测量技术基础（一）

一、测量技术基础

1）几何量测量中的长度单位：米(m)；毫米（mm），1mm=10^-3m；微米（μm），1μm=10^-3mm;纳米（nm），1nm=10^-3μm；机械中常用的单位：丝或道或条：1丝=10^-2mm=0.01mm。

2）角度测量单位：弧度（rad）；微弧度（μrad）；度（°）；分（′）；秒（″）；

1°=π/180°≈0.01745rad；1rad=180°/π=57.30°。

3）测量方法：是指进行测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的总和。

4）计量器具的选择依据：根据被测对象的特点，如精度、大小、轻重、材质、数量等来确定。

5）误差：实际测量值与被测量的真值之间的差。误差产生的原因有：来自工具的磨损、机械系统难以观察、温度、湿度或测量值变化等因素。测量误差越小，测量精度越高。

误差的分类：系统误差（理论误差、机器误差和人为误差）、随机误差、偶然误差。

（1）系统误差

理论误差：在长期测量中，量块处理中的热膨胀等。

机器误差：机器刻度的偏移、量块尺寸或砝码质量的变化等。

人为误差：测量者的视觉误差以及操作技术的熟练程度和个人的习惯差异产生的误差。

（2）随机误差：来自电子零件的热量、噪声、机器可动部分的摩擦、照明的变化以及振动等（原因不明确，不能校正的误差）。

（3）偶然误差：测量者偶然的读书错误或记录错误等。

6）分度值：计量器具标尺上每一刻度间距所代表的量值即分度值。一般长度量仪中的分度值有0.1mm、0.01mm、0.001mm、0.0005mm等。有一些计量器具（如数字式量仪）没有刻度尺，就不称分度值而称为分辨率。分辨率是指量仪显示的最末一位数所代表的量值。

7)测量条件：是指被测对象和计量器具所处的环境条件，如温度、湿度、振动和灰尘等。测量时标准温度为20℃。一般计量室的温度控制在20℃±（2~0.5）℃，精密计量室的温度控制在20℃±（0.05~0.03）℃，且尽可能使被测对象与计量器具在相同温度下进行测量。计量室的相对湿度以50%~60%为宜，还应远离振动源，清洁度要高等。

二、量具介绍

游标卡尺、高度游标卡尺、深度游标卡尺、游标量角尺（如万能量角尺）和齿厚游标卡尺等。

1）钢直尺：材料一般为不锈钢1Cr18Ni9、1Cr13或其他类似性能的材料，其硬度应不低于342HV。

米制钢直尺通常分度到1mm和0.5mm，用于精度不高的米制长度测量，普通米尺的长度范围从150mm~2000mm。

注：钢直尺的边缘是绝对平直，因此他可以作为平尺来检测工件的平直度，将尺的边缘靠在工件的表面，然后观察是否有间隙，这种方法可以很容易地检测出0.05mm的误差。

2）游标卡尺（简称卡尺）：

中等精度的测量工具，其规格有0~125mm、0~200mm、0~300mm、0~500mm等几种。常用游标卡尺的分度值（精度值）有0.1mm、0.05mm和0.02mm三种。

游标卡尺分为三个类型：I型、II型和III型卡尺。

I型卡尺，即为普通的卡尺；II型卡尺与I型卡尺相比，II型卡尺没有深度侧标；III型卡尺与I及II型相比除了没有深度侧标外，而且还没有内量爪。

普通游标卡尺可以用于测量外径（直径或厚度）、测量内径（测量对立面或表面为一沟槽或孔的内径）、测量深度和节距（在同一方向上两表面间的距离）。

游标卡尺的精度：

以分度值为0.02mm游标卡尺为例。一般尺身每一分格为1mm，在游标上把49mm分为50个，当两量爪合并时，游标上50小格刚好与尺身的49mm对正。游标刻线每一小格为49/50=0.98mm，尺身1小格与游标1小格之差为1mm-0.98mm=0.02mm。所以，该游标卡尺的分度值（精度值）为0.02mm。

游标卡尺的读数：

读数=游标0位指示的尺身整数+游标与尺身重合线数x精度值。

其他游标卡：装有测量表的带表卡尺、带有数字显示装置的游标卡尺。

3）深度游标卡尺（简称深度尺）：用于测量凹槽或孔的深度、测量轴类台阶长度、梯形工件的梯层高度、长度等尺寸。

4）高度游标卡尺：主要用于测量工件的高度，另外还经常用于测量形状和位置公差，有时也用于精密划线（还可以用于测量孔的中心距）。

注：高度游标卡尺的测量工作，应在平台上进行。

5）千分尺：测量精度比游标卡尺高，并且测量比较灵活，因此，多被用于加工精度要求较高的测量。

千分尺的分度值（精度值）为0.01mm。

常用千分尺有外径千分尺（用于测量或检验零件的外径）、内径千分尺（用于测量或检验零件的内径）、深度千分尺（测量深度、厚度）、螺纹千分尺（测量螺纹的中径）和公法线千分尺（测量齿轮的公法线长度）等。

（1）外径千分尺用于测量或检验零件的外径、凸肩厚度以及板厚或壁厚等的测量工具。

外径千分尺的测量范围有0~25mm、25~250mm、50~75mm、75~100mm等几种。

外径千分尺的读数：

固定套管基准线之上是正毫米数的分度刻线，在基准线之下是半毫米数（0.5mm）的分度刻线。在微分套筒的圆周上共刻有50格等分刻线。转动微分套筒一格刻线则测微轴杆移动0.01mm，因此微分套筒转一圈，测微轴杆就移动0.5mm。

读数方法：

内径千分尺：用于内孔精密测量。

公法线千分尺：用于测量齿轮公法线长度；也可测量直齿轮和斜齿轮根切线方向的长度。

尖头千分尺：尖型测量头可用于小凹槽、键沟等难以测量的位置，如螺纹中径。

深度千分尺：用于机械加工中的深度、台阶等尺寸的测量。

百分表：

读数方法：

表盘有100格刻线，其分度值为0.01mm。即每转动一格，相当于测量杆向上或向下移动0.01mm；转一周，表示移动1mm；转数指示盘上只刻有10格刻度，每格表示1mm。

将百分表的指针置于表盘面上的零刻线后，慢慢地转动被测工件，指针将朝顺时针或逆时针方向振摆。两个方向内的最大振摆值（之和）即为读数。（注：当用于测量轴的弯曲度时，则取该读数的1/2来表示实际弯曲度。通常用“跳动”代替“弯曲度”，这样就可以用百分表测量轴的“跳动”。）

百分表测量范围有0~3mm、0~5mm和0~10mm三种。

注：严禁用百分表测量粗糙表面，要求被测表面粗糙度不低于Ra3.2μm。

其他类型的百分表：

如杠杆百分用途：测量工件的跳动（径向、端面跳动）

游标万能角度尺又叫角度规、游标角度尺和万能量角器。

用途：用于机加工中的内、外角度测量。测量范围：0~320°。

塞尺：

用途：测量间隙尺寸；用塞尺和90°角尺检测垂直度。

卡钳：

卡钳是一种最简单的比较量具，分为外卡钳和内卡钳，他们本身都不能直接读出测量结果，而是吧测量得的长度尺寸（直径也属于长度），在钢直尺上进行读数，或在钢直尺上先取下所需尺寸，再去检验零件的直径是否符合要求。

常用卡钳的规格有0.152m（6in）、0.203m（8in）、0254m（10in）等。

三、测量量介绍

几何量（长度、角度、表面粗糙度和几何公差等）、机械量测量、

形状公差（无基准）：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度（有或无基准）、面轮廓度（有或无基准）。

位置公差（有基准）：平行度、垂直度、倾斜度、位置度（有或无基准）、同轴度（同心度）、对称度、圆跳动、全跳动。

1）直线度：

（1）素线直线度：

圆柱表面上任一素线必须位于轴向平面内，距离为公差值为0.02mm的平行直线之间。

（2）轴线直线度：

Φd圆柱体的轴线必须位于公差值为0.04mm的圆柱面内。

2）平面度

上表面必须位于距离为公差值0.1mm的平行平面之间。

3）圆度：

（1）圆柱表面圆度：

（2）圆锥表面圆度：

在垂直于轴线的任一正截面上，该圆必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆之间。

4）平行度：

（1）平面对平面的平行度：

上表面必须位于距离为公差值0.05mm，且平行于基准平面A的两平行面之间。

（2）轴线对平面的平行度：

孔的轴线必须位于距离为公差值0.03mm，且平行于基准平面A的两平行平面之间。

（3）轴线对轴线在任意方向上的平行度：

Φd的实际轴线必须位于平行于基准孔D的轴线，直径为0.1mm的圆柱面内。

5）垂直度：

（1）平面对平面的垂直度：

侧表面必须位于距离为公差值0.05mm，且垂直于基准平面A的两平行平面之间。

（2）在两个互相垂直的方向上，轴线对平面的垂直度：

Φd的轴线必须位于正截面为公差值0.2mmx 0.1mm，且垂直于基准平面A的四棱柱内。

6）同轴度（同心度[用于中心点]、同轴度[用于轴线]）：

Φd的轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且与基准线A同轴的圆柱面内。

7）对称度：

中心面对中心面的对称度：

槽的中心面必须位于距离为公差值0.1mm，且相对基准中心平面对称位置的两平行平面之间。

8）位置度：

轴线的位置度：

φD孔的轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且以相对基准面A、B、C所确定的理想位置为轴线的圆柱面内。

9）跳动度：

（1）径向圆跳动：

ΦD圆柱面绕基准轴A的轴线，作无轴向移动的回转时，在任一测量平面内的径向跳动量均不得大于公差值0.05mm。

（2）端面圆跳动：

当零件基准轴A的轴心线作无轴向移动的回转时，端面上任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于公差值0.05mm。

四、常见测量量的测量方法（下期分享）

敬请期待！

往期精彩推荐：

长按下方二维码关注本公众号：