《测量技术培训课程》

测量技术培训课程培训内容:概述测量器具的定义与分类量测设备之选择原则测量误差分析常用量具的正确使用及维护保养常见形位公差的介绍与测量方法一、概述•测量是人们认识客观世界的一个重要手段，从本质上说量测就是将被测的量和一个作为计量单位或标准的量进行比较，以获得被测值的实验过程。•因此，要确定被测量值不是凭人们的感观视觉，而是需要建立具体计量单位并能具体体现计量单位的器具去感官和比较，所以一个完整的量测过程应包括测量对象和被测量，测量单位和标准量，测量方法，测量精度几个方面。•任何测量，如果其结果以真实现象相差很大，则此测量结果不应被采用，否则造成误导。因此，从事量测时，应以适当精密之量测仪器，在一定条件下，由经过培训合格的人员依照特定的操作规范来执行量测工作，但即使是按照以上条件来量测，量测结果还是有偏差，环境条件的不稳定，人为操作不一致等原因所造的。我们要分析本身偏差产生的原因，找出解决方法，从而尽量来减低量测误差，达到量测之真正目的。测量定义－术语•1．测量：为确定量值进行的一组操作。•2．测得值：从测量器具直接得出或经过必要计算得出的量值。•3．测量的准确度：测量结果与被测量约定真值的一致程度。•4．测量的重复性：在符合下列条件下，对同一被测量进行连续测量，其测量结果之间的一致程度。相同测量方法；同一观测者；同一测量仪器；同一位置；相同的使用条件；在短时间间隔内重复。•5．测量的再现性：改变下列一个或多个条件，分别对同一被测量进行连续测量，其测量结果之间的一致程度。测量方法；观测者；测量仪器；位置；使用条件；时间。•6．测量的不确定度：表征被测量真值所处在的量值范围的评定。•7．测量的绝对误差：测量结果与被测量约定真值之差。•8．相对误差：测量的绝对误差与被测量真值之比。•9．测量力：测量器具对被测件的被测表面（位置）施加的测量压力。•10．测量器具：是可单独地或与其他装置一起，用以确定几何量值的器具。二、量测设备之选择原则•要选择能适应被测对象需要的正确量测设备，需同时考量其精度、经济性和适用性。•一．精度要求：精度应符合（GB3177－82）规定。通常是视零件之尺寸公差决定，一般以取工件公差的1／3－1／10为宜•二．经济性：在同等精度条件下，即满足被测工件之精度要求下，量测还要选低成本，容易操作的量测仪器。测量应有一定效率，尽量先用结构简单，可靠．操作方便灵活，容易维护，对操作者技术水平和熟练程度要求低之设备。•三．适用性：计量器具的结构，特点、性能、测量范围和测量力等应适合测量对象的需要量测设备之选择原则•测量方法•直接测量法：不必测量与被测量有函数关系的其他量，而能直接得到被测量值的测量方法。•间接测量法：通过测量与被测量有函数关系的其他量来得到被测量值的测量方法。•定义测量法：根据量的定义来确定该量的测量方法。•静态测量方法：确定可以认为不随时间变化的量值的测量方法。•动态测量方法：确定随时间变化量值的瞬间量值的测定方法。•直接比较测量法：将被测量直接与已知其值的同种量相比较的测量方法。•7．微差测量法：将被测量与只有微小差别的已知同等量相比较，通过测量这两个量值间的差值来确定被测量值的测量方法。三、测量误差分析•一．测量误差的分类•1．按产生因素来分：•人员误差：由测量人员主观因素和操作技术所引起的误差。•环境误差：可随环境变化的测量误差分量。•方法误差：测量方法不完善所致误差。•调整误差：未能将测量器具或被测对象调整到正确位置或状态所致误差。•读数误差：由于观测者对测量器具不准确读数所致误差•视差：观测者偏离正确观测方向进行读数或瞄准时所致误差。•估读误差：在分度值范围内估读时所致误差。•2．按系统性质来分：•系统误差：在实际测量条件下，多次测量同一量值时，若误差的大小和符号固定不变或按一定规律变化时的误差。•随机误差（偶然误差）：是指在一定测量条件下，多次测量同一尺寸时，其绝对值和符号经不可预定的方式变化的误差。•粗大误差：指超出规定条件下预期的误差，即明显不符合测量结果的误差．常因主观疏忽大意或客观条件巨变造成的误差。在正常测量条件下应该而且可以防止这类误差产生。•测量的精密度、准确度和精确度对测量结果的好坏，我们往往用精密度、准确度和精确度来评价。•1．精密度：表示测量结果中偶然误差大小的程度。•它是指在规定条件下对被测量进行多次测量时，各次测量结果之间离散的程度。精密度高则离散程度小，重复性大，偶然误差小，但系统误差的大小不明确。•2．准确度：表示测量结果中系统误差大小的程度。•它是指在规定条件下，多次测量数据的平均值与真值符合的程度。准确度高则测量接近真和程度高，系统误差小，但对测量的偶然误差的大小并不明确。•3、精确度：表示测量结果中系统误差与偶然误差的综合大小的程度。•它是指测量结果的重复性及接近真值的程度。•对于测量来说，精密度高，准确度不一定高；而准确度高，精密度也不一定高；只有精密度和准确度都高时，精确度才高。下面我们以打靶为例，来形象地说明，这三个不同概念的之间的区别。（a）图表示子弹比较集中，但都偏离靶心，说明射出的精密度高，但准确度较低；•（b）图表示子弹比较分散，但是它们的中心位置比较接近靶心，说明射击的准确度高，但精密度较低；（c）图表示子弹比较集中靶心，说明射击的精密度和准确度都较高，即精确度较高。下图是测量的精密度、准确度和精确度图示：•测量单位•1米（m）=10分米（dm）=100厘米（cm）=1000毫米（mm）=100000丝=1000000微米（μm）•1英寸（in）=25.4毫米（mm）•1度（°）=60分（′）=3600秒（″）•二．测量基准与定位方式选择•1．测量基准选择•用来测量已加工面尺寸及位置的基准称测量基准。选择测量基准应遵守基准统一原则，即设计基准、测量基准、装配基准、定位基准应统一。如不统一，应遵守下列原则：•在工序检验时，测量基准应与定位基准一致。•在终结检验时，测量基准应与装配基准一致。•定位方式选择•根据被测件的结构形式及几何形状选择定位方式，原则如下•（1）对平面可用平面或三点支承定位。•（2）对球面可用平面或V形块定位。•（3）对外圆柱面可用V形块或顶尖、三爪定心卡盘定位。•（4）对内圆柱面可用心轴或三爪自动定心卡盘定位。•测量过程注意事项•1．减少基准件误差的影响：基准件定期检定制度•2．减少测量器具误差的影响：•（1）不合格的测量器具坚决不使用。•（2）对某些测量器具，在使用时应先校对零位，以便减少测量误差。•（3）减少测量力引起的测量误差。•a.测量力不能太大，一般取6-10N左右。•b.测量时的测量力，应尽可能与“对零”时的测量力保持一致；•c.各次测量的测量力大小要稳定。•d.在测量过程中，测量器具的测头要轻轻接触被测件，避免用力过猛或冲击。•e.某些测量器具带有测量力的恒定装置，测量时必须使用。•（4）减少温度引起的误差：是因物体有热胀冷缩的特性。•a.测量器具和被测件要在相同温度条件下进行测量，在加工中受热的工件或过冷的工件都不应立即进行测量。•b.测量器具不应放在热源附近和阳光下，以及没有绝热装置的机床变速箱上、风口处等高温或低温的地方。•c.注意测量者的体温、手温、哈气对测量器具的影响。•（5）减少主观原因造成的误差•a掌握测量器具的正确使用方法及读数原理，避免或减少测错现象，提高测量准确度，测量者对不熟悉的测量器具，不要随便动用。•b.测量时应认真仔细、注意力集中，避免出现读错、记错等误差。•c.测量时可在同一个位置上多测几次，取其平均值作测量结果，可减少测量误差。•d.要减少视差。•e.要减小估读误差。四、常用量具的正确使用及维护保养•第一节游标卡尺类•一．游标卡•1．定义：利用游标原理对两测量面相对移动分隔的距离进行读数的测量器具。•2．读数方法：•（1）先读整数——看游标零线的左边，尺身上最靠近的一条刻线的数值，读出被测尺寸的整数部分；•（2）再读小数——看游标零线的右边，读出游标第几条刻线与尺身刻线对齐，读出被测尺寸的小数部分（即游标读数值乘其对齐刻线的顺序数）；•（3）得出被测尺寸——把上面两次读数的整数部分和小数部分相加，就是卡尺的所测尺寸。•3．游标卡尺的使用方法•（1）测量外尺寸时，应先把量爪张开得比被测尺寸稍大，再把固定测量爪与被测表面靠上，然后慢慢推动尺框，使活动测量爪轻轻地接触被测表面，并稍微游动一下活动测量爪，以便找出最小尺寸部位，可获得正确的测量结果。卡尺的两个测量爪应垂直于被测表面。同样道理，读数之后要先把活动测量爪移开，再从被测件上取下卡尺；在活动测量爪还没松开之前，不允许猛力拉下卡尺。•（2）测量内孔直径时，应先把测量爪张开的比被测尺寸稍小，再把固定测量爪靠在孔壁上，然后慢慢拉动尺框，使活动测量爪沿着直径方向轻轻接触孔壁，再把测量爪在孔壁上稍微游动一下，以便找出最大尺寸部位。注意测量爪应放在孔的直径方向。•（3）测量沟槽宽度时，卡尺的操作方法与测量孔径相似，测量爪的位置也应摆正，要垂直于槽壁•（4）测量深度时，应使游标卡尺的尺身下端面与被测件的顶面贴合，向下推动深度尺，使之轻轻接触被测底面.•4．测量的注意事项•（1）测量力要适当，可使用带有微动装置（同时还能控制测量力）的卡尺。•（2）选用测量爪适当的部位，测量时应尽量避免使用刀口形测量面而使用靠近尺身的平测量面。•（3）测量温度要适宜，当卡尺和被测件的温度相同时，测量温度与标准温度的允许偏差可适当放宽。•（4）适当增加测量次数，取平均值。•5．维护保养•（1）不允许把卡尺的两个测量爪当做螺钉扳手用，或把测量爪的尖端用作划线工具、圆规等。•（2）不准把卡尺代替卡钳、卡板等，在被测件上来回推拉。•（3）移动卡尺的尺框和微动装置时，不要忘记松开紧固螺钉；但也不要松得过量，以免螺钉脱落丢失。•（4）测量结束要把卡尺平放，尤其是大尺寸的卡尺更应注意，否则尺身会弯曲变形。•（5）带深度尺的游标卡尺，用完后，要把测量爪合拢，否则较细的深度尺露在外边，容易变形甚至折断。•（6）卡尺使用完毕，要擦净上油，放到卡尺盒内，注意不要锈蚀或弄脏。•带表卡尺•1．定义：带表卡尺的外形与游标卡尺相似，它是利用机械传动系统，将两测量面的相对移动变为指示表指针的回转运动，并借助尺身标尺和指示表对两测量面相对移动所分隔的距离进行读数的测量器具。•2．使用及读数：•（1）带表卡尺的用途与游标卡尺相同，测量准确度高些。•（2）带表卡尺使用方法与游标卡尺相同。读数装置是由尺身和指示表两部分组成，当尺框上的活动测量爪与尺身的固定测量爪贴合时，尺框左边线“读数部位”与尺身的“0”刻线对齐，指示表的指针位于正上方并指“0”，此时两个测量爪之间的距离为零。测量时，将尺框向右移到某一位置，这时的活动测量爪与固定测量爪之间的距离就是被测尺寸。被测尺寸的整数部分可从“读数部位”左边的尺身刻度线上读出，而小数部分可由指示表指针读出。•．电子数显卡尺•1．定义：是利用电子测量和数字显示原理，对两测量面相对移动分隔的距离进行读数的测量器具。•2．使用及读数：•使用方法与相应的游标卡尺相同，可从显示器上直接读取被测数值。•外径千分尺•1．定义：是利用螺旋副原理，对尺架上两测量面间隔的距离进行读数的外尺寸测量器具。•2．优点：使用普遍，是一种重要的精密测量器具。它具有体积小、坚固耐用、测量准确度较高、使用方便、容易调整以及测力恒定。•3．测量范围：可以测量工件的各种外形尺寸，如长度、厚度、外径以及凸肩厚板厚或壁厚等。•精度：0.01mm。•4．读数方法：•（1）先读整数——微分筒的棱边（或称锥面的端面）作为整数毫米的读数指示线，在固定套管上露出来的刻度线数值，就是被测尺寸的毫米整数和半毫米数。•（2）再读小数——固定套管上的刻线作为不足半毫米小数部分的读数指示线，在微分筒上读出小数。读小数时，看固定套管的纵刻线与微分筒上那一条刻线对齐，就能读出被测尺寸的小数部分。•（3）得出被测尺寸——把上面两次读数的整数部分和小数部分相加，就是被测尺寸。•5．使用方法：•（1）保持测力