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計量論壇

標題: 計量基本知識 [打印本頁]

作者: precision 時間: 2007-9-13 00:43
標題: 計量基本知識
第一章  計量基本概念和術語

1．計量：實現單位統一，量值準確可靠的活動。
1．1計量的內容：
①計量單位與單位制；
②計量器具（或測量儀器），包括實現或復現計量單位的計量基準、標準與工作計量器具；
③量值傳遞與溯源，包括檢定、校準、測試、檢驗與檢測；
④物理常量、材料與物質特性的測定；
⑤不確定度、數據處理與測量理論及其方法；
⑥計量管理，包括計量保證與計量監督等。
1．2 計量的特點
①準確性：指測量結果與被測量真值的一致程度。由于實際上不存在完全準確無誤的測量，因此在給出量值的同時，必須給出適應于應用目的或實際需要的不確定度或誤差范圍，否則量值不具備充分的實用價值。所謂量值的準確性，即是在一定的不確定度、誤差極限或允許誤差范圍內的準確性。
②一致性：指在統一計量單位的基礎上，無論在何時何地、使用何種計量器具，以及由何人測量，只要符合有關要求，其測量結果就應在給定的區間內有其一致性。也就是說，測量結果是可重復、可再現（復現）、可比較的。計量的一致性不僅限于國內，也適用于國際。
③溯源性：指任何一個測量結果或測量標準的值，都能通過一條具有規則不確定度的連續比較鏈，與計量基準聯系起來。
量值溯源：是指自下而上通過不間斷的校準而構成的溯源體系。量值傳遞：是指自上而下通過逐級檢定而構成的檢定系統。
④法制性：來自計量的社會性，因為量值的準確可靠不僅依賴于科學技術手段，還要有相應的法律、法規和行政管理。
1．3《計量法》
  《中華人民共和國計量法》于1985年9月6日經全國人大常委會審議通過，于1986年7月1日施行。
立法宗旨是：加強計量監督管理，保障國家計量單位制的統一和量值的準確可靠，有利于生產、貿易和科學技術的發展，適應社會主義現代化建設的需要，維護國家、人民的利益。
1．4 量：現象、物體或物質可定性區別和定量確定的屬性。
定性區別是指量在特性上的區別，如幾何量、電學量、熱學量等。
定量確定上指確定具體的量，又稱特定量。如零件的長度，電阻的大小等。
可相互比較并按大小排序的量稱為同種量。若干個同種量合在一起稱為同類量。如功、熱、能；厚度、周長、波長。
計量學研究的都是可測量的量，包括物理量和非物理量（硬度、波度等）。
1．5 單位：為定量表示同種量的大小而約定地定義和采用的特定量。計量單位具有約定地賦予的名稱和符號，如米：m；千克（公斤）：kg。
1．6 國際單位制（SI）：由國際計量大會（CGPM）采納和推薦的一種一貫單位制。
               SI基本單位
SI單位       SI導出單位  ①包括SI輔助單位在內的具有專門名稱的SI導出單位
②組合形成的SI導出單位
SI單位的倍數單位
①SI基本單位（7個）
  長度（米，m）、質量（千克、公斤，kg）、時間（秒，s）、電流（安[培]，A）、熱力學溫度（開[爾文]，K）、物質的量（摩[爾]，mol）、發光強度（坎[德拉]，cd）。
②包括SI輔助單位在內的具有專門名稱的SI導出單位（21個）
③SI單位的倍數單位
1．7 法定計量單位：由國家法律承認，具有法定地位的計量單位。
我國《計量法》規定：國際單位制計量單位和我國選定的其他計量單位，為國家法定計量單位。《計量法》內容包括：
①國際單位制基本單位
②包括SI輔助單位在內的具有專門名稱的SI導出單位
③我國選定的可與國際單位制并用的非國際單位制單位（11個）
  時間：分，min；小時，h；天，d。
  [平面]角：度；分；秒。
  體積：升，L。質量：噸，t。  旋轉速度：轉每分，r/min。
  長度：海里，n mile。（1n mile=1852m）  級差：分貝，dB。
④組合形式的單位：米每秒（m/s）、千克每立方米（kg/m3）
2．測量：以確定量值為目的的一組操作。測量有時也稱計量。
2．1 長度測量方法的分類（按獲得測量結果的不同方式劃分）
  直接測量和間接測量（千分尺、弓高弦測圓弧的半徑）；
  絕對測量和相對測量（卡尺測量軸徑、專用儀器和標準件測內外徑）；
  接觸測量和非接觸測量；
  被動測量和主動測量（磨床主動測量儀）；
  靜態測量和動態測量（自動平衡記錄儀測溫）；
3．計量器具（測量儀器）：單獨或連同輔助設備一起用以計量的器具。（JJF 1001-1998 通用計量術語及定義）
用以直接或間接測出被測對象量值的裝置、儀器儀表、量具和用于統一量值的標準物質，包括計量基準、計量標準和工作計量器具。（《中華人民共和國計量法實施細則》的定義）
3．1 分類
按結構特點分：實物量具（被動式）、計量儀器（主動式）、計量物質（如標準物質）
按技術性能和用途分：計量基準器具、計量標準器具和工作計量器具。
3．2 長度計量器具的分類
①按用途特點分：
標準量具（量塊）；
通用量具（萬能量具）和量儀（游標卡尺、千分尺、平板屬于通用量具，百分表、千分表、扭簧表屬于通用量儀。量具量儀的區別在于量具沒有傳動放大機構。）；
極限量具（過止量規、卡板等）；
專用量儀（端度量具（測長機、測長儀）
線紋量儀：阿貝線紋比長儀；
角度量儀：測角儀；
平直量儀：平直儀、自準直儀等。
②按結構特點分：
游標量具、螺旋副量具、機械量儀、光學量儀、氣動量儀、電動量儀。
3．3 計量器具的特性
3．3．1工作范圍的特性
①標稱范圍：測量儀器的操縱器件調到特定位置時可得到示值范圍。
注：標稱范圍通常用它的上限和下限表明，例如100℃～200℃。若下限為零，標稱范圍一般只用其上限表明，例如0V～100V的標稱范圍可表示為100V。
②量程：標稱范圍兩極限之差的模。
   注：在有些知識領域中，最大值與最小值之差稱為范圍。
③標稱值：測量儀器上表明其特性或指導其使用的量值，該值為圓整值或近似值。
④測量范圍（工作范圍）：測量儀器的誤差處在規定極限內的一組被測量的值。
   注：按約定真值確定“誤差”。
3．3．2 工作條件的特性
①額定操作條件：測量儀器的規定計量特性處于給定極限內的使用條件。
   注：額定操作條件一般規定被測量和影響量的范圍或額定值。
②極限條件：測量儀器的規定計量特性不受損也不降低，其后仍可在額定操作條件下運行而能承受的極端條件。
   注：1．貯存、運輸和運行的極限條件可以各不相同。
      2．極限條件可包括被測量和影響量的極限值。
③參考條件：為測量儀器的性能試驗或為測量結果的相互比較而規定的使用條件。
   注：參考條件一般包括作用于測量儀器的影響量的參考值或參考范圍。
3．3．3響應方面的特性
①響應特性：在確定條件下，激勵與對應響應之間的關系。
   注：1．這種關系可以用數學等式、數值表或圖表示。
      2．當激勵按時間函數變化時，傳遞函數（響應的拉普拉斯變換除以激勵的拉普拉斯變換）是響應特性的一種形式。
②靈敏度：測量儀器響應的變化除以對應的激勵變化。
   注：靈敏度可能與激勵值有關。
③鑒別力〔閾〕：使測量儀器產生未察覺的響應變化的最大激勵變化，這種激勵變化應緩慢而單調地進行。
   注：鑒別力閾可能與例如噪聲（內部的或外部的）或摩擦有關，也可能與激勵值有關。
④〔顯示裝置的〕分辨力：顯示裝置能有效辨別的最小的示值差。
   注：1．對于數字式顯示裝置，這就是當變化一個末位有效數字時其示值的變化。
      2．此概念亦適用于記錄式裝置。
⑤死區：不致引起測量儀器響應發生變化的激勵雙向變動的最大區間。
   注：1．死區可能與變化的速率有關。
      2．死區有時故意地做大些，以防止激勵的微小變化引起響應變化。
⑥響應時間：激勵受到規定突變的瞬間，與響應達到并保持其最終穩定值在規定極限內的瞬間，這兩者之間的時間間隔。
3．3．4 準確度方面的特性
①測量儀器的準確度：測量儀器給出接近于真值的響應的能力。
   注：準確度是定性的概念。
②準確度等級：符合一定的計量要求，使誤差保持在規定極限以內的測量儀器的等別、級別。
   注：準確度等級通常按約定注以數字或符號，并稱為等級指標。
③測量儀器示值誤差：測量儀器示值與對應輸入量的真值之差。
   注：1．由于真值不能確定，實用上用的是約定真值。
      2．此概念主要應用于參考標準相比較的儀器。
      3．就實物量具而言，示值就是賦予它的值。
④〔測量儀器的〕最大允許誤差：對給定的測量儀器、規范、規程等所允許的誤差極限值。
   注：有時也稱測量儀器的允許誤差限。
⑤〔測量儀器的〕基值誤差：為核查儀器而選用在規定的示值或規定的被測量值處的測量儀器誤差。
⑥〔測量儀器的〕零值誤差：被測量為零值的基值誤差。
⑦〔測量儀器的〕固有誤差：在參考條件下確定的測量儀器的誤差。
⑧〔測量儀器的〕偏移：測量儀器示值的系統誤差。
   注：測量儀器的偏移通常用適當次數重復測量的示值誤差的平均來估計。
⑨〔測量儀器的〕抗偏移性：測量儀器給出不含系統誤差的示值的能力。
⑩〔測量儀器的〕引用誤差：測量儀器的誤差除以儀器的特定值。
3．3．5 有關性能方面的特性
①穩定性：測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力。
   注：1．若穩定性不是對時間而是對其他量而言，則應該明確說明。
         2．穩定性可以用幾種方式定量表示：例如：用計量特性變化某個規定的量所經過的時間；用計量特性經規定的時間所發生的變化。
②〔測量儀器的〕重復性：在相同測量條件下，重復測量同一個被測量，測量儀器提供相近示值的能力。
   注：1．這些條件包括：相同的測量程序；相同的觀測者；在相同條件下使用相同的測量設備；在相同地點；在短時間內重復。
      2．重復性可用示值的分散性定量地表示。
③超然性（保真性）：測量儀器不改變被測量的能力。
④漂移：測量儀器計量特性的慢變化。
4．測量設備：為實現測量過程所必需的測量儀器、軟件、測量標準、標準物質或輔助設備或它們的組合。（ISO 10012）
5．（計量器具的）檢定：查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標記和（或）出具檢定證書。
5．1 按法制管理的程度分為：強制檢定和非強制檢定。
  社會公用計量標準器具、部門和企事業單位的最高計量標準器具，用于貿易結算、安全生產、醫療衛生、環境監測方面列入國家強制檢定目錄的計量器具。
5．2 按檢定的目的和性質分：
①首次檢定：對未曾檢定過的新的計量器具進行的一種檢定。
②后續檢定：計量器具首次檢定后的任何一種檢定。包括⑴強制性周期檢定；⑵修理后檢定；⑶周期檢定有效期內的檢定，不論它是由用戶提出請求或由于某種原因使有效期內的封印失效而進行的檢定。
③（計量器具的）檢驗：為查明計量器具的檢定標記或檢定證書是否有效、保護標記是否損壞、檢定后的計量器具是否遭到明顯改動，以及其誤差是否超過使用中最大允許誤差所進行的一種檢查。
④周期檢定：按時間間隔和規定程序，對計量器具定期進行的一種后續檢定。
⑤仲裁檢定：指用計量基準或社會公用計量標準器所進行的以裁決為目的的計量檢定、測試活動。
6．計量檢定規程：為評定計量器具的計量特性，由國務院計量行政部門組織，制定并批準頒布，在全國范圍內施行，作為確定計量器具法定地位的技術文件。其內容包括計量要求、技術要求和管理要求，即：適用范圍、計量器具的計量特性、檢定項目、檢定條件、檢定方法、檢定周期以及檢定結果的處理和附錄等。《計量法》規定，計量檢定必須執行計量檢定規程。
7．檢定周期應考慮的因素：
①計量器具的性能，特別是長期穩定性和可靠性的水平；
②使用環境條件的影響程度；
③使用的頻繁程度；
④使用單位的維護保養能力；
⑤配備位置的重要性；
⑥影響計量器具的準確度和長期穩定度等因素，依據計量器具歷次周檢的合格情況，考慮是否縮短或延長檢定周期。
8．檢定證書：查明計量器具已經過檢定，并獲得滿意結果的文件。
9．不合格通知書：查明計量器具不符合法定要求的文件。
10．（計量器具的）檢查：為確定計量器具是否符合該器具有關法定要求所進行的操作。
11．校準：在規定條件下，為確定測量儀器或測量系統所指示的量值，或實物量具或參考物質所代表的量值，與對應的由標準所復現的量值之間關系的一組操作。
   注：1．校準結果既可給出被測量的示值，又可確定示值的修正值。
      2．校準也可確定其他計量特性，如影響量的作用。
      3．校準結果可以記錄在校準證書或校準報告中。
11．1 含義：
①在規定的條件下，用一個可參考的標準，對包括參考物質在內的測量器具的特性賦值，并確定其示值誤差。
②將測量器具所指示或代表的量值，按照校準鏈，將其溯源到標準所復現的量值。
11．2 校準的目的
①確定示值誤差，并可確定是否在預期的允差范圍之內。
②得出標稱值偏差報告值，可調整測量器具或對示值加以修正。
③給任何標尺標記賦值或確定其他特性值，給參考物質特性賦值。
④實現溯源性。
12．計量確認：為確保測量設備處于滿足預期使用要求的狀態所需要的一組操作。
   計量確認一般包括校準、必要的調整和修理，隨后的再校準，以及所要求的封印和標記。（ISO 10012-2003把檢定也納入到計量確認中）
檢定、校準和計量確認的比較
      檢定       校準       計量確認
對象       依法管理的計量器具       測量設備       測量設備
目的       評定是否符合法定要求       確定與對應標準量值之間的關系       評定是否滿足預期使用要求
性質       具有法制性，屬于法制計量管理的執法行為       不具有法制性，是企事業單位自愿溯源的行為       不具有法制性，是企事業單位計量管理的自愿行為
依據       計量檢定規程       校準規范或校準方法       校準規范或校準方法以及預期使用要求
活動       檢查計量要求、技術要求和管理要求；加標記和（或）出證書       用計量標準對被校準的測量設備的計量特性賦值，并確定其示值誤差。
      校準、必要的調整和修理，隨后的再校準，以及所要求的封印和標記。

結果       合格的發檢定證書；不合格的發不合格通知書       校準證書或校準報告       計量確認證明文件和響應的封印和標記
13．〔測量〕誤差：測量結果減去被測量的真值。
注：1．由于真值不能確定，實際上用的是約定真值。
   2．當有必要與相對誤差相區別時，此術語有時稱為測量的絕對誤差。
注意不要與誤差的絕對值相混淆，后者為誤差的模。
13．1 測量結果：由測量所得到的賦予被測量的值。
  注：1．在給出測量結果時，應說明它是示值、未修正測量結果或已修正測量結果，還應表明它是否為幾個值的平均。
   2．在測量結果的完整表述中應包括測量不確定度，必要時還應說明有關影響量的取值范圍。
13．2 〔量的〕真值：與給定的特定量的定義一致的值。
注：1．量的真值只有通過完善的測量才有可能獲得。
   2．真值按其本性是不確定的。
   3．與給定的特定量定義一致的值不一定只有一個。
①理論真值：理論真值往往在定義或公式表達式中給出。如平面三角形的內角和為180°。
②〔量的〕約定真值：對于給定目的具有適當不確定度的、賦予特定量的值，有時該值是約定采用的。
   注：1．約定真值有時稱為指定值、最佳估計值、約定值或參考值。
   2．常常用某量的多次測量結果來確定約定真值。
在實際測量中，通常利用被測量的實際值、已修正過的算術平均值、計量標準器所復現的量值以及計量學約定值作為約定真值。
⑴被測量的實際值：某砝碼名義上標注為1kg，測量時實際值為1.002kg，可把1.002kg當作約定真值。
⑵已修正過的算術平均值：對某量重復測量5次，用5次測量值的平均值作為約定真值。
⑶計量標準器所復現的量值：高一級標準器具允許誤差為低一級標準器或普通計量儀器（被測對象）允許誤差的1/3～1/10，高一級標準器具所復現的量值就作為約定真值。
⑷計量學約定值：長度單位，米是光在真空中在1/299792458秒的時間間隔內行程的長度；標準重力加速度g=9.90665m/s2
13．3 誤差的特點
①絕對誤差有單位，其單位與測量結果相同。
②絕對誤差有大小（值）和符號（±），表示測量結果偏離真值的程度。
③絕對誤差不是對某一被測量而言，而是對該量的某一給出值來講。
如砝碼的誤差為＋0.002g，10g砝碼的誤差為＋0.002g。
13．4 修正值：用代數方法與未修正測量結果相加，以補償其系統誤差的值。
注：1．修正值等于負的系統誤差。
      2．由于系統誤差不能完全獲知，因此這種補償并不完全。
13．5 偏差：一個值（計量器具的測得值、實際值等）減去其標稱值。即某值與其參考值之差。
   偏差=實際值—標稱值
13．6 相對誤差：測量誤差除以被測量的真值。
   評價同種量準確度的高低。
   如兩個砝碼標稱值分別為100g、200g，示值誤差都為＋0.001g，相對誤差分別為＋0.001%、＋0.0005%，顯然后者的準確度高。
14．測量誤差的來源
測量誤差包括：
①計量器具誤差：計量器具本身所具有的誤差。
②環境誤差：基本誤差（在標準條件下所具有的誤差）和附加誤差（超出或偏離標準條件所增加的誤差）
③人員誤差：人員的主觀因素和操作技術等。
④方法誤差：測量方法不完善所引起的誤差。
15．測量誤差的分類
①系統誤差：在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量的真值之差。
②隨機誤差：測量結果與在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值之差。
   注：1．隨機誤差等于誤差減去系統誤差。
      2．因為測量只能進行有限次數，故可能確定的只是隨機誤差的估計值。

第二章  長度測量基本原則和方法

一、長度測量的基本原則
1．阿貝原則：使被測之量的測量軸線與標準量的基準軸線相重合或在其延長線上。如外徑千分尺、立式測長儀。
2．最小變形原則
測量力變形、自重變形、熱變形
①當a=0.22031L時，長度變形最小，稱為白塞爾點。檢定線紋尺。
②當a=0.2113L≈4/19L時，兩端面平行度變化最小，稱為艾利點。檢定大尺寸量塊。
③當a=0.2386L≈6/25L時，桿的之間彎曲量為零。
④當a=0.2232L≈2/9L時，桿中間和兩端變形（下降）量相等。檢定大平尺的直線度和平面度。
3．最短測量鏈原則
4．封閉原則：角度塊的檢定，360°，總的累計誤差為零。

二、測量方法的正確選擇
1．選擇的基本原則
①精度原則：被測工件的精度要求就是為限制工件誤差而在設計時規定了的公差，包括工件的加工誤差和測量誤差兩部分。
誤差分配時，若測量誤差占的比重大，留給工件的加工公差就小，增加加工成本，對生產不利；若測量誤差所占比重小，則留給工件的加工誤差就大，需使用高精度的計量器具，測量的經濟性能差。
GB 3177-82 《光滑工件尺寸的檢驗》，從規定的最大實體尺寸和最小實體尺寸分別向工件公差帶內移動一個安全裕度（A）。安全裕度由工件公差確定。對國標規定范圍內光滑工件尺寸的測量檢驗，應使測量不確定度u小于或等于安全裕度A。對沒有標準規定的工件的測量，測量方法的允許誤差一般取工件公差的1/3~1/10。
②測量的經濟原則：除滿足測量對象的精度要求外，還必須是低成本、容易實現的。測量的效率高；計量器具的結構簡單、操作方便、容易維護；測量和輔助工作的時間應短；測量人員的技術水平和熟練程度要低一些。
2．計量器具的選擇
①按計量器具不確定度允許值選擇
對國標規定范圍內光滑工件尺寸的測量檢驗，應使測量不確定度u小于或等于安全裕度A。對沒有標準規定的工件的測量，測量方法的允許誤差一般取工件公差的1/3~1/10。
②按被測工件的特性選擇
工件的特性是指工件的外形、大小、重量、剛性、材料和表面粗糙度等。
如所選用的計量器具應使其測量范圍大于工件的被測尺寸；當工件較軟切剛性較差時，宜選用測量力較小的儀器或選用非接觸式儀器；當工件太重時，應考慮工件的承載能力。
③按被測工件批量大小選擇
通用計量器具的測量效率低，專用計量器具的測量效率高。
3．測量力和接觸形式的選擇
①測量力
進行接觸式測量，首先必須要有足夠的測量力作用于被測工件表面，以克服工件表面油膜和灰塵的影響，保證示值穩定；另一方面測量力的大小又不應引起塑性變形和劃傷工件表面；同時在整個測量過程中還應保證測量力穩定，其波動范圍不應超過允許值。
測量力的大小可根據被測工件公差確定。當被測工件公差大于10μm時，測量力應不大于10N；當被測工件公差在2～10μm時，測量力應不大于4N；當被測工件公差小于2μm時，測量力應不大于2.5N；
②接觸形式
點接觸：如以球形測頭和平面工件相接觸；
線接觸：如以平面測頭和圓柱體工件相接觸；
面接觸：如以平面測頭和平面工件相接觸。
接觸形式對測量結果的影響主要反映在兩方面：一是不同的接觸形式具有不同的接觸變形誤差；二是測頭接觸面存在形位誤差，使對零和測量時的接觸位置發生變化而引起的誤差。由接觸位置改變所引起的誤差，對點接觸來說是二次誤差，影響較小，而線接觸和面接觸主要是一次誤差，對測量的影響較大。
正確選擇接觸形式的原則是應優先考慮采用點接觸。
4．標準件的正確選擇
①標準件的形狀和大小，原則上應與被測工件一致。
②標準件的精度一般應比被測工件的精度高二級左右，同時還應有較高的尺寸穩定性。
③在被測工件批量小，規格多的情況下，應盡可能采用比較典型的通用標準件，但應考慮由于形狀或材料不同所引起的測力變形誤差。
④標準件的代用，從已加工的工件中挑選質量較好的工件，經檢定后作為標準件使用。
5．測量基面和定位方法的選擇
①測量基面及其正確選擇
測量時用作被測量值的其始和依據的面、線、點稱為測量基準面、測量基準線、測量基準點，統稱為測量基面。
測量基面應和設計基面、工藝基面、裝配基面相一致。
②定位方法及其正確選擇
確定被測工件的測量軸線與計量器具標準軸線的相對位置，并在整個測量過程中保持不變。（6個自由度）
定位方法：面定位，分為平面定位、外圓柱面定位（V形體法，約束了四個自由度）、內圓柱面定位（錐體心軸）。
            線定位，頂尖定位。
6．測量環境的選擇
①測量環境應考慮下列因素：
溫度：測量的標準溫度是＋20℃。
濕度：過高的濕度會使儀器生銹、發霉，甚至影響被測工件的定位，但濕度過低，會使測量者感到干燥和不適，濕度一般控制在50～75%。
振動：直接影響測量精度，如破壞已調整好的工件和儀器的相對位置，影響儀器精度和使用壽命。
灰塵：影響測量的穩定性，使測量誤差增加。
腐蝕性氣體：遠離腐蝕性氣體，防止計量器具受腐蝕性氣體的餓侵蝕而降低精度。
②溫度的影響
a.確定對標準溫度的允許偏差
高精度測量時，取20±（0.1～0.5）℃, 中精度測量時，取20±（1～2）℃, 低精度測量時，取20±5℃。
b.環境溫度的穩定性
在較高精度和大尺寸測量時，溫度變化不超過0.2℃/h。
c.被測工件與標準件溫度的一致性
可以直接在空氣中或在與測量室溫度相一致的大鑄鐵平板上。
長度在1m以下，需1.5h；大于1m而小于3m，需3h；大于3m，需4h；

第三章       形狀和位置誤差的測量

形狀和位置誤差包括：
形位誤差：直線度（—）、平面度、圓度（○）、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度。
位置誤差：定向誤差（平行度∥、垂直度、傾斜度）、定位誤差（同軸度◎、對稱度、位置度）和跳動（圓跳動、全跳動）

一．直線度誤差
1、定義：是指被測實際線對理想直線的變動量。可分為給定平面內的直線度誤差、給定方向的直線度誤差和任意方向的直線度誤差。
2、評定方法：最小區域法、兩端點連線法和最小二乘中線法。
最小區域法：給定平面的直線度誤差是包容實際線且距離為最小的兩平行直線之間的距離。
兩端點連線法：以被測要素兩端點的連線作為理想直線，被測要素對該理想直線的最大變動量就是直線度誤差值。
一般地，以兩端點連線獲得的誤差值往往大于按最小區域法獲得的誤差值。
3、測量方法
a.用刀刃作模擬基準
采用刀口尺、三棱尺、四棱尺測量直線度誤差，都是利用刀刃作模擬基準與被測表面進行比較，并以兩者之間的光隙大小確定直線度誤差值。被測長度一般小于300mm，因為大于300mm的刀刃制造比較困難。
測量時，刀刃在被測表面輪廓的不同位置上與被測表面緊密接觸，調整刀刃的位置，并觀察光隙的變化情況，在最大光隙呈現最小狀態時，估度讀出光隙的大小，這是模擬基準處于符合最小條件的位置，故讀得的最大光隙值即為被測要素的直線度誤差。
光隙的大小可與標準光隙相比較而確定。標準光隙由量塊、二級平晶組成，量塊的級別根據直線度誤差的允許值確定。
b.用研磨平尺作模擬基準
檢定刀口尺工作棱邊直線度的誤差。
c.用平晶作模擬基準
以平晶的工作面與被測實際要素相比較，利用技術光波干涉原理獲得有關參數。
d.用水平面作模擬基準
利用水平儀測量直線度誤差，常用于較長表面，用分度值為0.02mm/m的框式水平儀和分度值為0.01mm/m的合像水平儀。利用節距法，把被測要素分成幾等分，然后測出各等分對測量基準的傾斜高度差（或角值差），通過數據處理得到直線度誤差。
e.用平行光束作模擬基準
用自準直儀進行測量，與應用水平儀進行測量的方法類似，主要用于較長表面直線度誤差的測量，但精度比水平儀高。
針對儀器而言，直線度誤差分為儀器導軌或基面本身的直線度和運動部件移動直線度兩類。運動部件移動直線度誤差是儀器導軌本身的直線度誤差、各導向面間的相互平行度誤差、徑向間隙等因素綜合影響的結果。其表現形式為角值誤差、線值誤差、雙軌跡和單點突跳。
用四棱平尺、測微表在水平面和垂直面內測量。四棱平尺安裝在儀器工作臺上，并使平尺工作面與導軌移動方向大致平行，測微表測量軸線與平尺工作面垂直。調整工作臺，使測微表在平尺兩端的示值相等，然后正向和反向移動導軌，觀察測微表示值變化，其最大變化量即為導軌移動中在各平面內直線度誤差。

二．平面度誤差
1、定義：是指被測實際表面對理想表面的變動量。
2、評定方法：最小區域法、對角線法和三點法。
最小區域法：包容實際表面且距離為最小的兩平行平面之間的距離。
3、測量方法
a.用樣板直尺以光隙法測量
應在被測面的幾個方位上進行，對方形測量面，一般在對角線和中部的縱橫方向上測量；對圓形測量面，可在相互垂直的兩個直徑方向上測量，每個位置上的光隙量都不應超過規定的平面度誤差極限。
b.用精密平臺作模擬基準
被測零件用三個可調支承置于精密平臺上，調平后按均勻分布記下各測點的指示計讀數值。
c.用平晶作模擬基準
當被測表面較小且精度較高時，常用標準平晶作為模擬基準與被測表面進行比較。如外徑千分尺測量面平面度誤差的檢定。
將平晶表面以一定的楔角與被測表面比較，f=b/a×λ/2,其中b為干涉條紋的最大彎曲量，a為相鄰兩干涉條紋之間的間距，λ為所用光源的波長，對于白光，λ=0.6μm。

三．垂直度誤差
1、定義：是指被測實際要素對其理想要素的變動量，要求被測要素的理想要素與基準垂直。
2、測量方法
以平面工作臺與測量軸線的垂直度以及平面測帽工作面與測量軸線的垂直度為例，用量塊和Φ8mm的平面測帽進行檢定。
將平面測帽裝在測桿上，使放在儀器工作臺上的10mm四等量塊接觸測帽的一半，依次將量塊的同一部位相對測帽平面轉換四個方位，分別得讀數a1、b1、c1、d1；然后將測帽轉動180°，又在相應四個方位得讀數a2、b2、c2、d2。


   (a)          (b)             (c)       (d)
  Δab=[(a1-b1)+(a2-b2)]/2       Δcd=[(c1-d1)+(c2-d2)]/2

四．通用量具介紹
1、刀口形直尺
刀口形直尺是以光隙法檢測直線度和平直度的量具，結構形式為刀口尺、三棱尺、四棱尺。工作棱邊長度為75、125、175、200、225、300、400、500mm。按照工作棱邊的直線度，其準確度等級為0級、1級，工作棱邊的直線度應不超過下表的規定。

工作棱邊長度(m)             直線度       (μm)
      0級       1級
75、125、175       0.5       1.0
200、225       1.0       2.0
300、400       1.5       3.0
500       2.0       4.0
工作棱邊的直線度的檢定：研磨面平尺、量塊、0級刀口尺、2級平晶。
2、研磨面平尺
研磨面平尺是一種精密的平面標準量具，主要用于檢定0級、1級準確度的樣板直尺工作棱邊的直線度。
研磨面平尺工作面的平面度應不超過下表的規定。
研磨面平尺長度（mm）       ≥200       ≥330       ≥540
研磨面平尺工作面有效長度（mm）       180       300       510
工作面平面度
(μm)       縱向       全長       0.15       0.4       0.5
            局部       -       0.25/240mm       0.4/400mm
      橫向       0.15
研磨面平尺工作面的平面度在平面等傾干涉儀上檢定。
3、平晶
平晶是以光波干涉法測量平面的平面度、直線度、研禾性以及平行度的計量器具。分為單、雙工作面平晶。按用途又可分為標準平晶和工作平晶兩大類。工作平晶分為1、2級，標準平晶分為1、2等。
4、量塊
量塊是由兩個相互平行的測量面之間的距離來確定其工作長度的高精度量具，其長度為計量器具的長度標準。
量塊分為1、2、3、4、5、6等和00、0、K、1、2、3級。各級量塊對其標稱長度的偏差應不超過規定的允許值，各等量塊長度測量不確定度應不超過規定的允許值。
各級量塊長度對其標稱長度的偏差允許值的計算公式如下表：

級別       對標稱長度偏差允許值的計算公式(μm)
00       0.05+1×l
0       0.10+2×l
1、K       0.20+4×l
2       0.40+8×l
3       0.80+16×l

各等量塊長度測量的不確定度允許值的計算公式如下表：
等別       長度測量不確定度允許值的計算公式(μm)
1       0.02+0.2×l
2       0.05+0.5×l
3       0.10+1×l
4       0.20+2×l
5       0.50+5×l
6       2.00+12×l
5、塞尺
塞尺是一種檢驗間隙用的薄式量具。厚度一般為0.02～1.00mm，長度為75～300mm，成組塞尺由不同厚度的尺片組成，分為Ⅰ級、Ⅱ級，在于塞尺尺片厚度允許偏差和尺片的彎曲度不同。

[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-9-13 11:29 編輯 ]

作者: duomeiti 時間: 2007-9-13 11:43
按照JJG 146-2003 量塊檢定規程，量塊分為1、2、3、4、5等和0、K、1、2、3級。無6等和00級。

作者: benjiming 時間: 2007-9-13 19:13
按照JJG 63-2007 刀口形直尺檢定規程無0級、1級之分。

作者: precision 時間: 2007-9-17 19:40
標題: 回復 3# 的帖子
謝謝指正。關注新的檢定規程。

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