣軸承的距離、提高電機(jī)的驅(qū)動力量、基于重量和溫度性能優(yōu)化選擇結(jié)構(gòu)的材料來增加質(zhì)量和剛性，提高測量精度、重復(fù)性及測量速度、加速度。這些原理也應(yīng)用到一些水平式車間型坐標(biāo)測量機(jī)上，這種系統(tǒng)把水平式測量機(jī)的靈活性和垂直式設(shè)計的高精度結(jié)合在一起。

水平測量的方向使得測量機(jī)在于水平式機(jī)床加工設(shè)備的搭配更為合理。它們尤其適合測量那些需要測量高精度測量的大的齒輪箱和發(fā)動機(jī)殼體。

轉(zhuǎn)臺的加入使四個軸成為可能，雙臂配置也可實(shí)現(xiàn)，都可以測量到工件的各個方向。水平臂配置比較容易地裝卸工件，小型的、車間型的水平臂測量機(jī)適于高速生產(chǎn)應(yīng)用過程中。

選擇一臺適當(dāng)?shù)臋C(jī)器

坐標(biāo)測量機(jī)可根據(jù)應(yīng)用選擇有兩種方式：手動和自動。如果您只需要檢測幾何量和公差都比較簡單的工件，或測量各種小批量的不盡相同的工件，手動機(jī)器是最佳選擇。手動測量機(jī)的軟件也可儲存和調(diào)用測量程序，從而加快了重復(fù)性測量。如果需要檢測大批量相同的工件，或要求較高的精度，要選擇直接用計算機(jī)控制的測量機(jī)。數(shù)控測量機(jī)可自動檢測并消除操作者對測量結(jié)果的影響。程序驅(qū)動意味著可實(shí)現(xiàn)無誤差的高檢測速度。

公差也非常重要，手動測量機(jī)很難達(dá)到更小的公差要求，而數(shù)控測量機(jī)通過其連續(xù)的觸測使其更適合具有嚴(yán)格公差要求工件的高精度和高重復(fù)性要求。 數(shù)控測量機(jī)通過安裝一個模擬掃描測頭，用于測量要求大量的數(shù)據(jù)來定義它們的幾何量的工件，如：齒輪、圓柱體、汽車車身、擋風(fēng)玻璃的測量。對于那些完全用算術(shù)方法CAD定義或是完全未知的工件來說，這些測頭能夠提供連續(xù)的數(shù)據(jù)采集，并可從部分工件和模型上進(jìn)行逆向工程。對于非常小輪廓形工件來說，掃描測頭因其小的掃描面并需要大量數(shù)據(jù)來進(jìn)行定義而成為理想的選擇。

測量機(jī)安裝的場地也很重要。理想情況是，測量機(jī)應(yīng)盡量靠近生產(chǎn)過程中制造工件的操作者附近安裝。這些車間型測量機(jī)一般具有友好的用戶操作接口，具有與機(jī)床類似的控制界面。

不同型號的測量機(jī)可以共同工作。一臺計量型的垂直式測量機(jī)一般使用的精密計量室，做為產(chǎn)品性能的主仲裁，工作型的測量機(jī)使用在生產(chǎn)線，對工件的質(zhì)量進(jìn)行評判，并提供實(shí)時的統(tǒng)計過程控制，并平滑地與整個制造流程規(guī)劃進(jìn)行過渡。

精密測量需要考察的關(guān)鍵部分

一旦你確定了如何以及在何處使用測量機(jī)，有一些關(guān)鍵的性能需要進(jìn)行考察，這包括了測量不確定度和工作效率。根據(jù)現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)，對于測量機(jī)的不確定度和檢測程序在ISO10360中進(jìn)行了描述。

ISO 10 360主要確定了以下三項(xiàng)誤差：

A. 長度測量最大允許示值誤差MPEE (ISO 10 360-2 )

在測量空間的任意7種不同的方位，測量一組5種尺寸的量塊，每種量塊長度分別測量3次。

所有測量結(jié)果必須在規(guī)定的MPEE值范圍內(nèi)。

B. 最大允許探測誤差 MPEP (ISO 10 360-2)

25點(diǎn)測量精密標(biāo)準(zhǔn)球，探測點(diǎn)分布均勻。最大允許探測誤差MPEP值為所有測量半徑的最大差值。

C. 最大允許掃描探測誤差 MPETHP (ISO 10 360-4)

沿標(biāo)準(zhǔn)球上4條確定的路徑進(jìn)行掃描。最大允許掃描探測誤差MPETHP值為所有測量半徑的最大差值。

在可接受不確定度水平上采集點(diǎn)的數(shù)量，確定了測量機(jī)的工作效率。一些測量機(jī)能夠在一分鐘內(nèi)采集超過100個數(shù)據(jù)點(diǎn)，而可以達(dá)到非常接近計量型的精度。

測量機(jī)能夠?yàn)楝F(xiàn)代制造業(yè)提供保證，因?yàn)樗扇〈矫娴臏y量工具、固定的或定制的量規(guī)，以及精密的手工測量工具。他們在處理不同工作方面的靈活性使其成為一個主仲裁者。在為過程控制提供尺寸數(shù)據(jù)的同時，測量機(jī)還可提供入廠產(chǎn)品檢驗(yàn)、機(jī)床的校驗(yàn)、客戶質(zhì)量認(rèn)證、量規(guī)檢驗(yàn)、加工試驗(yàn)以及優(yōu)化機(jī)床設(shè)置等附加性能。對于固定資產(chǎn)的投入有許多要考慮的因素，但一但考慮到提高了生產(chǎn)效率、降低了成本并將生產(chǎn)納入了控制，測量機(jī)就是測量和檢測的最好的選擇。

優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)，將會協(xié)助您最大限度地發(fā)揮測量機(jī)的應(yīng)用作用

在選購了適用、可靠性能測量機(jī)的基礎(chǔ)上，您還需要充分考慮到三坐標(biāo)測量機(jī)供應(yīng)商的技術(shù)實(shí)力和應(yīng)用、技術(shù)服務(wù)能力，是否具有本地化的技術(shù)和長久綜合發(fā)展實(shí)力，并擁有眾多的客戶群和廣泛的認(rèn)知。通過及時可靠的技術(shù)服務(wù)支持和備件保障，對于測量機(jī)的長期高效率運(yùn)行提供保障。同時，擁有著專業(yè)的培訓(xùn)和應(yīng)用支持隊伍，使得客戶能夠從容應(yīng)對紛繁復(fù)雜的各種測量任務(wù)。

精密測量應(yīng)用領(lǐng)域

主要用于機(jī)械、汽車、航空、軍工、家具、工具原型、機(jī)器等中小型配件、模具等行業(yè)中的箱體、機(jī)架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量，還可用于電子、五金、塑膠等行業(yè)中，可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測，從而完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務(wù)。

精密測量技術(shù)指標(biāo)

（1）量具的標(biāo)稱值：標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺寸，標(biāo)在刻線尺上的尺寸等。

（2）刻度：在測量器具上指示出不同量值的刻線標(biāo)記的組合稱為刻度。

（3）刻度間距：沿著刻線尺（標(biāo)尺）長度方向所測得的兩個相鄰刻線標(biāo)記中心之間的距離稱為刻度間距，也稱標(biāo)尺間距。

（4）分度值：兩相鄰刻線所代表的量值之差稱為儀器的分度值。它是一臺儀器所能讀出的最小單位量值。一般地說，分度值越小，測量器具的精度越高。數(shù)字式量儀沒有標(biāo)尺或度盤，而與其相對應(yīng)的為分辨率。分辨率是儀器顯示的最末位數(shù)字間隔所代表的被測量值。

（5）示值范圍：測量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍稱為示值范圍。

（6）測量范圍：在允許不確定度內(nèi)，測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的范圍。如外徑百分尺的測量范圍有0～25mm、25～50mm、50～75mm等，其示值范圍則均為25mm。比較儀的測量范圍為180mm，其示值范圍則為±0.1mm。示值范圍與標(biāo)尺有關(guān)，測量范圍取決于結(jié)構(gòu)。

（7）量程：測量范圍的上限值和下限值之差稱為量程。量程大的儀器使用起來比較方便，但儀器的線性誤差將隨之變大使儀器的準(zhǔn)確度下降。

（8）靈敏度：測量器具對被測量值變化的反應(yīng)能力稱為靈敏度。對于一般長度測量器具，靈敏度等于標(biāo)尺間距a與分度值I之比，又稱放大比或放大位數(shù)K，即 K= a / I 測量力：采用接觸法測量時，測量器具的傳感器與被測零件表面之間的接觸力。測量力及其變動會影響測量結(jié)果的精度。因此，絕大多數(shù)采用接觸測量法的測量器具，都具有測量力穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。

（9）示值誤差：測量器具的示值與被測量的真值之差。例如用百分尺測量軸的直徑得讀數(shù)值為31.675mm，而其真值為31.678mm，則百分尺的示值誤差等于31.675－31.678=－0.003mm. 顯然，測量器具在不同的示值處的示值誤差一般是各不相同的。測量器具的精度大多仍用示值極限誤差來表示測量器具示值誤差的界限值。 回程誤差：是指在相同條件下，被測量值不變，測量器具行程方向不同時，兩示值之差的絕對值。該項(xiàng)誤差是由于測量器具中測量系統(tǒng)的間隙、變形和磨擦等原因引起的。當(dāng)要求測量值的顯示呈連續(xù)的往返性變化時（有連續(xù)的正、負(fù)值變化），則應(yīng)選用回程誤差較小的測量器具。 測量不確定度：測量不確定度是在測量結(jié)果中表達(dá)被測量值分散性的參數(shù)。由于測量過程的不完善，測得值對真值總是有所偏離，這種偏離又是不確定的，表達(dá)這種不確定程度的參數(shù)，就稱為不確定度。

（10）修正值：為修正某一測量器具的示值誤差而在其檢定證書上注明的特定值。它的大小與示值誤差的絕對值相等，符號相反。在測量結(jié)果中加入相應(yīng)的修正值后，可提高測量精度。

精密測量測量器具的選擇

大部分工廠是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來選擇計量器具的。通常選擇計量器具的測量極限誤差占工件公差的1/3～1/5或1/3～1/10。對一些高精度工件，甚至有取1/2的。總之，就沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，往往因人因廠而異。不僅如此，而且大多數(shù)工廠用計量器具檢測工件時，均按圖樣上標(biāo)注的極限尺寸作驗(yàn)收極限。這種驗(yàn)收極限與工件的極限尺寸重合的方法，由于計量器具內(nèi)在誤差及測量條件的影響，往往導(dǎo)致“誤收”和“誤廢”，造成不少質(zhì)量問題及不應(yīng)有的損失。所謂“誤收”，就是把不合格的產(chǎn)品，誤判為合格予以接收；所謂“誤廢”，就是把本來合格的產(chǎn)品，誤判為不合格予以拒收。

合理選擇計量器具對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高測量效率和降低費(fèi)用具有重要意義。一般說來，器具的選擇主要取決于被測工件的精度要求，在保證精度要求的前提下，也要考慮尺寸大小、結(jié)構(gòu)形狀、材料與被測表面的位置，同時也要考慮工件批量、生產(chǎn)方式和生產(chǎn)成本等因素。對批量大的工件，多用專用計量器具，對單件小批則多用通用計量器具。

作　者： 朱士忠 編

叢 書 名：精密測量技術(shù)常識（第3版）

出 版 社： 電子工業(yè)出版社

ISBN：9787121141843

出版時間：2011-08-01

版　次：3

頁　數(shù)：172

裝　幀：平裝

開　本：16開

所屬分類：圖書 > 教材教輔 > 中職中專

圖書 > 工程 > 儀表工程

《精密測量技術(shù)常識（第3版）》主要內(nèi)容有機(jī)械精度設(shè)計基礎(chǔ)、尺寸的公差與配合、形狀與位置公差、測量技術(shù)基礎(chǔ)常識、軸套類零件的測量、鍵與花鍵的測量、螺紋的測量、盤類零件的測量、箱體類零件的測量、表面粗糙度的測量、三坐標(biāo)測量機(jī)簡介，且附有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報告與習(xí)題。書中編入的相關(guān)新知識、新工藝和新技術(shù)，貼近數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)技能型緊缺人才的教學(xué)需求。在附錄中還介紹了測量常用計算方法，以及量具、量儀的保養(yǎng)常識。