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1、计量标准,了解国家计量法 了解测量四要素; 尺寸传递的概念以及量块的基本知识; 理解计量器具的分类及常用的度量指标; 理解测量方法及其特点; 了解测量误差的概念; 了解测量列中各类测量误差的处理方法; 掌握等精度测量列的数据处理。, 目的要求,计量标准,1.1 计量标准器具 1.2 计量检定 1.3 计量器具的管理 1.4 计量监督与法律责任, 1 国家计量法,计量标准,一、计量标准器具,1.计量基准,2.计量标准,我国于1985年9月经第六届全国人民代表大会常务委员会通过发布了中华人民共和国计量法。,计量标准, 9.1 国家计量法,计 量 器 具 的 量 值 传 递 系 统,量块,1.量块的
2、精度,制造精度00、0、1、2、3、k 6个等级,高,低,检定精度1、2、3、4、5、6 6个等级,高,低,量块按检定结果精度使用。,计量标准,2.量块材料膨胀系数小、耐磨、不易变形的特殊合金工具钢, 如: 铬锰钢,3. 量块形状,长方体,圆柱体,4.量块特性成套使 用,不超过4块,有91、83、46、20等块组、测量面具有研合性,0.5 , 1.0 , 1.005 1.01, 1.02, 1.03 1.49 1.5, 1.6, 1.7 . 1.9 2.0, 2.5, 3.0 9.5 10, 20, 30 . 100,83块组,计量标准,二、计量检定,1.新制造的计量器具,由于设计、加工和装配
3、等各种原因引起的误差是否在允许的范围内,必须由一定等级的计量标准来检定,判断其是否合格。,2.使用过程中的计量标准器和工作计量器具,由于使用中的磨损、环境影响和使用不当等原因,也会引起计量参数的变化,需要定期采用一定等级的计量标准对其检定,判断其是否合格。,计量标准,三、计量器具的管理,计量法规定,制造、修理计量器具的企事业单位,必须具备与所制造、修理的计量器具相适应的设施、人员和检定仪器设备,经县级以上人民政府计量行政部门考核合格,取得制造计量器具许可证或者修理计量器具许可证。,1.计量检定人员: 必须经县级以上人民政府计量行政部门考核合格,并取得计量检定证件。,2.检验机构,需经省级以上人
4、民政府计量行政部门所属的计量检定机构或者被授权的技术机构按照(1)计量检定、测试设备的性能;(2)计量检定、测试设备的工作环境和人员的操作技能;(3)保证量值统一、准确的措施及检测数据公正可靠的管理制度三方面进行考核。考核合格后,由接受申请的省级以上人民政府计量行政部门发给计量认证合格证书。,计量标准,长度、角度 粗糙度等, 2 测量技术基础,一、长度测量的基础知识,测量 四要素,被测对象,计量单位,测量方法,测量精度,m、mm、m,测量原理、 器具、条件,测量结果和真值 的接近程度,计量标准, 2.1 长度测量的基础知识,1. 计量单位,法定单位m,制造单位mm,测量单位m,计量标准,2.
5、测量器具,标准量具:量块、标准线纹尺,通用测量器具:游标卡尺、万能测长仪等,专用测量器具:圆度仪、粗糙度仪等,极限量规:螺纹极限量规等, 2.1 长度测量的基础知识,计量标准,单值,测量单一数值的量具,如:量块,1、量具,多值测量一定范围的一系列不同量值的量具 如:千分尺,标准计量的标准 如:基准米尺, 2.1 长度测量的基础知识,计量标准,游标卡尺,计量标准,2、量规,没有刻度的专用工具,检验零件尺寸、形状等是否合格,但不能得出零件的具体尺寸。,计量标准,机械式 如:百分表、 千分表等,如电动轮廓仪、万能测量仪,计量标准,3、量仪计量仪器。 被测得量转换成 可以直接观 察得指示值。,光学式
6、如光栅电动式,4、计量装置专用与检验复杂的参数,能有助于实现自动测量。 如:三坐标测量仪,计量标准,台式投影仪,卧式测长仪,计量标准,一、常用长度计量器具,1.游标类,2.螺旋测微类,3.机械量仪,4.光学量仪, 2.2 常用量具和测量方法,计量标准,1.测量被测量和具有计量单位的标准量进行比较,从而确 定被测量的值。,2.检验为确定几何被测量是否在规定极限范围内,从而判 断是否合格。,3.测量技术基本要求:合理选用计量器具与测量方法,保证一 定的测量精度,通过测量分析零件的加 工工艺,积极采取预防措施,以免废品 产生。,二、测量方法, 2.2 常用量具和测量方法,计量标准,三、计量器具的技术
7、指标,1.刻度量具标尺上的刻线。,2.分度值每一刻线间距的量值。0.01mm、0.02mm等。,3.测量范围所能测量的最大与 最小值的范围。,4.示值范围标尺或刻度盘内全部刻度所代表的最大与最小范围。,四、测量方法分类,间接测量,1、按能否直接 得出数据,相对测量测量出的值和 标准值比较,得出偏差的方 法。如量块。,绝对测量测量值直接 从量具上读出。如:游标、 千分尺等。,测量出的量值,通过函数计 算所得。如:正弦规。,直接测量,计量标准,2、按被测 参数多少,分别测量零件的各个参数。 如:螺纹的螺距、中径等,单项测量,综合测量,测出的量值是几个项目 的综合反映如:塞规,计量标准,3、测量头和
8、工件 有否接触,接触测量 如:游标、千分尺等,非接触测量 如:光栅、工具显微镜,计量标准,4、按工艺过程,在加工过程中测量。 可以控制产品的质量, 以防废品产生。,事后检验“三检制,主动测量,被动测量,计量标准, 2.3 测量误差与量具选择,一.误差及产生的原因,1)测量误差,测量结果与被测的真值的差, = l - ,2)表示方法, = l - ,f= /l100%,计量标准,3)误差产 生的原因,量具的误差,方法误差,安装定位误差,环境误差, 2.3 测量误差与量具选择,计量标准,1)系统误差:绝对值和符号均保持不变的测量误差,或绝对值合符号按某一规律变化的测量误差定值系统误差和变值系统误差
9、。 2)随机误差:绝对值和符号以不可预定的方式变化着的测量误差 3)粗大误差:指超出在一定的测量条件下预计的测量误差, 2.3 测量误差与量具选择,二.测量误差的分类,计量标准,随机误差的分布规律,e自然对数的底(标准偏差),随机误差,均方根误差,y概率密度,均方根误差,计量标准,1 2 3,则,1max2max3max,越小,曲线就越陡,随机误差分布也越中, 测量的可靠性也越高。,计量标准,3.随机误差的特性,、抵偿性,、对称性,、单峰性,、有界性,随机误差和标准偏差的关系,计量标准,4.测量数值的数据处理,1)算术平均值,计量标准,2)残差 :,用算术平均值代替真值所得到的误差。,残差特性
10、,代数和为0,平方和为最小,计量标准,3)标准偏差的估计值S,4)判断粗大误差并剔除,5)测量列算术平均数的标准偏差,计量标准,测量结果表示为,多次测量的算术平均值的极限误差为,计量标准,三. 测量器具的选择,原则:测量器具的精度应该与被测零件的公差等级相适应,被测零件的公差等级越高,公差值小,则选用的测量器具精度要求高。,计量标准, 2.3 测量误差与量具选择,验收标准规定:验收极限从规定的极限尺寸向零件公差带内移动一个测量不确定度的允许值A(安全裕度),根据这一原则,建立了在规定尺寸极限基础上内缩的验收规则。 上验收极限=最大极限尺寸-安全裕度(A) 下验收极限=最小极限尺寸+安全裕度(A
11、),不同的计量器具其允许的不确定值也不同,计量标准, 2.3 测量误差与量具选择,一、计量光栅,1、光栅尺材料,金属,玻璃,2、光栅种类,长光栅,圆光栅,25、50、100、250条/mm,10800、21600条/mm,光栅尺,新技术在长度计量中的应用, 计量光栅,3、光栅工作原理用二块具有相同栅距的光栅的刻线面平行 叠合,且二片平行保持一定距离使两光栅 刻线之间有一很小夹角。光源从光栅一侧 通过,此时,在光栅的另一侧形成明暗相 间的莫尔条纹。, 计量光栅,新技术在长度计量中的应用,4、光栅传感器工作原理, 计量光栅,新技术在长度计量中的应用,激光特性:单色性、方向性、相干性和能量高度集中。, 激光技术,新技术在长度计量中的应用,悬臂z、y 结构,桥式(框架)结构, 三坐标测量机,新技术在长度计量中的应用, 三坐标测量机,龙门结构,卧式镗床结构,新技术在长度计量中的应用,三坐标测量 机的测量头,软测头 (触发式),软测头,硬测头,应用,任何复杂的几何表面与几何形状,只要测头能感受到的地方,就可以测出他们的几何尺寸和相互位置关系,并借助计算机完成数据处理。,新技术在长度计量中的应用, 三坐标测量机,
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