上海交通大学：《检测技术基础》课程PPT教学课件（专业基础篇）第5章 长度测量技术（1/2）

第五漳长度测量技术 第一节长度测量概述 第二节尺寸测量 第三节形位误差测量 第四节表面粗糙度测量 第五节线位移测量 第六节绝对距离测量 上泽充通大￥

1 第五章 长度测量技术 第一节 长度测量概述 第二节 尺寸测量 第三节 形位误差测量 第四节 表面粗糙度测量 第五节 线位移测量 第六节 绝对距离测量

第一节长度测量概述 一、长度检测的意义 1、长度是生产实践中最常遇的被测量之一 零 形 件 误 寸 机构位移 ®o@ 品 2、长度检测是常规计量项目中的基本项目 十大计量项目：长度、热量、力学、电磁、电子、时间频率、光 学、辐射、声学、化学 3、长度是最基本的物理量之一 体积=长*宽*高 速度=位移/时间 上泽充夏大￥ 2

2 第一节 长度测量概述 一、长度检测的意义 1、长度是生产实践中最常遇的被测量之一 2、长度检测是常规计量项目中的基本项目 3、长度是最基本的物理量之一 零 件 尺 寸 机 构 位 移 形 位 误 差 十大计量项目：长度、热量、力学、电磁、电子、时间频率、光 学、辐射、声学、化学 体积＝长*宽*高 速度＝位移/时间 ……

第一节长度测量概述 二、长度的单位与基准 1、长度的单位与国际基准 国际单位制一“米”(m),这是长度的法定单位 米的定义：·18世纪末：“1米等于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一” ·1889年在法国巴黎第一届国际计量大会， 从国际计量局订制的30根米尺中选出一根中性面（刻线） 作为统一的国际长度单位量值， 称之为“国际米原器”（铂铱合金)。 28 1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义，规定：1米是 “光在真空中于1/299792458秒的时间间隔内所经历路程的长度”， 称为“米的国际基准”。 上泽充通大￥ 3

3 第一节 长度测量概述 二、长度的单位与基准 1、长度的单位与国际基准 国际单位制－“米”（m），这是长度的法定单位 米的定义： •1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义，规定： 1米是 “光在真空中于1/299792458秒的时间间隔内所经历路程的长度” ， 称为“米的国际基准” 。 • 18世纪末：“1米等于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一” • 1889年在法国巴黎第一届国际计量大会， 从国际计量局订制的30根米尺中选出一根 作为统一的国际长度单位量值， 称之为“国际米原器”（铂铱合金）

第一节长度测量概述 二、长度的单位与基准 2、长度的实用基准 (1)光波波长：5种激光(He-Ne)波长 (②)量块：形状：金属长方体 材料：线膨胀系数小、性质稳定、耐磨 以及不易变形的合金钢材料 量值：单值量具，两个工作面的距离， 可以组合 (3)线纹尺：带有刻线的尺 光栅、磁栅、容栅、 。。。。 上游充夏大￥ 4

4 第一节 长度测量概述 二、长度的单位与基准 2、长度的实用基准 光栅、磁栅、容栅、…… (3) 线纹尺： (2) 量块： (1) 光波波长： 材料：线膨胀系数小、性质稳定、耐磨 以及不易变形的合金钢材料 量值：单值量具，两个工作面的距离， 可以组合 5种激光（He-Ne）波长 形状：金属长方体 带有刻线的尺

下湖平面 套 总块 数 级别 尺寸系列/mm 间隔/mm 块数 1 91 00,0,1 0.5 1 1 1 1.001,1.002,..,1.009 0.001 9 1.01,1.02 …,1.49 0.01 49 1.5,1.6, .…,1.9 0.1 J 2.0,2.5,..,9 0.5 16 10,20,…,100 10 10 上海充大￥ 5

5 套别 总块数 级别 尺寸系列/mm 间隔/mm 块数 1 91 00,0,1 0.51 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 10 119 495 16 10

第一节长度测量概述 三、长度测量的方法 1、按测量手续划分：直接测量和间接测量 直接测量：直接对被测量进行测量，测量结果即为被测量的值。 例：用卡尺直接测量零件直径， 卡尺读数即为被测直径值。 D=20.01mm 特点：操作简单，精度较高 间接测量：先测量与被测量相关的其他量，然后按函数关系式求得被测量。 例：用弓高弦长法测量大尺寸直径， 读数为弓高H和弦长L, 计算得直径值D: D= +H 4H 特点：操作复杂，精度不高 6 到之大￥

6 第一节 长度测量概述 三、长度测量的方法 1、按测量手续划分：直接测量和间接测量 例：用卡尺直接测量零件直径， 卡尺读数即为被测直径值。 D = 20.01 mm 直接测量：直接对被测量进行测量，测量结果即为被测量的值。 间接测量：先测量与被测量相关的其他量，然后按函数关系式求得被测量。 例：用弓高弦长法测量大尺寸直径， 读数为弓高H和弦长L， 计算得直径值D： H H L D = + 4 2 特点：操作简单，精度较高 特点：操作复杂，精度不高

第一节长度测量概述 三、长度测量的方法 2、按测量结果的性质划分：绝对测量和相对测量 绝对测量：仪器示值为被测量的绝对值。 例：用刻度尺直接测量零件长度， 被测 刻度尺读数即为零件长度值。 目标 测量 L=20.1mm 设备 特点：操作简单，测量范围大，精度不高 相对测量：先测量被测量与某个已知标准量的相对差值，然后测量结果 加上标准量求得被测量。 被测 例：用比较仪测量零件长度， 目标 标准量为20mm量块， 测量 基淮 测量 读数为+0.065mm,零件长度20.065mm 设备 特点：操作复杂，测量范围小，精度高 上泽文通大￥ 7

7 第一节 长度测量概述 三、长度测量的方法 2、按测量结果的性质划分：绝对测量和相对测量 例：用刻度尺直接测量零件长度， 刻度尺读数即为零件长度值。 L = 20.1 mm 绝对测量：仪器示值为被测量的绝对值。 相对测量：先测量被测量与某个已知标准量的相对差值，然后测量结果 加上标准量求得被测量。 例：用比较仪测量零件长度， 标准量为20mm量块， 读数为+0.065mm，零件长度20.065mm 被测 目标 测量 设备 被测 目标 测量 基准 测量 设备 特点：操作简单，测量范围大，精度不高 特点：操作复杂，测量范围小，精度高

第一节长度测量概述 三、长度测量的方法 3、按照测量器具与目标有无接触划分：接触测量和非接触测量 接触测量：测量器具与被测目标相接触， 例如：卡尺、千分尺、电感位移传感器、… 特点：测量过程可靠，但响应慢，存在测量力，易变形和划伤 非接触测量：测量器具与被测目标不接触， 例如：电容位移传感器、激光传感器、测量显微镜.… 特点：响应快，无测力磨损和变形 4、按照生产工艺过程划分：在线测量和离线测量（主动测量和被动测量) 上游充夏大￥ 8

8 第一节 长度测量概述 三、长度测量的方法 3、按照测量器具与目标有无接触划分：接触测量和非接触测量 接触测量：测量器具与被测目标相接触， 例如：卡尺、千分尺、电感位移传感器、… 非接触测量：测量器具与被测目标不接触， 例如：电容位移传感器、激光传感器、测量显微镜… 特点：测量过程可靠，但响应慢，存在测量力，易变形和划伤 特点：响应快，无测力磨损和变形 4、按照生产工艺过程划分：在线测量和离线测量（主动测量和被动测量）

第一节长度测量概述 四、长度测量应遵循的原则 1、阿贝原则(Abbe Principle) 测量实例：利用卡尺测量零件尺寸 理论：L=D实际：L≠D? 原因：导轨不直→测量线与基准线 D 不平行→量爪不平行→偏差 误差的大小与夹角大小有关， 还与测量线与基准线之间距离有关 δ=L'-L=stg0=Sp 上泽充通大￥ 9 图5-7

9 第一节 长度测量概述 四、长度测量应遵循的原则 1、阿贝原则 (Abbe Principle） 测量实例：利用卡尺测量零件尺寸 理论：L = D 实际：L ≠ D ? S D L 原因：导轨不直 → 测量线与基准线 不平行 → 量爪不平行 → 偏差 误差的大小与夹角大小有关， 还与测量线与基准线之间距离有关 。    = − = = L L stg s

第一节长度测量概述 刻麦尺 阿贝原则：要求被测量的尺寸线应与标准量的尺寸线 重合或在其延长线上。 指标娱 导轨 作用：此时由导轨直线度误差引起的测量误差是二 阶误差，一般可以忽略不计 一工件 工作台 77771777 显微镜I 显微镜 【oplonllo G:oducbio 被测尺 标准尺 △L=A'-A 上游充夏大￥ 10

10 阿贝原则：要求被测量的尺寸线应与标准量的尺寸线 重合或在其延长线上。 作用：此时由导轨直线度误差引起的测量误差是二 阶误差，一般可以忽略不计 2 ' 2 A L A A   = − = 第一节 长度测量概述