常用計(jì)量器具原理及使用方法

1、Page of10第一章長度標(biāo)準(zhǔn)量值傳遞簡介一有關(guān)的計(jì)量術(shù)語（一）測試：具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量（亦可理解為試驗(yàn)+測量全過程）（二）測量：以確定被測對象的量值為目的的全部操作。（三）計(jì)量：實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一，量值準(zhǔn)確可靠的測量（四）檢定：判斷計(jì)量器具是否合格。（五）校準(zhǔn)：確定計(jì)量器具示值誤差（和高等級計(jì)量校準(zhǔn)相比較）有點(diǎn)僅需要確定其誤差以得到修正值。（六）檢驗(yàn)：通過觀察與比較，判斷被檢參數(shù)是否合格（或在規(guī)定范圍內(nèi)）通常不要求得到被檢參數(shù)的具體數(shù)值，大批量生產(chǎn)條件，精度要求不太高的零件，效益高。高精度，單件小批量生產(chǎn)，或需加工精度分析，每年要測量，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法檢測產(chǎn)品，將其結(jié)果與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對比，對每件

2、產(chǎn)品作出合格或不合格，或?qū)ε慨a(chǎn)品作出合格和不合格的判斷。二長度標(biāo)準(zhǔn)是按國家規(guī)定的準(zhǔn)確度等級，作為檢定較低等級標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具。國家計(jì)量基準(zhǔn)器復(fù)現(xiàn)的長度單位是指由各級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器傳遞到生產(chǎn)實(shí)踐中去。標(biāo)準(zhǔn)的建立，必須經(jīng)過授權(quán)機(jī)構(gòu)的鑒定與批準(zhǔn)，確認(rèn)它的有效性和合法性。長度標(biāo)準(zhǔn)有下列內(nèi)容：（一）端面長度標(biāo)準(zhǔn)量塊（端度）（二）線紋長度標(biāo)準(zhǔn)線紋（三）平面角標(biāo)準(zhǔn)多齒分度臺，多面棱體（四）平面度標(biāo)準(zhǔn)平晶（五）表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)單刻線樣板，多刻線樣板（六）齒輪漸開線標(biāo)準(zhǔn)，螺旋線標(biāo)準(zhǔn)（七）螺紋標(biāo)準(zhǔn)，絲杠標(biāo)準(zhǔn)及圓度標(biāo)準(zhǔn)一端面長度標(biāo)準(zhǔn)量塊（一）用途：在幾何量檢測中應(yīng)用最為廣泛的一種實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)。二端面間的距離復(fù)現(xiàn)長度量值，

3、可以分開合成各種尺寸。（1）復(fù)現(xiàn)長度單位，傳遞長度量值。由光波波長傳遞到而復(fù)現(xiàn)長度量值，再通過各種等級量塊傳遞到長度計(jì)量儀器和產(chǎn)品。（起量值傳遞，統(tǒng)一長度量值的作用）（2）用于精密測量和調(diào)整，在微差比較測量中，作為標(biāo)準(zhǔn)和被檢零件比較得到被測尺寸。如用立光測量鋼球直徑，計(jì)量儀器和精密機(jī)床的調(diào)整中，也常用量塊作為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，配以成套的量塊附件。（量塊夾，底座等），亦可極為方便的用于機(jī)械加工中的精密劃等工作。（二）外形：尺寸5.5mm則刻在側(cè)面上使用時(shí)按標(biāo)稱尺寸加修正值的實(shí)測尺寸使用，可使使用精度提高。（三）量塊的等和級等和級是本質(zhì)上不同的兩個(gè)概念。（1）“級“是由中心長度制造偏差（極限偏差），長度變

4、動(dòng)量制造偏差和有關(guān)技術(shù)條件確定。按級使用的量塊最大不準(zhǔn)確度既是它的極限偏差。按級使用時(shí)可以按名義尺寸（標(biāo)稱尺寸）使用，最大的不準(zhǔn)確度便是它的制造偏差。我國按生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)分為00、0、1、2、3五個(gè)級別的兩塊。整套量塊必須以盒中制造偏差最低的一塊量塊定級。0級量塊未經(jīng)檢定（出廠一年內(nèi)）可相當(dāng)于3等使用1級量塊未經(jīng)檢定（出廠一年內(nèi)）可相當(dāng)于4等使用2級量塊未經(jīng)檢定（出廠一年內(nèi)）可相當(dāng)于5等使用按級使用可不加修正量（用標(biāo)稱尺寸）使用方便。（3）等由中心長度測量的不確定度（檢定的極限誤差），長度變動(dòng)量及其他技術(shù)條件所確定。我國對量塊的檢定稱為等，根據(jù)國家檢定規(guī)程分為1、2、3、4、5、6等六個(gè)級別。由于高

5、精度量塊的制造相當(dāng)困難，加之當(dāng)前科技工業(yè)的迅速發(fā)展，對量塊的精度要求越來越高，量塊制造精度在不斷提高，但仍趕不上工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，借助于測量誤差，可以彌補(bǔ)制造上的不足。等與量塊的中心長度制造偏差無關(guān)，按等使用，可提高精度，將已知的修正量，加入測量結(jié)果，等于提高量塊的精度。例1,有二塊1mm0級量塊，制造偏差為0.1um，按一等使用時(shí)，檢定極限誤差為0.05um,明顯的，測量精度提高一半。例2,有1塊量塊，經(jīng)使用，極限偏差為-2um,超過3級，需報(bào)廢，但經(jīng)過檢定，可以按5等無級處理，用戶仍然可用，從經(jīng)濟(jì)上講是合算的。（4）量塊的等和級是各自獨(dú)立的兩種技術(shù)指標(biāo)，但它們之間也存在著相應(yīng)的關(guān)系。例如

6、，有100mm的量塊一塊，3、4等量塊的長度變動(dòng)量分別為0.20、0.35um，則1、2級量塊的長度變動(dòng)量分別為0.2和0.35um，如要檢定，可檢定為3等1級和4等2級。（四）量塊的使用注意事項(xiàng)組合使用時(shí)，研合的量塊塊數(shù)越少越好，可以減少測量誤差，一般不超過4塊。如要組合尺寸，一般的應(yīng)從最后一塊所選尺寸選用如：28.785mm第一塊1.005mm第二塊1.28mm第三塊6.5mm第四塊20.00mm測量后要考慮每一塊量塊的測量極限誤差。使用量塊者，不能用手直接接觸量塊，應(yīng)戴上手套或用干凈紗布專門擦洗。量塊使用后，應(yīng)清洗上油，放置在專門的盒子或干燥缸內(nèi)。研合時(shí)，需小心，別拉出劃痕。第二章：長度

7、測量中的主要誤差來源一、阿貝原則：為了減少量儀的測量誤差，在計(jì)量器具設(shè)計(jì)上要盡量遵守阿貝原則，這是德國著名物理學(xué)家艾思斯特.阿貝在1890年定義的，被測件軸線應(yīng)安放在標(biāo)準(zhǔn)刻線尺軸線的延長線上，測量誤差為：、L/kx?S為二個(gè)顯微鏡面的中心距離，為顯微鏡座與導(dǎo)軌間的相對傾斜角L1二L-Lcos二L（1-cosd）=1/2L2由于值很小，松又是二次微小誤差，所以AL1很小。設(shè)S=150mmL=1000mm=100.0000485弧度L1=1/2X1000X0.00004852X103=0.001m但如果標(biāo)準(zhǔn)刻線尺與被測件平行安裝，距離為S,則為：AL2二SXtgSX由于是一次微小誤差，要比2大得多

8、,L2=150X0.0000485X103=7口m游標(biāo)卡尺不符合阿貝原則，高度游標(biāo)卡尺也不符合。千分尺、深度卡尺符合阿貝原則。二、讀數(shù)誤差：由于觀測者對計(jì)量器具示值不準(zhǔn)確讀數(shù)所引起的誤差廠應(yīng)包括視差和估讀誤差|/（一）視差：當(dāng)指示器與標(biāo)尺表面不在同一平面時(shí)，觀測者偏離正確觀察方向進(jìn)行讀數(shù)或瞄準(zhǔn)時(shí)所引起的誤差（二）估讀誤差：觀測者估讀指示器位于二相鄰尺標(biāo)記間的相對位置而引起的誤差（三）讀數(shù)差：第一次和第二次之間的讀數(shù)有差異時(shí)，應(yīng)取測得值的第一次和第二次之和除2來計(jì)算。丨7（四）檢驗(yàn)員的測得值和復(fù)核（驗(yàn)）員的讀數(shù)值在合格的范圍內(nèi)，應(yīng)取二人的平均值三、溫度所引起的誤差溫度改變時(shí)，含引起材料的變化，至

9、使被測件和標(biāo)準(zhǔn)器變形量不同而產(chǎn)生測量誤差如量塊和儀器的溫度相差1C時(shí)，標(biāo)稱尺寸為100mm量塊會(huì)引起尺寸變化1口m，溫度相差5C時(shí)，長度則會(huì)差5-6口m。（一）為統(tǒng)一量值，國內(nèi)外采用標(biāo)溫20C，盡可能靠近20C進(jìn)行測量如檢定1、2等量塊，基準(zhǔn)刻線尺溫度要求為20（0.10.5）C檢定2、3、4等量塊，精密量儀基準(zhǔn)刻線尺溫度要求為20（0.51）C檢定5、6等量塊，一般量儀基準(zhǔn)刻線尺溫度要求為20（23）C檢定一般量具溫度要求為20（35）C（二）車間里測量工件時(shí)，由于無恒溫，偏離標(biāo)溫，一定要考慮線膨脹系數(shù)，因一般量具為鋼制，測量鋁、銅等工件制品更應(yīng)考慮。下面為一般常用金屬線膨脹系數(shù)。鋁的線膨脹

10、系數(shù)為23.8X10-6青銅的線膨脹系數(shù)為17.6X10-6黃銅的線膨脹系數(shù)為17.818.2X10-6鋼的線膨脹系數(shù)為10.612.2X10-6鑄鐵的線膨脹系數(shù)為（8.711.1）-6K9玻璃的線膨脹系數(shù)為（7.27.6）-6（三）修正公式為（標(biāo)準(zhǔn)件和被測工件材料不同時(shí)）AL=La(t-20C)-a(t-20C)1122=LXAtXAa(aa)12例：量塊檢查量規(guī)尺寸L=1000mm車間溫度18C量塊的線膨脹系數(shù)為12.5X106量規(guī)為9.5X106AL=（3）X10-6X1X（2）=6um四）相同材料的采用等溫1m要等溫1.5h13m要等溫3h（五）注意局部熱源測量室內(nèi)應(yīng)限制人數(shù)（因人的體

11、溫要影響）手與被測件的接觸要注意隔離（可用戴手套之類方法）采用瞬間（時(shí)）照明測量時(shí)如尺寸在1150mm50120mm120150mm最好溫度控制在208C最好溫度控制在206C最好溫度控制在205C（但必須被測件和標(biāo)準(zhǔn)件均為同一材料）第三章游標(biāo)卡尺一）按用途分：游標(biāo)卡尺高度游標(biāo)卡尺深度游標(biāo)卡尺齒厚游標(biāo)卡尺二）特點(diǎn)：使用方便，成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單，制造但由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上未遵守阿貝原則，所以游標(biāo)卡尺的分度值最高為一般為0.02mm,三）游標(biāo)讀數(shù)原理Page #of10Page #of10利用主尺身刻線間距與游標(biāo)刻線間距差進(jìn)行小數(shù)讀數(shù)Page of10主尺身每一格是1mm,，游標(biāo)每10格是9mm游標(biāo)每一

12、格=9mmFlO格=0.90mm主尺每一格游標(biāo)每一格差=1mm/格-0.90mm/格=0.10mm（讀數(shù)值）主尺每一格為1mm,游格每20格等于主尺身19mm游標(biāo)每一格=19mmF20格=0.95mm/格尺身與游標(biāo)每一格差=1mm/格-0.95mm/格=0.05mm（讀數(shù)值）主尺身每1格是1mm,游標(biāo)每50格剛好等于主尺身49mm游標(biāo)上每一格=49mmF50格=0.98mm/格尺身與游標(biāo)每1格差=1mm/格-0.98mm/格=0.02mm/格（讀數(shù)值）游標(biāo)讀數(shù)原理4.0.05mm和0.02mm游標(biāo)讀數(shù)值有關(guān)數(shù)據(jù)表游標(biāo)讀數(shù)值（i）主尺身刻線間距離（a）游標(biāo)刻線間距離（b）游標(biāo)刻線格數(shù)（n）游標(biāo)系

13、數(shù)（R）游標(biāo)刻線總長（L）mmmmmmmm0.0510.952011911.95202390.50.451014.50.0210.98501490.50.4825112（四）游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法1.根據(jù)游標(biāo)零線以左從主尺身上最近刻線讀出整數(shù)根據(jù)游標(biāo)零線以右,與主尺身某一刻線對準(zhǔn)的刻度數(shù)乘以讀數(shù)值讀出小數(shù)整數(shù)與小數(shù)相加為總尺寸4讀數(shù)時(shí)，任何一條刻線與主尺刻線對不準(zhǔn)，可條與主尺刻線比較相近，左邊一條游標(biāo)刻線所指示數(shù)值+游標(biāo)刻數(shù)值的1/2（五）使用游標(biāo)卡尺時(shí)注意事項(xiàng)測量前，應(yīng)擦干凈（工件和游標(biāo)卡尺的測量面）應(yīng)檢查測量面有否碰傷，手推卡尺尺框移動(dòng)是否靈活零、尾刻線是否對準(zhǔn)測量時(shí)，手推尺框應(yīng)均勻平穩(wěn)，力不能

14、太大，也不能太小，能沿工件表面自由滑出最好二測量面要平行于被測件表面測量測量面應(yīng)上、下輕微擺動(dòng)，邊施加測量力，找出最小點(diǎn)時(shí)應(yīng)稍緊讀數(shù)時(shí)視線盡可能和游標(biāo)卡尺刻線垂直讀數(shù)，眼睛和工件的距離為250mm為佳測量時(shí)，如材料不同（指工件和卡尺）溫度所引起的誤差，盡可能修正，公式為S=Lalt（tl-20C）-a2t（t2-200L被測長度alt、a2t分別為游標(biāo)卡尺和被測工件的線膨脹系數(shù)tl、t2分別為游標(biāo)卡尺和被測工件的溫度對標(biāo)準(zhǔn)溫度的偏離為減少溫度引起的測量誤差，一般高精度的測量均應(yīng)在恒溫室內(nèi)進(jìn)行，為使被測工件與游標(biāo)卡尺溫度一致，盡可能等溫，相同材料、溫度可適當(dāng)放寬，如尺寸為1m的工件,等溫1.5h

15、最好尺寸如等于1m的游標(biāo)卡尺為使其變形最小，必須要求取得最佳支承位置0.2113L處（艾利點(diǎn)）為好切忌用游標(biāo)卡尺量爪專用鉤金屬切削，也不能去測量運(yùn)動(dòng)的工件測深時(shí)，手不能放在測深桿上以防拆斷測量后，卡尺不能放置在強(qiáng)磁場附近，（如磨床的磁性工作臺上），亦不能放置機(jī)床主軸箱或機(jī)床導(dǎo)軌上測量后，應(yīng)擦干凈后放置專用盒內(nèi)，如長期不用最好涂上防銹油，以防生銹卡尺盒內(nèi)，不能放置工件、刀具、刃具，以免碰傷卡尺影響測量精度第四章外徑千分尺一概述外徑千分尺屬測微類量具之一。測微量具是機(jī)械制造業(yè)中常用的精密量具。由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中符合阿貝原則，并有恒定的測力裝置分度值為0.01mm。二缺點(diǎn)由于測微螺桿精密度要求較高，受

16、到制造上的限制，其移動(dòng)量通常為25mm。三分類：（按用途分）外徑千分尺，杠桿千分尺，公法線千分尺，螺紋千分尺，內(nèi)測千分尺，深度千分尺，內(nèi)徑千分尺，三爪內(nèi)徑千分尺，三溝、五溝千分尺。四測微原理應(yīng)用螺旋副傳動(dòng)原理，借助測微螺桿與螺紋軸套作為一對精密的螺絲偶合件，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)后從固定套筒和微分筒所組成的讀數(shù)機(jī)構(gòu)上讀出長度尺寸。（一）數(shù)學(xué)公式：L=（/2口）XSL:測微螺桿的移動(dòng)距離（mm）：測微螺桿的旋轉(zhuǎn)角度（rad）S:測微螺桿的螺距螺桿的直線位移量與轉(zhuǎn)角成正比，回轉(zhuǎn)角越大，直線位移量越大。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，其線位移量等于一個(gè)螺距。微分筒上每一小格的刻度值。i=s/n=0.5/50=0.

17、01mmn:微分筒刻度格數(shù)，一般測微量具均為50格。S:螺距為0.5mm上式可知微分筒（或螺桿）轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小格，其直線位移量為0.01mm。五讀數(shù)方法（一）讀數(shù)機(jī)構(gòu)由固定套筒和活動(dòng)套筒組成：固定套筒在軸線方向上刻有一條中線，中線的上下各有一排刻線，刻線每一格間距均為1mm；上下刻線相互錯(cuò)開0.5mm；在活動(dòng)套筒左端圓周上有50等分的刻度線。因千分尺測量螺桿的螺距為05mm,即螺桿每轉(zhuǎn)一周，軸向移動(dòng)0.5mm,故滾動(dòng)套筒上每一小格的讀數(shù)值為0.5mm/50格=0.01mm（格）（二）外徑千分尺的讀數(shù)方法:外桎干分尺的讀數(shù)方法第一步：讀出固定套褂上爾出刻線的毫米數(shù)和半毫皋數(shù)i!3,5mm第二步：讀出

18、微分筒上小f0.5mm的小數(shù)部分：21ftx0.QImm/ffi=0.27mm第二步：特上面矚部分讀數(shù)相加.即為總尺寸,13.5mm0.27mm=13.77mmr分尺測歌蝦桿的操助外徑于分尺的讀散方眩Page #of10Page of10讀出固定套筒上露出刻線毫米數(shù)和毫米數(shù)。讀出微分筒上小0.5mm小數(shù)部分。27格*0.01mm/格=0.27mm兩部分讀數(shù)相加為總尺寸：13.5mm+0.27mm=13.77mm六.外徑千分尺誤差計(jì)算舉例：0-25mm1級千分尺（一）微分筒分度誤差：AL1=A分/nX0.01mmn=nD/50D=15.4mm分=0.05mmAL1=0.51口m（二）固定套筒縱刻

19、線與軸線平行度：AL2=A平/nX0.01A平=0.05mmAL2=0.05/50X0.01=0.51（三）二測量面平面度：AL3=2A平面A平面=0.001mmAL3=2X1口m=2口m（四）二測量面平行度：AL4=A平行A平行遵照規(guī)則=2口mAL4=2口m（五）測微螺桿螺距誤差：AL5=AS生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)AS=3口mAL5=3口m（六）測力變化：AL6=P變XA測力P變=0.1公斤A測力=2口m/公斤AL6=0.2口m（七）視差：AL7=A視/nXO.OlA視二b/aXnn=0.4mmb=30mma=250mmAL7=0.49口m（八）總誤差：AL二4.2口m七使用外徑千分尺時(shí)的注意事項(xiàng)（一）測

20、量前必須把測量面，測砧面擦干凈，保持千分尺的清潔，禁絕灰塵在測量面上。（二）核查千分尺的“0”位，如千分尺不在零位，切記測量時(shí)要加上零位誤差，或調(diào)整千分尺在“0”位處。（三）測量中，手要握住隔熱板，以減少溫度對測量精度的影響。（四）請正確使用測力裝置，以保持測量恒定，測量時(shí)在測量螺桿快要接近工件時(shí)，必須擰動(dòng)千分尺齒輪，當(dāng)齒輪發(fā)出“嗝嗝”聲并打滑時(shí)，表示測力合適，停止擰動(dòng)。（五）不能在機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)測量工件，要在靜態(tài)下測量，測量讀數(shù)時(shí)必須垂直讀數(shù)。（六）測量時(shí)嚴(yán)禁擰動(dòng)活動(dòng)套筒，以防用力過度導(dǎo)致導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。（七）嚴(yán)禁隨意搖動(dòng)活動(dòng)套筒，不管測量時(shí)工件精度高低，均要養(yǎng)成細(xì)心的良好測量習(xí)慣。（八）不允許

21、預(yù)先調(diào)整好尺寸，并鎖緊螺桿后用力卡過工件，以防測量工具過早損壞。（九）千分尺不能放置在機(jī)床主軸箱上或置于機(jī)床導(dǎo)軌上，同時(shí)亦不能放置于強(qiáng)磁場附近（如磨床的磁性工作臺）（十）測量完后，應(yīng)擦干凈放置在千分尺專用盒內(nèi)，專用盒內(nèi)不能放置其他工具。（十一）如較長時(shí)間不使用此千分尺，應(yīng)涂防銹油保存，以防止生銹。（十二）同游標(biāo)卡尺，待到了周期檢定日前幾天，必須送計(jì)量處校準(zhǔn)。（十三）一定要養(yǎng)成無校準(zhǔn)證書或彩色合格標(biāo)識的不使用此量具。第五章寬座角尺為90角尺中的一種。（90角尺有矩形直角尺、刀口形直角尺、平直形直角尺、方形角尺、圓柱角尺、鑄鐵直角尺、線紋鋼直角尺等。）寬座角尺是檢驗(yàn)和劃線工作中最常用的量具之一，一般用于檢驗(yàn)工件的垂直度或檢定調(diào)整機(jī)床設(shè)備縱橫