《精密机械设计》课程教学资源（实验指导）实验二 技术测量的基本知识

技术测量的基本知识学时：1学时目的任务：掌握技术测量的基本概念、基本知识；学会选择并组合量块。重点难点：测量方法分类、测量工具度量指标；量块的按“级”测量和按“等”测量；量块的选择及组合讲授教学方法：基本知识一、测量的一般概念技术测量主要是研究对零件的几何参数进行测量和检验的一门技术。所谓“测量”就是将一个待确定的物理量，与一个作为测量单位的标准量进行比较的过程。他包括四个方面的因素，即：测量对象、测量方法、测量单位和测量精度。“检验”具有比测量更广泛的含义。例如表面疵病的检验，金属内部缺陷的检验，在这些情况下，就不能采用测量的概念。二、长度单位基准及尺寸传递系统为了保证测量的准确度，首先需要慕准谱线建立统一可靠的测量单位。公制的基本t光孩干涉仪绝对膜法长度单位为米(m)，机械制造中常用的基准组量块国家基准米尺公制单位为毫米（mm），精密测量时，光波干涉仪绝对量法多用微米（um）为单位，它们之间的工作基准来尺一等量块换算关系为：光波干涉仪相对量法创技传具1m=1000mm等线纹片等量块1mm=1000um接触式干沙仪使用光速作为长度基准，虽然可以达到、三等线纹尺三等量块足够的准确，但却不便于直接应用在生接触式干涉仪产中的尺寸测量。为保证长度基准量值工程技术中应用的创线尺四等置块计量仪器能够准确地传递到生产中去，在组织上光学计和技术上都必须建立一套系统，这就是五等量块禁技尺寸传递系统。如表1-1为我国尺寸传光学计递图表，它体现了我国尺寸传递的全过六等量块程。1工件尺寸表1-1尺寸传递系统三、测量工具的分类1

1 技术测量的基本知识 学 时： 1 学时 目的任务： 掌握技术测量的基本概念、基本知识； 学会选择并组合量块。 重点难点： 测量方法分类、测量工具度量指标； 量块的按“级”测量和按“等”测量； 量块的选择及组合 教学方法： 讲授 基本知识 一、测量的一般概念 技术测量主要是研究对零件的几何参数进行测量和检验的一门技术。 所谓“测量”就是将一个待确定的物理量，与一个作为测量单位的标准量进行比较的过 程。他包括四个方面的因素，即：测量对象、测量方法、测量单位和测量精度。 “检验”具有比测量更广泛的含义。例如表面疵病的检验，金属内部缺陷的检验，在这 些情况下，就不能采用测量的概念。 二、长度单位基准及尺寸传递系统 为了保证测量的准确度，首先需要 建立统一可靠的测量单位。公制的基本 长度单位为米(m)，机械制造中常用的 公制单位为毫米（mm）,精密测量时， 多用微米（μm）为单位，它们之间的 换算关系为： 1m=1000mm 1mm=1000μm 使用光速作为长度基准，虽然可以达到 足够的准确，但却不便于直接应用在生 产中的尺寸测量。为保证长度基准量值 能够准确地传递到生产中去，在组织上 和技术上都必须建立一套系统，这就是 尺寸传递系统。如表 1-1 为我国尺寸传 递图表，它体现了我国尺寸传递的全过 程。 表 1-1 尺寸传递系统 三、测量工具的分类

测量工具可按其测量原理、结构特点及用途分以下四类：1基准量具：定值基准量具：②变值量具。2.通用量具和量仪：它可以用来测量一定范围内的任意值。按结构特点可分为以下几种：(1)固定刻线量具(2)游标量具(3)螺旋测微量具(4)机械式量仪(5)光学量仪(6)气动量仪(7)电动量仪3.极限规：为无刻度的专用量具。4.检验量具：它是量具量仪和其它定位元件等的组合体，用来提高测量或检验效率，提高测量精度，在大批量生产中应用较多。四、测量方法的分类1.由于获得被测结果的方法不同，测量方法可分为：直接量法间接量法2.根据测量结果的读值不同，测量方法可分为：绝对量法（全值量法）相对量法（微差或比较量法）3：根据被测件的表面是否与测量工具有机械接触，测量方法可分为：接触量法不接触量法4.根据同时测量参数的多少，可分为：综合量法分项量法5.按测量对机械制造工艺过程所起的作用不同，测量方法分为：被动测量主动测量五、测量工具的度量指标度量指标：指的是测量中应考虑的测量工具的主要性能，它是选择和使用测量工具的依据。1：刻度间隔C：简称刻度，它是标尺上相邻两刻线之间的实际距离。2.分度值i：标尺上每一刻度所代表的测量数值。3.标尺的示值范围：量仪标尺上全部刻度所能代表的测量数值。4.测量范围：①标尺的示值范围②整个量具或量仪所能量出的最大和最小的尺寸范围。5.灵敏度：能引起量仪指示数值变化的被测尺寸的最小变动量。灵敏度说明了量仪对被测数值微小变动引起反应的敏感程度。6.示值误差：量具或量仪上的读数与被测尺寸实际数值之差。7.测量力：在测量过程中量具或量仪的测量面与被测工件之间的接触力。8.放大比（传动比）：量仪指针的直线位移（或角位移）与被测量尺寸变化的比。这个比等于刻度间隔与分度值之比。2

2 测量工具可按其测量原理、结构特点及用途分以下四类： 1． 基准量具：①定值基准量具； ②变值量具。 2． 通用量具和量仪：它可以用来测量一定范围内的任意值。按结构特点可分为以下几种： （1） 固定刻线量具 （2） 游标量具 （3） 螺旋测微量具 （4） 机械式量仪 （5） 光学量仪 （6） 气动量仪 （7） 电动量仪 3． 极限规：为无刻度的专用量具。 4． 检验量具：它是量具量仪和其它定位元件等的组合体，用来提高测量或检验效率，提 高测量精度，在大批量生产中应用较多。 四、测量方法的分类 1． 由于获得被测结果的方法不同，测量方法可分为： 直接量法 间接量法 2． 根据测量结果的读值不同，测量方法可分为： 绝对量法（全值量法） 相对量法（微差或比较量法） 3． 根据被测件的表面是否与测量工具有机械接触，测量方法可分为： 接触量法 不接触量法 4． 根据同时测量参数的多少，可分为： 综合量法 分项量法 5． 按测量对机械制造工艺过程所起的作用不同，测量方法分为： 被动测量 主动测量 五、测量工具的度量指标 度量指标：指的是测量中应考虑的测量工具的主要性能，它是选择和使用测量工具的依据。 1． 刻度间隔 C：简称刻度，它是标尺上相邻两刻线之间的实际距离。 2． 分度值 i：标尺上每一刻度所代表的测量数值。 3． 标尺的示值范围：量仪标尺上全部刻度所能代表的测量数值。 4． 测量范围：①标尺的示值范围 ②整个量具或量仪所能量出的最大和最小的尺寸范围。 5． 灵敏度：能引起量仪指示数值变化的被测尺寸的最小变动量。灵敏度说明了量仪对被 测数值微小变动引起反应的敏感程度。 6． 示值误差：量具或量仪上的读数与被测尺寸实际数值之差。 7． 测量力：在测量过程中量具或量仪的测量面与被测工件之间的接触力。 8． 放大比（传动比）：量仪指针的直线位移（或角位移）与被测量尺寸变化的比。这个比 等于刻度间隔与分度值之比

六、测量误差1.测量误差：被测量的实测值与真实值之间的差异。即8=X-Q式中：8一测量误差；X一实际测得的被测量：Q一被测值的真实尺寸。由于X可能大于或小于Q，因此，8可能是正值、负值或零。这样，上式可写成Q=X± 82.测量误差产生的原因（即测量误差的组成(1)测量仪器的误差(2)基准件误差(3)测量力引起的变形误差(4)读数误差(5)温度变化引起的误差3.测量误差的分类（1）系统误差：有一定变化规律的误差（2）随机误差：变化无规律的误差，随机误差的特性及处理将在第四节介绍。（3）粗大误差：由于测量时疏忽大意（如读数错误、计算错误等）或环境条件的突变（冲击、振动等）造成的某些较大的误差。量块一．量块的结构尺寸量块也叫块规，它是保持度量统一的工具，在工厂中常作为长度基准。量块的结构尺寸：量块通常做成矩形截面上侧面的长方块，具有两个经过精密加工的很平很光的平行平面，作为它的测量平面（图1-1)。两测量平面之间的距离为工作尺寸L。量块的标称尺寸大于10毫米者，其横截面尺寸为35×9毫米，标称尺寸在10毫米以下者，则为30×9毫米。下侧面图1-1量块二：量块的研合性（粘合性）：量块的测量平面十分光洁和平整，当用力推合两块量块使它们的测量平面互相紧密接触3

3 六、测量误差 1．测量误差：被测量的实测值与真实值之间的差异。 即δ=X–Q 式中：δ—测量误差； X—实际测得的被测量； Q—被测值的真实尺寸。 由于 X 可能大于或小于 Q，因此，δ可能是正值、负值或零。这样，上式可写成 Q=X±δ 2．测量误差产生的原因（即测量误差的组成） （1） 测量仪器的误差 （2） 基准件误差 （3） 测量力引起的变形误差 （4） 读数误差 （5） 温度变化引起的误差 3．测量误差的分类 （1）系统误差：有一定变化规律的误差 （2）随机误差：变化无规律的误差，随机误差的特性及处理将在第四节介绍。 （3）粗大误差：由于测量时疏忽大意（如读数错误、计算错误等）或环境条件的突 变（冲击、振动等）造成的某些较大的误差。 量 块 一．量块的结构尺寸 量块也叫块规，它是保持度量统一的工具，在工厂中常作为长度基准。 量块的结构尺寸：量块通常做成矩形截面 的长方块，具有两个经过精密加工的很平 很光的平行平面，作为它的测量平面（图 1-1）。两测量平面之间的距离为工作尺寸 L。量块的标称尺寸大于 10 毫米者，其 横截面尺寸为 35×9 毫米，标称尺寸在 10 毫米以下者，则为 30×9 毫米。 图 1-1 量 块 二．量块的研合性（粘合性）： 量块的测量平面十分光洁和平整，当用力推合两块量块使它们的测量平面互相紧密接触

时，两块量块便能粘合在一起，量块的这种特性称为研合性。利用量块的研合性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组。三量块的成套：为了组成各种尺寸，量块是成套制造的，一套包括一定数量的不同尺寸的量块，装在一特制的木盒内，常用成套量块的尺寸见表1-2。表1-2成套量块尺寸表（摘自GB6093-85）套总块级别块数尺寸系列/mm间隔/mm别数0.511190.0011.001,1.002,.....,1.0090.014919100,0,11.01,1.02,.....1.490.151.5,1.6,,1.90.5162.0,2.5, ....9101010,20,....,1000.5I1111.0050.012498300,0,1,2,(3)1.01,1.02,.....,1.490.151.5,1.6, *.,1.90.5162.0,2.5,.,9.5101010,20, .,1001190.0011.001,1.002,.....,1.0090.0191.01,1.02,...1.093460,1,290.11.1,1.2, ..,1.9812,3, ....,9101010,20, ,100111.005190.011.01,1.02,.1.094380,1,2,(3)0.1 91.1,1.2, ...,1.9182,3, ...,9101010,20,,100四：选择组合量块方法：组合量块成一定尺寸时，应从所给尺寸的最后一位数字开始考虑，每选一块应使尺寸的位数少一位，并使量块尽可能最少，以减少积累误差（一般不超过4-5块）。例如：要组成38.935mm的尺寸，若采用83块一套的量块，其方法是：4

4 时，两块量块便能粘合在一起，量块的这种特性称为研合性。利用量块的研合性，就可以把 各种尺寸不同的量块组合成量块组。 三．量块的成套： 为了组成各种尺寸，量块是成套制造的，一套包括一定数量的不同尺寸的量块，装在 一特制的木盒内，常用成套量块的尺寸见表 1-2。 表 1-2 成套量块尺寸表(摘自 GB6093-85) 套 别 总块 数 级别 尺寸系列/mm 间隔/mm 块数 1 91 00,0,1 0.5 1 1.001,1.002,.,1.009 1.01,1.02,.,1.49 1.5,1.6, .,1.9 2.0,2.5, .,9. 10,20, .,100 0.001 0.01 0.1 0.5 10 1 1 9 49 5 16 10 2 83 00,0,1,2,(3) 0.5 1 1.005 1.01,1.02,.,1.49 1.5,1.6, .,1.9 2.0,2.5, .,9.5 10,20, .,100 0.01 0.1 0.5 10 1 1 1 49 5 16 10 3 46 0,1,2 1 1.001,1.002,.,1.009 1.01,1.02,.,1.09 1.1,1.2, .,1.9 2,3, .,9 10,20, .,100 0.001 0.01 0.1 1 10 1 9 9 9 8 10 4 38 0,1,2,(3) 1 1.005 1.01,1.02,.,1.09 1.1,1.2, .,1.9 2,3, .,9 10,20, .,100 0.01 0.1 1 10 1 1 9 9 8 10 四．选择组合量块方法： 组合量块成一定尺寸时，应从所给尺寸的最后一位数字开始考虑，每选一块应使尺寸 的位数少一位，并使量块尽可能最少，以减少积累误差（一般不超过 4-5 块）。 例如：要组成 38.935mm 的尺寸，若采用 83 块一套的量块，其方法是：

38.935-1.005第一块量块尺寸为1.005毫米37.93-1.第二块量块尺寸为1.43毫米4336.5第三块量块尺寸为6.5毫米-6.530-3第四块量块尺寸为30毫米00全组尺寸38.935毫米五．量块的中心长度：是指量块的一个测量平面的中心到与量块的另一个测量平面相研合的平晶表面间的垂直距离（如图1-2)。母块下测量平面上锁平平品图1-2量块的中心长度六．量块的“级”和“等”：1.量块的尺寸精度分为00、0、1、2、（3）五级。其中00级最高，精度依次降低，（3）级最低，一般根据定货供应。各级量块精度指标见表1-3。表 1-3 各级量块的精度指标（摘自GB6093-85)(μm)级1级2级00级(3)级标准级K标称长度/mm①②①②①②①②①②①②-100.060.050.120.100.200.300.200.050.160.451.00.50>10-250.070.050.140.100.300.160.301.20.500.300.050.60>25-500.100.060.200.100.400.180.800.301.60.550.400.060.120.060.252.00.550.500.06>50-750.120.500.081.000.35>75-1000.140.070.300.120.600.200.350.600.600.071.202.5>100-1500.080.080.200.400.140.800.201.600.403.00.650.80①量块长度的0.0极限偏差(+)5

5 38.935 -1.005 第一块量块尺寸为 1.005 毫米 37.93 -1. 43 第二块量块尺寸为 1.43 毫米 36.5 -6.5 第三块量块尺寸为 6.5 毫米 30 -3 0 第四块量块尺寸为 30 毫米 0 全组尺寸 38.935 毫米 五．量块的中心长度： 是指量块的一个测量平面的中心到与量块的另一个测量平面相研合的平晶表面间的垂 直距离（如图 1-2）。 图 1-2 量块的中心长度 六．量块的“级”和“等”： 1． 量块的尺寸精度分为 00、0、1、2、（3）五级。其中 00 级最高，精度依次降低，（3） 级最低，一般根据定货供应。各级量块精度指标见表 1-3。 表 1-3 各级量块的精度指标(摘自 GB6093-85) （μm） 标称长 度/mm 00 级 0 级 1 级 2 级 (3)级 标准级 K ① ② ① ② ① ② ① ② ① ② ① ② -10 >10-25 >25-50 >50-75 >75-100 >100-150 0.06 0.07 0.10 0.12 0.14 0.20 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.08 0.12 0.14 0.20 0.25 0.30 0.40 0.10 0.10 0.10 0.12 0.12 0.14 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.80 0.16 0.16 0.18 0.08 0.20 0.20 0.45 0.60 0.80 1.00 1.20 1.60 0.30 0.30 0.30 0.35 0.35 0.40 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 0.50 0.50 0.55 0.55 0.60 0.65 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.80 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.08 ① 量块长度的 0.0 极限偏差(±)

②长度变动量允许值表1-4各等量块的精度指标（摘自JG100-81)(μm)1等2等3等4等6等标称长5等度/mm①②①①②①①②②②-100.050.100.070.100.100.200.200.200.50.41.00.4>10-180.060.100.080.100.150.250.200.60.41.00.40.200.200.300.201.0>18-350.060.100.090.100.150.60.40.40.250.5>30-50.070.120.100.200.250.350.70.51.50.1200.080.120.120.120.250.450.250.80.61.50.50.25>50-80③中心长度测量的极限偏差（+)④平面平行线允许偏差2.量块按给定精度，可分为1、2、3、4、5、6六等，其中1等最高，精度依次降低6等最低。各等量块精度指标见表1-4。量块按“级”使用时，所根据的是刻在量块上的标称尺寸，其制造误差忽略不计；按“等”使用时，所根据的是量块的实际尺寸，而忽略的只是检定量块实际尺寸时的测量误差，但可用较低精度的量块进行比较精密的测量。因此，按“等”测量比按“级”测量的精度高。6

6 ② 长度变动量允许值. 表 1-4 各等量块的精度指标(摘自 JJG100-81) （μm） 标称长 度/mm 1 等 2 等 3 等 4 等 5 等 6 等 ① ② ① ② ① ② ① ② ① ② ① ② -10 >10-18 >18-35 >30-5 0 >50-8 0 0.05 0.06 0.06 0.07 0.08 0.10 0.10 0.10 0.12 0.12 0.07 0.08 0.09 0.10 0.12 0.10 0.10 0.10 0.12 0.12 0.10 0.15 0.15 0.20 0.25 0.20 0.20 0.20 0.25 0.25 0.20 0.25 0.30 0.35 0.45 0.20 0.20 0.20 0.25 0.25 0.5 0.6 0.6 0.7 0.8 0.4 0.4 0.4 0.5 0.6 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 ③ 中心长度测量的极限偏差(±). ④ 平面平行线允许偏差. 2． 量块按给定精度，可分为 1、2、3、4、5、6 六等，其中 1 等最高，精度依次降低， 6 等最低。各等量块精度指标见表 1-4。 量块按“级”使用时，所根据的是刻在量块上的标称尺寸，其制造误差忽略不计；按“等” 使用时，所根据的是量块的实际尺寸，而忽略的只是检定量块实际尺寸时的测量误差，但可 用较低精度的量块进行比较精密的测量。因此，按“等”测量比按“级”测量的精度高