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測量技術(shù)的基本

更新時(shí)間:2021-01-06點(diǎn)擊次數(shù):1871

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:是以確定被測對象的量值為目的的全部操作。在這一操作過程中,將被測對象與復(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)卡尺對一軸徑的測量,就是將被對象(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30.52,準(zhǔn)確度為±0.03mm,則測量結(jié)果可表達(dá)為(30.52±0.03)mm。任何測量過程都包含:測量對象、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。
(4)計(jì)量:為實(shí)現(xiàn)測量單位的統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量 。

測量基準(zhǔn)

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):直至用于對產(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)

測量方法

1、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.
2、測量和相對測量:測量器具的示值直接反映被測量量值的測量為測量。用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測量軸徑不僅是測量,也是測量。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測量。如用內(nèi)徑百分表測量孔徑為相對測量。
3、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。
4、單項(xiàng)測量和綜合測量:對個(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。 
5、被動測量和主動測量:產(chǎn)品加工完成后的測量為被動測量;正在加工過程中的測量為主動測量。被動測量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動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。

測量誤差

誤差定義
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x 0之差,即:△= x -x 0 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”。
誤差來源
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、空氣質(zhì)量等因素。在一般測量過程中,溫度是重要的因素。測量溫度對標(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。

誤差分類

測量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對測量結(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,值和符號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。其中值和符號不變的系統(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,值和符號以不可預(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、測量力變化、測量器具傳動機(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。

基本原則

在實(shí)際測量中,對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:
阿貝原則
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。 
基準(zhǔn)統(tǒng)一原則
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)。
短鏈原則
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,稱之為短鏈原則。當(dāng)然,按此原則不采用間接測量,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)該以少數(shù)目的量塊組成所需尺寸的量塊組,就是短鏈原則的一種實(shí)際應(yīng)用。
小變形原則
測量器具與被測零件都會因?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、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)小變形原則的有效措施。

影像測量儀

影像測量儀克服了傳統(tǒng)投影儀的不足,是集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)于一體的測量儀器。。
通過光學(xué)顯微鏡非接觸式對待測物體進(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。
分類
按操作方式影像測量儀可以分為手動影像測量儀和自動影像測量儀。
按儀器測量特點(diǎn)影像測量儀可以分為二次元和2.5次元。二次元即是 工作平臺X、Y軸可以自由活動,而Z軸固定,2.5次元介于二次元和三次元之間,Z軸可以活動。
測量單元
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。

應(yīng)用領(lǐng)域

主要用于機(jī)械、汽車、航空、、家具、工具原型、機(jī)器等中小型配件、模具等行業(yè)中的箱體、機(jī)架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量,還可用于電子、五金、塑膠等行業(yè)中,可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測,從而完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務(wù)。

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