转一个: 常用的计量器具和测量方法

lpz · 发表于 2010-5-7 13:17

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一、计量器具的分类　(Class of Measurements Instrument) 计量器具（或称为测量器具）是指用于测量的量具、量规、量仪（测量仪器）和计量装置等四类。 1、量具(Measuring Tool) 量具通常是指结构比较简单的测量工具，包括单值量具、多值量具和标准量具等。单值量具是用来复现单一量值的量具。例如量块、角度块等，通常都是成套使用。多值量具是一种能复现一定范围的一系列不同量值的量具。如线纹尺等。标准量具是用作计量标准，供量值传递的量具。如量块、基准米尺等。 2、量规(Gauge) 量规是一种没有刻度的，用以检验零件尺寸或形状、相互位置的专用检验工具。它只能判断零件是否合格，而不能测出具体尺寸。如光滑极限量规，螺纹量规等。 3、量仪(Measuring Apparatus)　量仪即计量仪器，是指能将被测的量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量器具。按工作原理和结构特征，量仪可分为机械式、电动式、光学式、气动式，以及它们的组合形式——光电一体化的现代量仪。 4、计量装置(Measuring Device) 计量装置一种专用检验工具，可以迅速地检验更多或更复杂的参数，从而有助于实现自动测量和自动控制。如自动分选机、检验夹具、主动测量装置等。 二、计量器具的基本技术指标(Basic Technical Specification of Measurment Instrument)
1.刻度间距　(Scale Spacing) 计量器具刻度标尺或度盘上两相邻刻线中心线间的距离。为了便于读数，刻度间距不宜太小，一般为1～2.5mm。
1.分度值　(Value of a Scale Division) 计量器具标尺上每刻度间距所代表的被测量的量值。一般长度计量器具的分度值0.1、0.01、0.001、0.0005mm等。如图2-2-1所示，表盘上分度值为1μm。
1.测量范围　(Measuring Range) 计量器具所能测量的最大与最小的范围。如图2-2-1所示测量范围0～180mm。
1.示值范围　(Indication　Range) 计量器具标尺或度盘内全部刻度所代表的最大与最小值的范围。图2-2-1所示的示值范围为±20μm。
1.灵敏度　(Sensitivity) 对于给定的被测量值，被观测变量的增量

与相应的被测之量的增量

之比，即

　　　　　　　　　　　　　　（3－2）在分子、分母同一类量的情况下，灵敏度亦称放大比或放大倍数。
1.示值误差　(Indication Error) 测量器具示值减去被测量值的真值所得的差值。
1.测量的重复性误差　(Repeatability Rrror of Measurement) 在相同的测量条件之下，对同一被测量进行连续多次测量时，所有测得值的分散程度即为重复性误差。是计量器具本身各种误差的综合反映。
2.不确定度　(Uncertainty of Measurement) 表示由于测量误差的存在而对被测几何量不能肯定的程度。

图2－2-1　测量器具参数示意图 三、测量方法的分类(Class of Measurment Method ) 测量方法可从不同的角度进行分类。 1、按是否直接测量出所需的量值，分为直接测量和间接测量。 直接测量(Direct Measurement)　从计量器具的读数装置上直接测得参数的量值或相对于基准量的偏差。 间接测量(Indirect Measurement)测量有关量，并通过一定的函数关系，求得被测之量的量值。例如，用正弦尺测量工件的角度。 2、按零件被测参数的多少，可分为综合测量和单项测量。 单项测量(Single Measurement)　分别测量零件的各个参数。例如分别测量齿轮的齿形、齿距。 综合测量(Comprehensive Measurement)同时测量零件几个相关参数的综合效应或综合参数。例如，齿轮的综合测量。 3、按被测零件遥表面与测量头是否有机械接触，可分为接触测量和非接触测量。
接触测量(Contact Measurement)　被测零件表面与测量头有机械接触，并有机械作用的测量力存在。 非接触测量(Non-contact Measurement)　被零件表面与测量头没有机械接触。如光学投影测量、激光测量、气动测量等。 4、按测量技术在机械制造工艺过程中所起的作用，可分为主动测量和被动测量 主动测量(Active Measurement)　零件在加工过程中进行的测量。这种测量方法可直接控制零件的加工过程，能及时防止废品的产生。 被动测量(Passive Measurement)　零件加工完毕后所进行的测量。这种测量方法仅能发现和剔除废品。四、常用测量器具的测量原理、基本结构与使用方法
游标类量具 (Vernier Species Measuring Tools) 游标类量具是利用游标读数原理制成的一种常用量具，它具有结构简单、使用方便、测量范围大等特点。常用的游标量具，有游标卡尺、深度游标尺、高度游标尺，它们的读数原理相同，所不同的主要是测量面的位置不同。游标量具的主体是一个刻有刻度的尺身，沿着尺身滑动的尺框上装有游标，游标量具的读数值有0.1mm、0.05mm、0.02mm三种。为了方便读数，有的游标卡尺装有测微表头。图2-2-2所示系带表游标卡尺。

图2-2-2　游标量具
a）游标卡尺　b）深度游标尺　c）高度游标尺

图2-2-3带表游标卡尺电子数显卡尺。

图2-2-4　电子数显卡尺 1－内测量爪　2－紧固螺钉　3－液晶显示器　4－数据输出端口 5－深度尺? 6－尺身　7、11－防尘板　8－置零按钮　 9－米制、英制转换按钮　10－外测量爪　12－台阶测量面

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2、螺旋测微类量具(Helix Micrometer Species Measuring Tool)　螺旋测微类量具，是利用螺旋副运动原理进行测量和读数的一种测微量具。按用途分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺。其中，外径千分尺主要用于测量轴类零件；内径千分尺用于测量内尺寸。（1）外径千分尺（External Micrometer）

图2-2-5　外径千分尺

1－尺架　2－固定测砧　3－测微螺杆 4－螺纹轴套　5－固定套筒　6－微分筒 7－调节螺母　8－接头　9－垫圈　10－测力装置 11－锁紧手把　12－绝缘板　13－锁紧轴

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(2) 内径千分尺(Internal Micrometer)
(3) 深度千分尺(Depth Micrometer) 常用的外径千分尺的测量范围有0～25mm、25～50mm、50～75mm以至几米以上，但测微螺杆的测量位移一般均为25mm。 3、机械量仪(Mechanical Quantity Measuring Tool) 机械量仪是利用机械结构将直线位移经传动、放大后，通过读数装置表示出来的一种测量器具。机械量仪应用十分广泛，主要用于长度的相对测量以及形状和相互位置误差的测量等。机械量仪的种类很多，主要有百分表、内径百分表、杠杆百分表、扭簧比较仪和机械比较仪等。
1.百分表(Dial Gauge)　百分表是一种应用最广的机械量仪。其外形及传动见图2-2-6。

图2-2-6　百分表 1－小齿轮　2、7－大齿轮　3－中间齿轮 4－弹簧　5－测量杆　6－指针　8－游丝百分表的分度值为0.01mm，表盘圆周刻线有100条等分刻线。因此，百分表的齿轮传动系统应使测量杆移动1mm，指针回转一圈。百分表的示值范围有：0～3mm、0～5mm、0～10mm三种。 （2）内径百分表(Dial Bore Gauge)　内径百分表是一种用相对测量法测量孔径的常用量仪，它可测量6～1000mm的内尺寸，特别适合于测量深孔。内径百分表的结构如图2-2-7所示，它由百分表和表架等组成。

图2-2-7　内径百分表 1－可换测量头　2－测量套　3－测杆　4－传动杆 5、10－弹簧　6－百分表　7－杠杆　8－活动测量头　9－定位装置

（3）杠杆百分表(Dial Test Indicator)　杠杆百分表的分度值为0.01mm，示值范围一般为

0.4mm。

图2-2-8　杠杆百分表 1－小齿轮　2－大齿轮　3－指针 4－扇形齿轮　5－杠杆　6－测量杆 （4）杠杆齿轮比较仪(Mechanical Dial Compartor)　它是将测量杆的直线位移，通过杠杆齿轮传动系统变为指针在表盘上的角位移。表盘上有不满一周的均匀刻度。图2-2-9是杠杆齿轮比较仪的外形图和传动示意图。