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文檔簡介

論精密工程測量及其應(yīng)用一、本文概述隨著科技的飛速發(fā)展和工程建設(shè)的日益復(fù)雜化,精密工程測量已經(jīng)成為現(xiàn)代工程領(lǐng)域中不可或缺的一部分。本文旨在深入探討精密工程測量的概念、原理、技術(shù)方法以及其在各類工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。我們將首先界定精密工程測量的定義,闡述其與傳統(tǒng)測量方法的區(qū)別與聯(lián)系。接著,本文將詳細(xì)介紹精密工程測量的基本原理和技術(shù)手段,包括測量儀器、數(shù)據(jù)處理和分析方法等。在此基礎(chǔ)上,我們將進(jìn)一步探討精密工程測量在土木工程、機(jī)械工程、航空航天、地質(zhì)勘探等多個(gè)領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用,分析其在實(shí)際工程中所發(fā)揮的重要作用和帶來的效益。本文還將展望精密工程測量的未來發(fā)展趨勢,探討新技術(shù)、新方法在精密工程測量中的應(yīng)用前景,以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐提供有益的參考和借鑒。二、精密工程測量的基本原理與技術(shù)精密工程測量作為現(xiàn)代工程技術(shù)的重要分支,其基本原理與技術(shù)方法直接關(guān)系到工程項(xiàng)目的質(zhì)量與安全。其核心在于利用先進(jìn)的測量設(shè)備和精密的測量方法,對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行高精度、高穩(wěn)定性的測量,從而確保工程建設(shè)的準(zhǔn)確性和可靠性?;驹恚壕芄こ虦y量的基本原理主要基于測量學(xué)的基本原理,包括幾何原理、物理原理和數(shù)學(xué)原理。幾何原理通過點(diǎn)、線、面的空間關(guān)系來確定物體的位置與形狀;物理原理則利用物理量(如長度、角度、重力等)的測量來推算物體的幾何量;數(shù)學(xué)原理則通過數(shù)學(xué)模型和算法,對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,得到所需的結(jié)果。光電測量技術(shù):利用光電傳感器和光學(xué)儀器,對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行非接觸式測量。這種技術(shù)具有高精度、高速度和高自動(dòng)化等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、道路等工程領(lǐng)域。激光測量技術(shù):激光測量技術(shù)以其高精度、遠(yuǎn)距離和高穩(wěn)定性等特點(diǎn),在精密工程測量中占據(jù)重要地位。激光測距、激光掃描和激光跟蹤等技術(shù),為工程項(xiàng)目的施工和監(jiān)測提供了有力支持??臻g測量技術(shù):隨著衛(wèi)星遙感、全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)等空間技術(shù)的發(fā)展,空間測量技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用越來越廣泛。這些技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的大范圍、高精度測量,為工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測提供了全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。發(fā)展趨勢:隨著科技的不斷進(jìn)步,精密工程測量的技術(shù)方法也在不斷更新和完善。未來,精密工程測量將更加依賴于智能化、自動(dòng)化和集成化的技術(shù)手段,如無人機(jī)測量、機(jī)器人測量、物聯(lián)網(wǎng)測量等。這些新技術(shù)將為精密工程測量帶來更高的精度、更高的效率和更廣泛的應(yīng)用前景。精密工程測量的基本原理與技術(shù)是確保工程項(xiàng)目質(zhì)量與安全的關(guān)鍵。隨著科技的不斷進(jìn)步,精密工程測量的技術(shù)方法將不斷更新和完善,為工程建設(shè)提供更加精確、高效的技術(shù)支持。三、精密工程測量的應(yīng)用領(lǐng)域精密工程測量,以其高精度和細(xì)致入微的特點(diǎn),在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它不僅在建筑工程、地質(zhì)勘探等傳統(tǒng)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,而且在近年來也逐漸滲透到航空航天、機(jī)器人技術(shù)、智能交通等前沿科技領(lǐng)域。在建筑工程中,精密工程測量是確保建筑物精確定位、結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量保障的關(guān)鍵。從建筑物的初步設(shè)計(jì)到施工階段的每一步,都需要精密的工程測量數(shù)據(jù)作為支撐。通過精確的測量,可以確保建筑物的軸線、高程等關(guān)鍵參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求,避免因測量誤差導(dǎo)致的建筑質(zhì)量問題。在地質(zhì)勘探領(lǐng)域,精密工程測量技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用。通過高精度的地形測量和地下結(jié)構(gòu)探測,可以詳細(xì)了解地質(zhì)條件,為資源開發(fā)和災(zāi)害防治提供重要依據(jù)。例如,在石油、天然氣等礦產(chǎn)資源的勘探中,精密工程測量可以幫助確定鉆井的準(zhǔn)確位置,提高資源開采效率。隨著科技的快速發(fā)展,精密工程測量也開始廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。在衛(wèi)星發(fā)射、空間站建設(shè)等項(xiàng)目中,精密工程測量技術(shù)為航天器的精確入軌、對(duì)接等關(guān)鍵操作提供了重要保障。精密工程測量還在深空探測、天體測量等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,為人類的太空探索提供了有力支持。在機(jī)器人技術(shù)和智能交通領(lǐng)域,精密工程測量技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。通過精確的測量和定位技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確導(dǎo)航和操作,提高工業(yè)自動(dòng)化水平。在智能交通系統(tǒng)中,精密工程測量技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)車輛的精確定位和導(dǎo)航,提高道路交通的安全性和效率。精密工程測量在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,它不僅提高了工程建設(shè)的精度和質(zhì)量,也為科技創(chuàng)新和社會(huì)發(fā)展提供了有力支撐。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,精密工程測量將在未來發(fā)揮更加重要的作用。四、精密工程測量的挑戰(zhàn)與展望隨著科技的不斷進(jìn)步,精密工程測量面臨著越來越多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。盡管我們?cè)谶@一領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的成果,但未來的發(fā)展道路仍然充滿未知。在這一部分,我們將探討精密工程測量所面臨的挑戰(zhàn),并展望其未來的發(fā)展趨勢。精密工程測量面臨著技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。隨著新型傳感器、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和人工智能算法的不斷發(fā)展,我們需要不斷更新我們的技術(shù)棧,以適應(yīng)日益復(fù)雜和精細(xì)的測量需求。例如,如何有效利用高精度傳感器獲取的數(shù)據(jù),以及如何將人工智能技術(shù)應(yīng)用于測量數(shù)據(jù)處理和解釋中,都是當(dāng)前亟待解決的問題。精密工程測量也面臨著應(yīng)用場景的挑戰(zhàn)。隨著高精度測量技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用,我們需要不斷拓展其應(yīng)用范圍,并提高其在實(shí)際應(yīng)用中的效能。例如,在智慧城市建設(shè)中,如何利用精密工程測量技術(shù)為城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持,是我們需要思考和解決的問題。面對(duì)這些挑戰(zhàn),精密工程測量技術(shù)也在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。未來,我們可以預(yù)見以下幾個(gè)發(fā)展趨勢:一是技術(shù)的進(jìn)一步集成和優(yōu)化。隨著新型傳感器、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和人工智能算法的不斷發(fā)展,我們可以預(yù)見精密工程測量技術(shù)將變得更加集成化和智能化。這將有助于提高測量精度和效率,并推動(dòng)其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。二是應(yīng)用場景的不斷拓展。隨著智慧城市、自動(dòng)駕駛、智能制造等領(lǐng)域的快速發(fā)展,精密工程測量技術(shù)將在這些領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。我們可以預(yù)見,未來精密工程測量技術(shù)將不僅僅局限于傳統(tǒng)的建筑和土木工程領(lǐng)域,而是將拓展到更多的行業(yè)和領(lǐng)域。三是數(shù)據(jù)共享和標(biāo)準(zhǔn)化。隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,精密工程測量數(shù)據(jù)的共享和標(biāo)準(zhǔn)化將成為未來的重要趨勢。這將有助于促進(jìn)不同領(lǐng)域之間的數(shù)據(jù)交流和合作,推動(dòng)精密工程測量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新。精密工程測量面臨著諸多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。我們需要不斷地更新我們的技術(shù)棧、拓展其應(yīng)用場景,并推動(dòng)數(shù)據(jù)的共享和標(biāo)準(zhǔn)化。只有這樣,我們才能充分利用精密工程測量的優(yōu)勢,為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展提供準(zhǔn)確、高效的數(shù)據(jù)支持。五、結(jié)論隨著科技的飛速進(jìn)步,精密工程測量在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,其在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步中發(fā)揮著不可或缺的作用。精密工程測量以其高精度、高效率的特性,不僅為各類工程項(xiàng)目提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐,更為現(xiàn)代社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的保障。精密工程測量在建筑工程中的應(yīng)用,極大地提高了工程建設(shè)的精度和質(zhì)量。通過對(duì)建筑物變形、沉降等關(guān)鍵參數(shù)的精確測量,我們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的安全隱患,保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí),精密工程測量也為建筑設(shè)計(jì)提供了詳實(shí)的數(shù)據(jù)支持,使得建筑設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。精密工程測量在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用,有效提升了交通設(shè)施的運(yùn)營效率和安全性。通過精密工程測量技術(shù),我們可以對(duì)道路、橋梁、隧道等交通設(shè)施進(jìn)行精確測量和評(píng)估,確保交通設(shè)施的平穩(wěn)運(yùn)行。精密工程測量還為智能交通系統(tǒng)的建設(shè)提供了有力的技術(shù)支持,推動(dòng)了交通運(yùn)輸領(lǐng)域的智能化發(fā)展。再者,精密工程測量在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用,為我們提供了科學(xué)有效的監(jiān)測手段。通過對(duì)環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問題的精確測量和分析,我們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題,采取有效措施進(jìn)行治理。精密工程測量在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用,不僅有助于改善人們的生存環(huán)境,更為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供了有力支持。精密工程測量在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都取得了顯著的成效,為社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)。未來,隨著精密工程測量技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛,為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮更大的作用。因此,我們應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)精密工程測量的研究與應(yīng)用,為構(gòu)建更加美好的未來貢獻(xiàn)力量。參考資料:精密工程測量:精密工程測量是一種使用高精度測量設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)和準(zhǔn)確的測量,以確保工程建設(shè)的精確性和安全性。它涉及到各種領(lǐng)域,如建筑、交通、電力、水利等?;鶞?zhǔn)線:在精密工程測量中,基準(zhǔn)線是指用于比較和參考的其他基準(zhǔn)點(diǎn)。它通常是一個(gè)精確測量的水平或垂直線,用作工程建設(shè)的基礎(chǔ)參考。三角測量:三角測量是一種通過使用三角形的角度和邊長來測量距離的方法。它廣泛應(yīng)用于大地測量和精密工程測量中。水準(zhǔn)測量:水準(zhǔn)測量是一種通過使用水準(zhǔn)儀來測量兩點(diǎn)之間水平高度差的方法。它主要用于確定地形起伏和工程建設(shè)中的水平面。答:精密工程測量的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括城市規(guī)劃、土地資源利用、交通控制、電力線路設(shè)計(jì)、水利工程等。答:精密工程測量中的誤差來源主要包括儀器誤差、觀測誤差、外界環(huán)境影響等??刂普`差的方法包括選用高質(zhì)量的測量設(shè)備、提高觀測者的技術(shù)水平、選擇合適的觀測時(shí)間、減少儀器使用時(shí)的誤差等。答:基準(zhǔn)線的使用是通過比較其他測量結(jié)果與基準(zhǔn)線的差異,來確定測量的準(zhǔn)確性和精度。在工程建設(shè)中,基準(zhǔn)線可以作為施工的基礎(chǔ)參考,確保工程建設(shè)的準(zhǔn)確性。答:三角測量的原理是通過使用三角形的角度和邊長來計(jì)算距離。在精密工程測量中,三角測量被廣泛應(yīng)用于大地測量和工程測量中,以獲取精確的距離和位置信息。答:水準(zhǔn)測量的原理是通過使用水準(zhǔn)儀來測量兩點(diǎn)之間水平高度差。在精密工程測量中,水準(zhǔn)測量被廣泛應(yīng)用于地形起伏的確定和工程建設(shè)中的水平面測量。精密工程測量在現(xiàn)代工程建設(shè)中具有極其重要的作用。它能夠提供準(zhǔn)確的地理位置信息,幫助工程師更好地了解地形地貌,制定更為合理的建設(shè)方案。精密工程測量可以確保工程建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性。例如,在橋梁建設(shè)中,精密工程測量可以提供準(zhǔn)確的橋墩位置信息,確保橋梁的平衡和穩(wěn)定;在高層建筑建設(shè)中,精密工程測量可以提供準(zhǔn)確的垂直度信息,確保建筑的垂直性和安全性。精密工程測量還可以提高工程建設(shè)的效率和質(zhì)量。通過準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù),工程師可以更好地掌握施工進(jìn)度,調(diào)整施工計(jì)劃,提高施工效率;同時(shí),準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)還可以幫助工程師更好地監(jiān)控工程質(zhì)量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。因此,精密工程測量是現(xiàn)代工程建設(shè)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。精密工程測量,作為工程測量學(xué)的一個(gè)分支,主要應(yīng)用于高精度要求的領(lǐng)域,如航空、航天、電子、軍事等。其涉及的測量技術(shù)、儀器和方法都相對(duì)先進(jìn),目的是獲取更準(zhǔn)確、更可靠的數(shù)據(jù),為工程的實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。精密工程測量的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在“精密”二字上,即對(duì)測量精度要求極高,誤差要求在極小的范圍內(nèi)。精密工程測量還需要考慮環(huán)境因素、設(shè)備因素和操作因素等對(duì)測量精度的影響,以確保測量結(jié)果的可靠性。航空航天領(lǐng)域:在航空航天領(lǐng)域,精密工程測量主要用于飛機(jī)和航天器的設(shè)計(jì)和制造過程中。通過對(duì)飛機(jī)和航天器的零部件進(jìn)行高精度的測量,可以確保其形狀、尺寸和位置等參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。電子領(lǐng)域:在電子領(lǐng)域,精密工程測量主要用于集成電路的生產(chǎn)和制造過程中。由于集成電路的規(guī)模越來越大,對(duì)精度的要求也越來越高,因此精密工程測量技術(shù)的應(yīng)用尤為重要。通過高精度的測量,可以確保集成電路的各項(xiàng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求,提高產(chǎn)品的良品率。軍事領(lǐng)域:在軍事領(lǐng)域,精密工程測量主要用于武器系統(tǒng)和軍事裝備的制造和裝配過程中。通過對(duì)武器系統(tǒng)和軍事裝備的零部件進(jìn)行高精度的測量,可以確保其形狀、尺寸和位置等參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求,提高裝備的可靠性和戰(zhàn)斗力。精密工程測量在航空航天、電子和軍事等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步,精密工程測量的精度和可靠性將進(jìn)一步提高,其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用也將得到拓展。激光干涉精密測量是一種基于激光干涉原理的高精度測量技術(shù),具有高靈敏度、高分辨率和高精度等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。本文將介紹激光干涉精密測量技術(shù)的原理、應(yīng)用及發(fā)展。激光干涉精密測量是基于激光干涉現(xiàn)象的測量技術(shù)。當(dāng)兩束激光波干涉時(shí),它們會(huì)相互疊加,形成明暗交替的干涉條紋。干涉條紋的移動(dòng)和變化可以反映被測物體的微小變化。通過測量干涉條紋的數(shù)量和變化,可以確定被測物體的位移、速度、角度等物理量。激光干涉精密測量在科研領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛,例如:原子分子物理、光學(xué)物理、材料科學(xué)、地球物理學(xué)等。通過激光干涉精密測量技術(shù),科學(xué)家們可以研究物質(zhì)的基本性質(zhì)、材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能,以及地球的自轉(zhuǎn)、地震等自然現(xiàn)象。激光干涉精密測量在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛,例如:機(jī)床加工、光學(xué)儀器制造、石油化工、汽車制造等。通過激光干涉精密測量技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器設(shè)備的精確控制和優(yōu)化,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。激光干涉精密測量在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也日益增多,例如:醫(yī)學(xué)影像、眼科手術(shù)、牙科治療等。通過激光干涉精密測量技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)高精度的醫(yī)學(xué)診斷和治療,提高醫(yī)療水平和治療效果。隨著科技的不斷發(fā)展,激光干涉精密測量技術(shù)也在不斷進(jìn)步和完善。目前,激光干涉精密測量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)甚至原子分子級(jí)的測量精度,成為了一種非常重要的測量手段。未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,激光干涉精密測量將會(huì)在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。激光干涉精密測量是一種非常重要的測量技術(shù),具有高精度、高靈敏度、高分辨率等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,激光干涉精密測量將會(huì)在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。測量技術(shù)是一門具有自身專業(yè)體系、涵蓋多種學(xué)科、理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的前沿科學(xué)。而熟知測量技術(shù)方面的基本知識(shí),則是掌握測量技能,獨(dú)立完成對(duì)機(jī)械產(chǎn)品幾何參數(shù)測量的基礎(chǔ)。一件制造完成后的產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)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(duì)象的量值為目的的全部操作。在這一操作過程中,將被測對(duì)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(duì)一軸徑的測量,就是將被對(duì)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52,準(zhǔn)確度為±03mm,則測量結(jié)果可表達(dá)為(52±03)mm。任何測量過程都包含:測量對(duì)象、計(jì)量單位、測量方法和測量誤差等四個(gè)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(jì)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。測量基準(zhǔn)是復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位并具有規(guī)定計(jì)量單位特性的計(jì)量器具。在幾何量計(jì)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(jì)量大會(huì)根據(jù)國際計(jì)量委員會(huì)的報(bào)告,批準(zhǔn)了米的新定義:即“一米是光在真空中在1/299792458秒時(shí)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(duì)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(jì)量檢定系統(tǒng)》的規(guī)定,將具有最高計(jì)量特性的國家基準(zhǔn)逐級(jí)進(jìn)行傳遞,直至用于對(duì)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)。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。絕對(duì)測量和相對(duì)測量:測量器具的示值直接反映被測量量值的測量為絕對(duì)測量。用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測量軸徑不僅是絕對(duì)測量,也是絕對(duì)測量。將被測量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行比較得到兩者差值的測量為相對(duì)測量。如用內(nèi)徑百分表測量孔徑為相對(duì)測量。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。單項(xiàng)測量和綜合測量:對(duì)個(gè)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(shí)測量個(gè)零件的多個(gè)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。被動(dòng)測量和主動(dòng)測量:產(chǎn)品加工完成后的測量為被動(dòng)測量;正在加工過程中的測量為主動(dòng)測量。被動(dòng)測量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動(dòng)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。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(duì)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x0之差,即:△=x-x0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”。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(jì)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(huì)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(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)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(dòng)、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(duì)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。測量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)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(duì)值和符號(hào)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(duì)值和符號(hào)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(duì)值和符號(hào)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(jì)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(dòng)、測量力變化、測量器具傳動(dòng)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(duì)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。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(píng)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(píng)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(píng)定方法不同,它可分為兩類:用對(duì)一系列重復(fù)觀測值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度的方法,稱為A類評(píng)定;用不同于統(tǒng)計(jì)分析的其他方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度,稱為B類評(píng)定。A類評(píng)定:由統(tǒng)計(jì)理論可知,隨機(jī)變量期望值的最佳估計(jì)值是n次測得值xi的算術(shù)平均值x。x=∑xi∕n該組測得值的標(biāo)準(zhǔn)差的估算值S為S=√∑(xi-x)2∕(n-1)=√∑ui2∕(n-1)若以其算術(shù)平均值作為結(jié)果時(shí),其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為S_=S∕√n測量結(jié)果可表達(dá)為x=x±S_。B類評(píng)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(jì)分析的方法進(jìn)行B類評(píng)定。B類評(píng)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(cè)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)(73﹪),則按B類評(píng)定時(shí)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(huì)有多個(gè)獨(dú)立的誤差源共同對(duì)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=√∑ui2+∑uj2②間接測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:間接測量時(shí),測量結(jié)果需經(jīng)各間接測量值按事先設(shè)計(jì)好的函數(shù)關(guān)系計(jì)算后求得。由于各間接測量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度對(duì)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(shí),要先分別對(duì)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。在實(shí)際測量中,對(duì)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: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(dòng)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。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(jì)基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)。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(shí),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。測量器具與被測零件都會(huì)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(dòng)、保證測量器具與被測零件有足夠的等溫時(shí)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)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(gè)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(tái)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(duì)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±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(duì)被測量值變化的反應(yīng)能力稱為靈敏度。對(duì)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(shí),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(dòng)會(huì)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675mm,而其真值為678mm,則百分尺的示值誤差等于675-678=-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?;爻陶`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(shí),兩示值之差的絕對(duì)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(shí)(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(duì)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(duì)值相等,符號(hào)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。大部分工廠是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來選擇計(jì)量器具的。通常選擇計(jì)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(duì)一些高精度工件,甚至有取1/2的。就沒有一個(gè)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(jì)量器具檢測工件時(shí),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(jì)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(jì)量器具對(duì)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(shí)也要考慮工件批量、生產(chǎn)方式和生產(chǎn)成本等因素。對(duì)批量大的工件,多用專用計(jì)量器具,對(duì)單件小批則多用通用計(jì)量器具。(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(jì)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(dòng)著的元部件。如量塊只是復(fù)現(xiàn)單位量值的一個(gè)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(jì)。因此它是一種被動(dòng)式測量器具。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。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(5±1)×10-6/℃,尺穩(wěn)定性約為年變化量不超出±5~1μm/m。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(gè)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)。是指量塊的一個(gè)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(duì)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(gè)測量面的中心點(diǎn)的長度。量塊按其制造精度分為五個(gè)“級(jí)”:2和3級(jí)。00級(jí)精度最高,3級(jí)最低。分級(jí)的依據(jù)是量塊長度的極限偏差和長度變動(dòng)量允許值。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級(jí)”向市場銷售量塊,此時(shí)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(duì)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(jí)”使用。單個(gè)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(shí)根據(jù)需要選擇多個(gè)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765mm的尺寸,可由成套的量塊中選出80mm四塊組成,即765………所需尺寸-)005………第一塊76-)26………第二塊5-)5………第三塊80………第四塊(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(duì)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。(5)不得用手直接接觸量塊,以免造成汗液對(duì)量塊的腐蝕及手溫對(duì)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。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(dòng)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20或50個(gè)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(dòng)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。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(dòng)的游標(biāo)組成。若從背面看,游標(biāo)是一個(gè)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(gè)小的等分刻度,總長9毫米,每一分度為9毫米,比主尺上的最小分度相差1毫米。量爪并攏時(shí)尺身和游標(biāo)的零刻度線對(duì)齊,它們的第一條刻度線相差1毫米,第二條刻度線相差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(duì)齊。當(dāng)量爪間所量物體的線度為1毫米時(shí),游標(biāo)尺向右應(yīng)移動(dòng)1毫米。這時(shí)它的第一條刻度線恰好與尺身的1毫米刻度線對(duì)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(duì)齊時(shí),說明兩量爪之間有5毫米的寬度,……,依此類推。在測量大于1毫米的長度時(shí),整的毫米數(shù)要從游標(biāo)“0”線與尺身相對(duì)的刻度線讀出。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(duì)齊。如果對(duì)齊就可以進(jìn)行測量:如沒有對(duì)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(shí),右手拿住尺身,大拇指移動(dòng)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(shí),即可讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)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(duì)齊,如第6條刻度線與尺身刻度線對(duì)齊,則小數(shù)部分即為6毫米(若沒有正好對(duì)齊的線,則取最接近對(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)線左右,右側(cè)的線在尺身對(duì)應(yīng)線之左,中間那條線便可以認(rèn)為是對(duì)準(zhǔn)了。L=對(duì)準(zhǔn)前刻度+游標(biāo)上第n條刻度線與尺身的刻度線對(duì)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。實(shí)際工作中常用精度為05毫米和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1毫米的游標(biāo)卡尺相同。精度為05毫米的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)上有20個(gè)等分刻度,總長為19毫米。測量時(shí)如游標(biāo)上第11根刻度線與主尺對(duì)齊,則小數(shù)部分的讀數(shù)為11/20毫米=55毫米,如第12根刻度線與主尺對(duì)齊,則小數(shù)部分讀數(shù)為12/20毫米=60毫米。一般來說,游標(biāo)上有n個(gè)等分刻度,它們的總長度與尺身上(n-1)個(gè)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yy/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50其對(duì)應(yīng)的精度為1,05毫米、02毫米。精度為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(duì)兩條刻線對(duì)準(zhǔn)程度分辨力的限制,其精度不能再提高。游標(biāo)卡尺使用完畢,用棉紗擦拭干凈。長期不用時(shí)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1毫米(游標(biāo)尺上標(biāo)有10個(gè)等分刻度)、05毫米(游標(biāo)尺上標(biāo)有20個(gè)等分刻度)、和02毫米(游標(biāo)尺上標(biāo)有50個(gè)等分刻度)、01毫米(游標(biāo)尺上標(biāo)有100個(gè)等分刻度)4種最小讀數(shù)值(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(shí)不要用來測量粗糙的物體,以免損壞量爪,不用時(shí)應(yīng)置于干燥地方防止銹蝕。(2)測量時(shí),應(yīng)先擰松緊固螺釘,移動(dòng)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(dòng)。(3)讀數(shù)時(shí),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(dòng)。(4)實(shí)際測量時(shí),對(duì)同一長度應(yīng)多測幾次,取其平均值來消除偶然誤差。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01mm,測量范圍為幾個(gè)厘米。(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。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5mm的螺紋,當(dāng)它在固定套管B的螺套中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),將前進(jìn)或后退,活動(dòng)套管C和螺桿連成一體,其周邊等分成50個(gè)分格。螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的整圈數(shù)由固定套管上間隔5mm的刻線去測量,不足一圈的部分由活動(dòng)套管周邊的刻線去測量。所以用螺旋測微器測量長度時(shí),讀數(shù)也分為兩步,即(1)從活動(dòng)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(duì)活動(dòng)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(dòng)D可使測桿移動(dòng),當(dāng)測桿和被測物相接后的壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí),棘輪將滑動(dòng)并有咔咔的響聲,活動(dòng)套管不再轉(zhuǎn)動(dòng),測桿也停止前進(jìn),這時(shí)就可以讀數(shù)了。不夾被測物而使測桿和小砧E相接時(shí),活動(dòng)套管上的零線應(yīng)當(dāng)剛好和固定套管上的橫線對(duì)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(gè)不等于零的讀數(shù)。所以,在測量時(shí)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。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(gè)螺距的距離。因此,沿軸線方向移動(dòng)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5mm,可動(dòng)刻度有50個(gè)等分刻度,可動(dòng)刻度旋轉(zhuǎn)一周,測微螺桿可前進(jìn)或后退5mm,因此旋轉(zhuǎn)每個(gè)小分度,相當(dāng)于測微螺桿前進(jìn)或推后5/50=01mm??梢?,可動(dòng)刻度每一小分度表示01mm,所以以螺旋測微器可準(zhǔn)確到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(shí),當(dāng)小砧和測微螺桿并攏時(shí),可動(dòng)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(dòng)的距離就是所測的長度。這個(gè)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(dòng)刻度讀出。(1)測量時(shí),在測微螺桿快靠近被測物體時(shí)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(shí),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(shí),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(dòng)刻度的某一刻度線對(duì)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(shí),可動(dòng)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。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(gè)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(dòng)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。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(dòng)時(shí),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(dòng)量放大成量表指針的旋轉(zhuǎn)。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(dòng)時(shí),小齒輪迂轉(zhuǎn)帶動(dòng)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。由量測主軸上之磁性物質(zhì)與磁性正弦波感測計(jì)數(shù)器所組成,當(dāng)感測計(jì)數(shù)器與測頭同步移動(dòng)時(shí),可計(jì)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。使用多層塊規(guī)組合成階級(jí)尺寸,將此階級(jí)尺寸的塊規(guī)裝置在可上下移動(dòng)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(dòng),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)。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)。(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;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(jì)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。(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影像測量儀(CNCVideoMeasuringmachine)克服了傳統(tǒng)投影儀的不足,是集光、機(jī)、電、計(jì)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(duì)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(jì)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。按儀器測量特點(diǎn)影像測量儀可以分為二次元和5次元。二次元即是工作平臺(tái)、Y軸可以自由活動(dòng),而Z軸固定,5次元介于二次元和三次元之間,Z軸可以活動(dòng)。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。三坐標(biāo)測量機(jī)(CoordinateMeasuringMachine,CMM)是指在一個(gè)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。公制:1mm(Millimeter毫米)=100(條)=1000μm(Micrometer微米)=1000000nm(Nanometer納米).mm又稱為毫米;條是日本的叫法,臺(tái)灣也是這樣叫法;中國稱為絲;μ;m又稱為Micron。單位換算:1inch=4mm,1Mil=54絲=4μm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。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(duì)選用三坐標(biāo)測量儀是很重要的。移動(dòng)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(dòng),廂形架導(dǎo)引主軸沿水平梁在方向移動(dòng),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(gè)在水平面上垂直和軸的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng)。因?yàn)榱旱膬啥吮恢е危钥傻玫阶钚〉膿隙?,且比懸臂型有較高的精度。床式橋架型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的梁而移動(dòng),而梁沿著兩水平導(dǎo)軌在軸方向移動(dòng),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(dòng)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)橹挥辛涸谳S方向移動(dòng),所以慣性比全部橋架移動(dòng)時(shí)為小,手動(dòng)操作時(shí)比移動(dòng)橋架型較容易。柱式橋架型,與床式橋架型式比較時(shí),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(dòng),測量范圍很大,操作者可以在橋架內(nèi)工作。固定橋架型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的水平橫梁上做方向移動(dòng)。橋架(支柱)被固定在機(jī)器本體上,測量臺(tái)沿著水平平面的導(dǎo)軌作軸方向的移動(dòng),且垂直于和軸。每軸皆由馬達(dá)來驅(qū)動(dòng),可確保位置精度,此機(jī)型不適合手動(dòng)操作。(5)L形橋架型(L-Shapedbridgetype)L形橋架型,這個(gè)設(shè)計(jì)乃是為了使橋架在軸移動(dòng)時(shí)有最小的慣性而作的改變。它與移動(dòng)橋架型相比較,移動(dòng)組件的慣性較少,因此操作較容易,但剛性較差。(6)軸移動(dòng)懸臂型(Fixedtablecantileverarmtype)軸移動(dòng)懸臂型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),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(dòng),懸臂梁沿著在水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng),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(tái)面即可容納較大工件,但因懸臂會(huì)造成精度不高。此型只是早期很盛行。(7)單支柱移動(dòng)型(Movingtablecantileverarmtype)單支柱移動(dòng)型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),支柱整體沿著水平面的導(dǎo)槽在軸上移動(dòng),且垂直軸,而軸連接于支柱上。測量臺(tái)沿著水平面的導(dǎo)槽在軸上移動(dòng),且垂直軸和軸。此型測量臺(tái)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(tái)移動(dòng)型(Singlecolumnxytabletype)單支柱測量臺(tái)移動(dòng)型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),支柱上附有軸導(dǎo)槽,支柱被固定在測量儀本體上。測量時(shí),測量臺(tái)在水平面上沿著軸和軸方向作移動(dòng)。(9)水平臂測量臺(tái)移動(dòng)型(Movingtablehorizontalarmtype)水平臂測量臺(tái)移動(dòng)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(dòng)。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(dòng),且垂直軸,測量臺(tái)沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng),且垂直于軸和軸。這是水平懸臂型的改良設(shè)計(jì),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(tái)固定型(Fixedtablehorizontalarmtype)水平臂測量臺(tái)固定型,其構(gòu)造與測量臺(tái)移動(dòng)型相似。此型測量臺(tái)固定,、軸均在導(dǎo)槽內(nèi)移動(dòng),測量時(shí)支柱在軸的導(dǎo)槽移動(dòng),而軸滑動(dòng)臺(tái)面在垂直軸方向移動(dòng)。(11)水平臂移動(dòng)型(Movingarmhorizotalarmtype)水平臂移動(dòng)型,軸懸臂在水平方向移動(dòng),支撐水平臂的廂形架沿著支柱在軸方向移動(dòng),而支柱垂直軸。支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng),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(shí),對(duì)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。閉環(huán)橋架型,由于它的驅(qū)動(dòng)方式在工作臺(tái)中心,可減少因橋架移動(dòng)所造成沖擊,為所有三坐標(biāo)測量儀中最穩(wěn)定的一種。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±05mm代表只有這個(gè)圓的直徑在95~05mm之內(nèi)都是合格的。精度:符號(hào)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。U3(E,MPEE):指的是在YZ三維空間里任意位置的線性精度。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。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。一般包含探針、控制器、加密鎖、測頭、測量軟件、校正球、計(jì)算機(jī)、軟件操作手冊(cè)、日常維護(hù)手冊(cè)、校正量具等。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(jì)要求保持一致。但是,保持生產(chǎn)過程的一致性要求對(duì)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(shí)間從小時(shí)減到分鐘,并快速準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)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(tái)坐標(biāo)測量機(jī)正

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