長度計量基礎知識

第一章長度計量基礎知識第一節(jié)長度計量的任務和內(nèi)容長度計量（又稱幾何計量）是一項歷史悠久、基礎性很強的技術。長度計量與人們生活、生産活動、國民經(jīng)濟各個部門、科學技術各個領域有著十分密切的關係。在日常生活中，做衣服要用尺子量體載衣，蓋房子要丈量土地；在工業(yè)生産中，長度計量是保證加工零件的尺寸和形狀符合設計要求，保證裝配的零部件和整機達到質(zhì)量指標的技術手段；科學的進步更離不開長度計量，許多科學實驗室往往是通過長度計量來獲得實驗結(jié)果的。如研究宏觀世界，測量天體間距離；研究微觀世界，測量分子結(jié)構等。長度計量的重要任務是：研究和確定長度單位；研究建立和保存長度計量基準、標準；建立長度各項計量檢定系統(tǒng)，組織量值傳遞，開展計量檢定和修理，以保證量值的準確一致；研究新的長度計量檢定方法和手段，確定測量準確度；應用新的科學技術理論，開拓長度計量的新領域。長度計量按其測量對象來分，可包括以下幾個方面的內(nèi)容：（1） 長度尺寸——如端度、軸孔直徑、座標尺寸、線紋間尺寸、箱體結(jié)構尺寸等；（2） 角度——如平面度（斜率等）、圓分度、空間位置角（如兩軸交錯的夾角）、錐度等；（3） 表面形狀和位置——平面度、直線度、圓度、垂直度、平行度等；（4） 表面粗糙度（微觀不平度）和波度；（5） 齒輪、螺紋、花鍵及各類加工刀具等的各種工程參量。第二節(jié)長度計量器具的分類長度計量器具的種類、型式繁多，按其在量值傳遞中的作用，可分為計量基準、計量標準和工作計量器具；按其結(jié)構的複雜程度和功能的完備程度，可分為實物量具、計量儀器和計量裝置；按用途分為標準量具極限量規(guī)、檢驗夾具和計量儀器。另外，還按照長度計量器具的準確度等級、標準化水平、自動化程度等特征進行分類。下面從結(jié)構和功能角度對長度計量器具進行分類介紹。一、實物量具（簡稱量具）實物量具是具有固定形態(tài)，用來直接複現(xiàn)或提供定量的一個或多個已知量值的計量器具。所謂固定形態(tài)，是指量具應具有恒定的物理和化學狀態(tài)，以保證在使用時，量具能確定地複現(xiàn)並保持已知量值。在長度計量中，屬於量具的有量塊、線紋尺。量具的特征是，沒有測量機構，沒有指示器或運動著的零部件，只是複現(xiàn)單位量值的一個實物，一般情況下不能直接而配用一些儀器進行測量，因而常常是一種被動式的計量器具。從定義可知。量具要分為單值量具和多值量具。單值量具是指用來複現(xiàn)測量單位的某一倍數(shù)或分數(shù)值的量具，例如量塊。單值量具一般成套出售。多值量具是指用來複現(xiàn)測量單位的多個倍數(shù)或分數(shù)值的量具，例如毫米分度的線紋米尺。二、計量儀器（簡稱量儀）計量儀器是將被測量值轉(zhuǎn)換成可直接觀測示值或等效信息的計量器具，簡稱量儀。量儀的主要特性在於它將被測量或被測量與已知量的比較結(jié)果，經(jīng)過轉(zhuǎn)換後輸出。量儀的主要特征是：1、其本身不是單位量值的複現(xiàn)，而是通過轉(zhuǎn)換得到的指示值或等效信息，如示值、數(shù)字、脈沖信號、電信號等。2、在結(jié)構上有測量機構，有指示器或有可活動的測量零部件，可以直接測出被測對象的量值，因此是一種主動式計量器具。量儀按其工作原理可分為：機械式量儀、光學量儀、電動量儀和氣動量儀。機械式量儀是通過機械傳動原理測量幾何量的儀器。常見的如百分表、千分表、杠桿百分表、杠桿卡規(guī)、扭簧比較儀等。光學量儀是利用光學原理對幾何尺寸進行測量的儀器。常見的如光學計、測長儀、測長機、工具顯微鏡、光學分度頭、接觸式幹涉儀等。電動量儀是應用電學原理測量幾何量的儀器。與機械量儀、光學量儀相比，電動量儀具有準確度高、操作簡便、效率高的特點。電動量儀一般由三部分組成：傳感器、電子電路系統(tǒng)、顯示器（或記錄儀、執(zhí)行器）。傳感器將被測量轉(zhuǎn)化為電信號，傳遞給電子電路系統(tǒng)，經(jīng)電子電路系統(tǒng)的放大運算處理的電信號使顯示器顯示被測信號的大小，或者使記錄儀記錄曲線，或者使執(zhí)行器執(zhí)行預設的控制功能。常見的有電感測微儀、圓度儀、三座標測量機等。氣動量儀是根據(jù)流體靜力學和動力學原理，以壓縮空氣為介質(zhì)，利用壓縮空氣流動時的特性進行長度測量的儀器。三、計量裝置為確定時間被測量值所必需的計量器具和輔助設備的總體稱為計量裝置，也稱為測量系統(tǒng)。計量裝置一般包括：計量器具、夾持部件、運動部件、傳感器、控制部件、電源等。例如，百分表檢定儀、某些複雜的檢驗夾具等屬於計量裝置。第三節(jié)長度計量器具的計量特性計量特性反映了計量器具本身的質(zhì)量，是評定計量器具是否合格、能否繼續(xù)使用的重要依據(jù)。下面介紹長度計量器具的計量特性以及反映其計量特性的技術指標。一、計量特性1、標稱值：測量儀器上標明其特性或指導其使用的量值，該值為圓整值或近似值。通常對實物量具而言。2、示值：由計量器具所指示的被測量值稱為示值。就是說，在讀數(shù)瞬間，由計量器具的指示裝置所指示。3、測量範圍和量程（1） 標稱範圍：也稱為示值範圍。是計量學器具的操縱器件調(diào)到特定位置時可得到的示值的範圍。（2） 測量範圍：計量器具的誤差處在規(guī)定極限內(nèi)的一組被測量值的範圍。（3） 量程：標稱範圍兩極限差的模。測量範圍和量程是選擇計量器具時所要考慮的重要方面。4、分度值：兩個相鄰標尺標記所對應的標尺值的差。分度值通常以標在標尺上的單位表示。5、準確度：計量器具給出接近於被測量真值的響應的能力。它反映了在計量器具的示值中，由於系統(tǒng)誤差和隨機誤差的影響，示值接近真值的程度。在JJF1001—1998《通用計量術語及定義》中準確度的定義是“測量結(jié)果與被測量真值之間的一致程度”。6、 準確度等級：符合一定的測量要求，使其示值誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的計量器具的等別或級別。7、 穩(wěn)定度（性）：在規(guī)定條件下，計量器具保持其計量特性恒定不變的能力。影響計量器具穩(wěn)定度的有：環(huán)境因素、材料因素、內(nèi)應力等。穩(wěn)定度是計量的一個很重要的性能是保證量值統(tǒng)一的重要方面。如果計量器具的量值頻繁地變化，那麼檢定和校準就失去了意義。穩(wěn)定度是決定計量器具的檢定或校準周期必須考慮的重要方面。穩(wěn)定度的表示，通常以示值誤差的年變化量來表示。例如對於量塊，其穩(wěn)定度以其長度在一年的變化量來表示。8、 靈敏度：是計量器具對被測量變化（激勵）的反映能力。它反映了在規(guī)定條件下，激勵和對應的響應之間的關係。靈敏度（S）以計量器具的響應變化（4）除以相應的激勵變化（山）來表示：S=AL/AX△L――被觀測量的增量（響應變化）AX――被測量的增量（激勵變化）對於線性計量器具，靈敏度S是一個常數(shù)；對於非線性計量器具，靈敏度S是一個變量，可能與激勵無關。9、 鑒別力［閾］（靈敏閾、靈敏限）：鑒別力［閾］，是計量器具産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(diào)地進行。鑒別力與分度值無必然關係，它可能大於分度值，也可能小於分度值；在計量器具不同示值的點段，可能會有不同的鑒別力。鑒別力可能與諸如內(nèi)部或外部的噪音、磨擦、阻尼、慣性、量化值等有關。需要經(jīng)調(diào)的是，測定鑒別力時所施的激勵變化應是緩慢的、單調(diào)的。10、 分辨力：指示裝置能有效辨別的最小的示值差。一般認為，模擬指示裝置的分辨力為標尺分度值的一半，數(shù)字式指示裝置的分辨力為末位數(shù)的一個字碼。二、計量器具的技術指標1、示值誤差量具的示值誤差△是量具的標稱值和其真值之差。量儀的示值誤差是量儀的示值與被測量的真值之差。2、 修正值：為消除或減少系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到未修正測量結(jié)果上的值稱為修正值。修正值值等於未修正測量結(jié)果的已經(jīng)確定的系統(tǒng)誤差，但正負號相反。3、 基本誤差：計量器具在標準條件下所具有的誤差稱為基本誤差。標準條件是指檢定時所規(guī)定的工作條件，基本誤差也稱固有誤差，通常在正常工作條件下的示值誤差就是基本誤差。4、 附加誤差：計量器具在非標準條件下所增加的誤差稱為附加誤差。5、 允許誤差：技術標準、檢定規(guī)程中對計量器具所規(guī)定的允許的誤差極限值稱允許誤差是一個許可的誤差界線。允許誤差不僅針對示值，還可以指其它計量性能的誤差允許極限。6、 回程誤差：在相同條件下，計量器具正反行程在同一示值點時，被測量值之差的絕對值，即為回程誤差，也稱為滯後誤差或變差。7、 相鄰示值誤差：計量器具相鄰受檢點的示值誤差之差稱為相鄰示值誤差。某些計量器具要控制其誤差分布狀況，不允許突變或要求反映示值比較均勻，則往往用相鄰示值誤差進行考核。例如百分表。8、 示值變動性：在測量條件不變的情況下，對同一被測量進行多次重復測量讀數(shù)，其示值變化的最大差值稱為示值變動性。在進行多次重復測量時，不改變被測量的輸入量，也不改變計量器具的安裝位置，主要檢查讀數(shù)機構所引起的示值變化。例如對帶測桿的表類計量器具，通常要檢定其示值變動性。9、 零值誤差：當被測量為零值時，計量器具偏離零位的示值稱為零值誤差。10、 傾斜誤差：由於計量器具的正常位置傾斜而産生的示值變化。傾斜誤差往往是由於計量器具安裝不正確，或者調(diào)整不水平，不垂直、不平行而引起的。11、 測量不確定度：對測量結(jié)果不能肯定的程度。第四節(jié)長度度計量器具的選擇計量器具的選擇原則是：保證測量的準確性，並且要有一定的的經(jīng)濟性。所謂“保證測量的準確性”，是指能夠滿足被測件的精度要求；所謂“經(jīng)濟性”，是指應使所選的計量器具與被測件的特性，如尺寸、形狀、材料、批量等相適應。對長度計量而言，計量器具的選擇有如下兩種：一、按檢驗標準選擇即按照GB3177《光滑工件尺寸的檢驗》來選擇選擇計量器具。GB3177對常用長度計量器具的選擇作了規(guī)定，適用於對公差為0.009?3.2mm光滑工件的尺寸檢驗。由於被測工件形狀誤差和測量誤差的影響，使檢驗不能夠完全按照理想的公差極限進行，因而會産生誤收或誤廢的現(xiàn)象。為了避免誤收或誤廢的現(xiàn)象，采用了內(nèi)縮的驗收極限，以適應地減少被測工件形狀誤差和測量誤差的影響。這個內(nèi)縮量稱為安全裕度，用字母A表示。安全裕度A的值，由被測工件的公差決定，約為被測尺寸公差下限的10%。另一方面，安全裕度A由計量器具的不確定度1和溫度、工件形狀誤差及測量頭的變形等因素引起的不確定度2所組成，當取1=0.9A,2=0.45A兩者按獨立隨機誤差合成：A=七(0.9A〃2(0.45A〃2GB3177按照工件公差列出了安全裕度和計量器具測量不確定度的允許值,如表1安全裕度及計量器具不確定度允許值零件公差安全裕度A計量器具不確定度允許值1=0.9A大於等於0.0090.0180.0010.00090.0180.0320.0020.00180.0320.0580.0030.00270.0580.1000.0060.00540.1000.1800.0100.0090.1800.3200.0180.0160.3200.5800.0320.0290.5801.0000.0600.0541.0001.8000.1000.0901.8003.2000.1800.160表1)選擇計量器具時，先根據(jù)工件的公差查出A值和1值，所選的的計量器具的不確定度應不大於1值。二、按測量方法的精度系數(shù)選擇對於GB3177沒有包括的其他工件的檢測，選擇計量器具時即按測量方法的精度系數(shù)選擇。測量方法的精度系數(shù)K=計量器具的極限誤差△/被測工件的公差Tm一般取K值為1/10?1/3。對於Tm小的工件，可取為等於或接近於1/3；對於Tm大的工件，可取等於或接近於1/10。對於不同的精度等級，有不同的理想的Ko值。要求用所選的計量器具的極限誤差求出的KWKo。Ko值見表2。常用計量器具的測量極限誤差見表3。測量方法精度系數(shù)零件的公差等級IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11?IT16Ko(%)32.53027.525201510表2）第五節(jié)測量條件為了保證測量結(jié)果的準確性，應選擇適當?shù)臏y量條件。這些測量條件包括溫度、濕度、振動、灰塵等。1、 溫度：在長度測量中，以20°C為標準溫度。消除溫度對測量的影響，有三種途徑：（1） 在標準溫度下測量；（2） 正確選擇計量器具使其線膨脹係數(shù)盡可能與被測零件的線膨脹系統(tǒng)一致；（3） 采用平衡溫度的方法。即將被測零件與計量器具置於同一溫度條件下，經(jīng)過一定的時間，使兩者與周圍的溫度一致。2、 濕度：相對濕度60％?70％3、 防振：對於精密測量而言，例如光學長度計量儀器，須在振動很小的條件下進行。4、 防塵，也是對精密測量而言，如光學長度計量儀器。長度計量器具的維護第六節(jié)長度計量器具的維護保養(yǎng)長度計量用的器具和儀器,大多都是精度要求高的、使用條件要求嚴格、且價格昂貴。為了保證量值傳遞和計量檢定、檢測的準確度，除了計量檢定規(guī)程外，還必須十分注意對量具和儀器的維護、保養(yǎng)。由於長度計量器具大部分是由光學原件和光學零件組成，所以主要應做好以下幾項工作。1．防止銹蝕（1） 工作室（計量室）除溫度要求外，要保持相應濕度，一般以50％?60％為宜。（2） 檢定操作過程中，不得用手直接觸摸標準器及計量器具的各工作面，應戴上細紗手套進行操作。（3） 標準器、計量器具使用後，應及時清洗。清洗後用潔淨綢布擦拭幹淨。標準器、儀器測量附件（如量塊、測量刀、三針等）如不塗油，應收入有幹燥劑的密封容器裏保存。短時間（一、兩日）不使用的計量儀器各工作面可塗上無水變壓器油；標準器、量儀如較長時間不用,應塗上純淨無水的凡士林油，油層不宜太厚。（4） 防銹油的酸鹼度應符合規(guī)定要求。一般宜采用中性油脂。2．清洗對標準器、計量器具必須按時地進行擦洗、保養(yǎng)，它是防止銹蝕、劃傷、黴斑的重要措施。清洗金屬表面可使用航空汽油（1級），純度99.5％的無水酒精或乙醚。（清洗一般通用量具也可使用工業(yè)汽油）。擦洗材料應使用脫脂棉、白細布、綢布或高級衛(wèi)生紙。清洗光學玻璃零件可使用航空汽油（1級）、無水酒精或乙醚、無水酒精與乙醚的混合溶劑，擦洗材料應使用脫脂長細棉（為防止在光學零件上沾絨毛）和脫脂紗布。3．防止劃痕由於計量室、實驗室空氣中不可避免地含有灰塵，被測件表面缺陷（毛刺、劃痕、碰傷）等，被測件、標準器、量儀在使用過程中不小心發(fā)生碰撞等原因，都可能導致在測量中因相對運動而産生劃痕。為此，在檢測前對要使用的標準器、計量器具、被測零件進行目測檢查，在零件被測面、標準器工作面、計量器具工作面（臺），不得有目可見的缺陷，並應將測量面、被測面擦拭幹淨。檢測過程中要細心操作，避免碰撞和跌落。4．潤滑對計量器具中的相對運動表面，應定期加注儀錶油，以使各部分相對運動自如，不致産生阻滯現(xiàn)象。5．預防變形對一些大尺寸標準器（標準線紋尺、大量塊、大千分尺校對桿等）、大尺寸量具（大卡尺等）、大尺寸待檢零件（絲桿、細長件等）等，要注意由於其自重且支承點位置不正確所引起的變形。為此，計量檢定前要正確確定其支承點，在不使用時放置在專用盒裏或懸吊起來。6．其他計量儀器要有相對固定位置，不要經(jīng)常搬動，尤其是光學計量儀器或大型儀器設備；若須搬動時，要嚴防震動；要遠離磁場、震動源、熱源等要有嚴格的管理制度和定期檢查制度。第七節(jié)長度計量的幾項基本原則1．阿貝原則長度計量中有個著名原則，稱為比較原則。因是愛斯脫?阿貝（Ernst.Abbe）最先提出來的，所以也稱為阿貝原則。阿貝原則要求測量軸線應串聯(lián)地放在同一條直線上，才能獲得準確的測量結(jié)果。否則就將産生較大的誤差。2．最小變形原則長度計量中引起變形的原因有幾種：一是被測件與儀器測頭機械接觸時變形，二是被測件與儀器由於本身的自重而産生的變形，三是溫度變化引起被測件與儀器（包括標準器）的熱脹冷縮的變化。因此，為使測量結(jié)果準確可靠，在測量中應該盡量做到使各種原因所引起的變形為最小，這就是測量的最小變形原則。（1）接觸變形接觸變形對測量結(jié)果的影響，它與測量力的大小、接觸形式、接觸體的材料和具體的測量方式有關。因此要體現(xiàn)最小變形原則，就須在測量過程中進行合理的選擇。測量力引起的變形測量時，為克服環(huán)境震動、接觸表面上的油膜和灰塵的影響，必須有足夠的測量力，以保持工件與測頭的必要而可靠的接觸。但測量力的存在，又將産生接觸處的壓陷變形而産生的測量誤差。一般工作環(huán)境越差，工件的公差越大，測量力也就越須大些。按工件公差來確定測量力的大小，一般當工件公差大於10m時，測量力小於10N；工件公差為2?10m時，測量力應小於4N；工件公差小於2m時，測量力應小於2.5N。接觸形式對接觸變形的影響常見的接觸形式可分為點接觸、線接觸和面接觸。從變形的角度看，接觸面積越大，壓強越小，變形也就越小。顯然，面接觸的變形最小，點接觸變形最大。但必須指出，接觸變形對測量結(jié)果的影響不是直接的。因為測量一工件時，首先得用標準件來對零或儀器兩測頭接觸對零，再對工件進行接觸測量。因此，對任何接觸式測量來說，都有兩次接觸定位，就分別産生兩次接觸變形。而對測量結(jié)果的影響正是這兩次接觸變形的差值，即所謂的相對變形量。相對變形的産生原因是：（a） 被測件和測頭或標準件的材料不同；（b） 對零時和測量時瞬時測量力的變化；（c） 對零時和測量時的接觸形式不同。如用外徑千分尺測鋼球直徑，對零時是平面接觸，而測鋼球是平面對球面的接觸。（d） 測量力的方向變化。如用靈敏杠桿測孔徑時，測球與左右孔壁時，測量的方向改變180°，這兩次接觸變形量不是相抵消，而是相加，因此這種測量方式的影響是最大的。（2）自重變形對細長工件而言，自重變形影響格外顯著。變形量的大小和變形狀態(tài)與支承的方式和支承點的位置有關。（3）熱變形由材料不均勻或受熱不均勻引起的局部熱變形，主要是為了使平晶在與手接觸過程中，避免局部受人體溫度的影響或者幾塊平晶輪換使用，或者在平晶外緣上套一圈隔熱橡皮。在大型儀器設備的使用過程上，更應注意室內(nèi)溫度穩(wěn)定，防止局部熱源和人體輻射熱的影響。3．最短測量鏈原則在精密測量中，被測量的微小變化量只能通過放大機構來體現(xiàn)。如百分表的測量，被測量的變量首先由測桿感受並傳遞，通過齒條傳遞到軸齒輪，再通過一對齒輪放大，傳遞到表針上，通過表針與表盤刻度的角位移來指示被測當量。從測桿接觸工件到表盤讀數(shù)就組成了百分表測量時的測量鏈。測量鏈中每個構成元件，在制造和裝配中都存在誤差，構成元件越多，也即測量鏈越長，影響誤差的因素也就越多，誤差合成就越大。因此測量鏈越短，誤差也就越小，這就是最短測量鏈原則。4．封閉原則圓周分度無論分割多少等分，各等分實際都存在誤差，但0°和360°總是重合的，即圓周分度誤差總和為零。用公式表示：（a1+a2???+an）+CAal+Aa2???+Aan）=360即 YAai=0因此，在測量中，如能滿足封閉條件，則其誤差的總和必然為零。這就為這些測量創(chuàng)造了自檢的條件，即不需要任何標準器就可以實現(xiàn)本身的檢定。封閉原則使角度計量及角度量值傳遞大為簡化。所以封閉原則是角度計量的最基本原則。其他如齒輪周節(jié)誤差的檢定，利用封閉原則就可大大簡化測量儀器的結(jié)構；在平板檢定中，利用封閉原則，也可實行自檢自校，控制測量誤差。第八節(jié)長度計量技術的發(fā)展當前，長度計量技術的發(fā)展趨勢是由中小量程向大量程，由一般分辨率向高分辨率，由靜態(tài)向動態(tài)，由目測、手動、筆算向自動檢測、記錄、數(shù)據(jù)處理等方向發(fā)展，計算機技術的應用又使長度計量技術朝著實時控制和人工智能化的方向發(fā)展。從工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展歷史可以看出，機械加工精度的每一步提高總是與長度測量技術的發(fā)展水平緊密相關、相輔相成的。一種新的更高準確度的計量器具，總是伴隨著工業(yè)發(fā)展的需求而產(chǎn)生，而一種新的更高準確度的計量器具的產(chǎn)生，也促進加工精度的進一步提高。從游標卡尺產(chǎn)生的時代，即加工精度為0.1mm量級的時代，經(jīng)過了加工精度為0.01mm量級(千分尺類量具產(chǎn)生)的時代、加工精度為0.001mm量級(測微比較儀類產(chǎn)生)的時代，加工精度為0.0001mm(圓度儀等產(chǎn)生)的時代……到目前加工精度為0.00mm(高精度表面粗糙度測量儀產(chǎn)生)的時代，長度計量伴隨著工業(yè)的發(fā)展在不斷提高其相測量的準確度。從整個長度計量領域來看，無論是對宇宙空間的星球間距離計量還是微觀世界極小尺寸的計量，都在不斷探求提高其相對測量的準確度。如：目前測量地球到月球表面之間的距離，其不確定度僅為幾厘米；微觀計量方面，高度細分的光干涉和電容式測微儀已可達到10pm量級的分辨率，比原子直徑還小的一個量級。目前，我國長度計量為提高測量準確度、檢測速度，減少誤判率，實現(xiàn)大量程高分辨率、動態(tài)、自動化測量，改變以往的陳舊的測量方式，廣泛采用激光、光柵、光電、傳感以及計算機控制、處理等技術改造傳統(tǒng)儀器設備、研制新的測量儀器。我國長度計量在建立基準、標準方面，在儀器研制和某些高精度零部件的測試方面，有些項目已經(jīng)達到或接近國際先進水平。尤其是近年來，長度計量技術在許多方面有較快的發(fā)展。不斷應用新技術，如光電、激光、光柵、激光干涉、全息電視圖像分析等新技術。采用電子技術不斷改進測量儀器的瞄準、讀數(shù)及定位系統(tǒng)的精度。在通用量具和儀器上廣泛應用了數(shù)字顯示技術。(3)采用計算機技術除采集和處理測量數(shù)據(jù)外，正在向?qū)崟r控制和人工智能方向發(fā)展。如：帶計算機的三坐標測量機，既可模擬手動操作進行自動測量，又可根據(jù)被測零件的狀況選擇布置測量點的方案。實施在線測量。將加工與測量組成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，對加工過程中工藝參數(shù)的變化進行；連續(xù)監(jiān)控測量，使之保持在預定的最佳范圍內(nèi)。第二章通用卡尺第一節(jié)概述通用卡尺是在制造業(yè)中廣泛使用的一種量具。按讀數(shù)原理卡尺可分為遊標卡尺、數(shù)顯卡尺和帶表卡尺。如圖所示：卡尺的用途有：測量外尺寸和內(nèi)尺寸、盲孔、階梯形孔、凹槽等。用卡尺的外量爪測量工件的外尺寸，用內(nèi)量爪測量工件的內(nèi)尺寸、盲孔的孔徑、階梯形孔的孔徑、凹槽的寬度，用深度測量桿測量工件的階梯形孔的孔深、凹槽的槽深等。除深度卡尺外，用卡尺進行的其它測量均有阿貝誤差。阿貝誤差是背離阿貝原理而産生的誤差。阿貝原理是指測量軸線應與標準軸線一致。阿貝誤差的産生如圖所示?？梢跃涂ǔ邷y量的誤差主要是由阿貝誤差構成的。遊標卡尺的讀數(shù)原理是在遊標上讀取毫米小數(shù)部分讀數(shù)，在主尺上讀取毫米整數(shù)部分讀數(shù)；數(shù)顯卡尺的讀數(shù)原理是將卡尺量爪的位移量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號直接讀數(shù)；帶表卡尺是把微小的直線位移換為角位移，在表盤上讀取毫米小數(shù)部分，在主尺上讀取毫米整數(shù)部分讀數(shù)。卡尺用途注意事項：1．不能用卡尺測量正在運動的或熾熱的工件；2．避免磁場；3．大尺寸卡尺應平放。第二節(jié)卡尺的計量性能要求及外觀要求一、計量性能要求1、標尺標記的寬度和寬度差由於標尺標記寬度及其寬度差對讀數(shù)的準確性有很大影響，形成系統(tǒng)誤差所以必須對其提出規(guī)範性的要求，這一要求如表所示。檢測工具為工具顯微鏡。標尺標記的寬度的寬度差（mm）分度值標尺標記寬度標尺標記寬度差0.020.08?0.180.020.050.030.100.052、測量面的表面粗糙度控制卡尺測量面的粗糙度，是為了減少卡尺測量面在使用過程中的磨損，提高卡尺的使用壽命。其要求如圖所示。對測量面的表面粗糙度的檢查，一般采用樣板測量面的表面粗糙度分度值（分辨率）/mm表面粗糙度Ra/m外量爪測量面內(nèi)量爪測量面深度卡尺的基準面和測量面深度測量桿和測量面0.01,0.020.20.2

0.05,0.100.40.40.40.83、測量面的平面度測量面的平面度對測量的準確度有一定的影響，造成系統(tǒng)誤差，所以對其做出規(guī)定。如圖所示。檢查時使用刀口直尺用光隙法進行檢測。測量面的平面度（mm）測量範圍外量爪測量面的平面度深度卡尺的基準面和測量面在冋平面時的平面度0?10000.0030.005>1000?20000.0050.006注：測量邊緣0.2mm範圍內(nèi)允許塌邊。4、圓弧內(nèi)量爪的基本尺寸和平行度圓弧內(nèi)量爪的用途是測量工件內(nèi)徑，測量時，以卡尺示值與圓弧內(nèi)量爪的基本尺寸之和確定工件內(nèi)徑，故圓弧內(nèi)量爪的基本尺寸與平行度對測量值的準確度有影響，必須對其提出要求，如表所示。檢查時，用千分尺進行測量。對於圓弧內(nèi)量爪的平行度，在內(nèi)量爪距外端2mm處開始在平行尺身方向測量，以量爪全長範圍內(nèi)最大與最小尺寸之差確定。圓弧內(nèi)量爪的基本尺寸和平行度（mm）分度值圓弧內(nèi)爪尺寸偏差平行度0.01,0.02±0.010.010.05±0.020.10±0.035、刀口內(nèi)量爪的基本尺寸和平行度刀口內(nèi)量爪的基本尺寸和平行度要求如圖所示。檢查時，先將1塊尺寸為10mm的3級或5等量塊的長邊夾持於兩外量爪測量面之間，緊固螺釘後，該量塊應能在量爪測量面間滑動而不脫落。用測力為（6?7）N的外徑千尺測量。刀口內(nèi)量爪的尺寸和平行度（mm）分度值刀口內(nèi)里爪尺寸偏差平行度新制造和修理後使用中

+0.020+0.0200.01,0.02+0.005-0.0100.01+0.035+0.0350.05+0.010-0.0156、零值誤差遊標卡尺的量爪測量面相接觸時，遊標上的“零標記”和“尾標記”與主標尺相應標記應相互長期共存重合，其偏移量即零誤差，重合度要求如表所示：“零”標記和“尾”標記與主尺相應標記重合度（mm）分度值“零”標記重合度“尾”標記重合度0.02±0.005±0.0100.05±0.0200.10±0.010±0.030對於帶表卡尺，量爪測量面相接觸時，圓標尺的指針位於正上方，毫米讀數(shù)部位至主標尺“零”標記的距離應不超過標記寬度，壓線不超過標記寬度的1/2。對於卡尺的零值誤差，可用工具顯微鏡或讀數(shù)放大鏡檢測，也可目測。7、 示值變動性：適用於帶表卡尺和數(shù)顯卡尺。帶表卡尺不超過分度值的1/2，數(shù)字顯示卡尺不超過0.01mm。8、 示值穩(wěn)定性：適用於數(shù)顯卡尺。要求1h內(nèi)不超過0.01mm。9、 示值誤差這是卡尺最重要的計量性能，是上述第2?8項計量性能的綜合體現(xiàn)。對於不同的測量範圍的卡尺，其示值誤差的允許值不同，如表所示。對於帶深度測量桿的卡尺，深度測量桿在20mm點的示值誤差應不超過1個分度值。測量範圍0.01,0.02測量範圍0.01,0.020一150±0.02>150一200±0.03>200一300±0.04分度值（分辨率）0.050.10允許誤差±0.05±0.10±0.08>300一500±0.05>500_1000±0.07±1.10±0.145>1000—1500±0.10±0.15±0.20>1500—2000±0.14±0.20±0.25二、外觀要求1、外觀：卡尺表面應鍍層均勻、標尺標記應清晰，表面透明清潔。不應有銹蝕、碰傷、毛刺、鍍層脫落及劃痕，無目力可見的斷線或粗細不勻等缺陷以及影響外觀質(zhì)量的其它缺陷。卡尺上必須有廠名或商標、許可證標志、分度值和出廠編號。2、各部分相互作用（1）尺框沿尺身移動應手感平穩(wěn)，不應有阻滯或鬆動現(xiàn)象。（2）緊固螺釘?shù)淖饔脩煽?。微動裝置的空程，新制造的應不超過1/4轉(zhuǎn)，使用中和修理後的不應超過1/2轉(zhuǎn)。3、各部分相對位置（1）遊標尺標記表面棱邊至主標尺標記表面的距離應不大於0.30mm。（2）圓標尺的指針尖端應蓋蓋住短標記長度的30%—80%。指針末端與標尺標記表面之間的間隙應不超過如表所示規(guī)定。指針末端與標尺標記表面之間的間隙（mm）分度值指針末端與標尺標記表面之間的間隙0.01,0.020.70.51.0第三節(jié)卡尺的校準卡尺的校準，以確定其示值誤差為中心任務，需要時也可對其他計量性能進行檢測。一、校準條件1、 溫度標準室內(nèi)溫度（20±5）°C。2、 校準室內(nèi)濕度不超過80%。3、 校準前平衡溫度時間，如表所示。平衡溫度時間測里範圍/mm平衡溫度時間/h置於平板上置於木桌上<30012>300—5001.53>500—200024二、校準項目對於遊標卡尺來說，其校準項目主要是示值誤差和零值誤差；對於數(shù)顯卡尺和帶表，其校準項目除示值誤差和零值誤差外，還可對示值變動性進行校準。1、零值誤差用目力觀察，必要時用工具微鏡校準。2、示值變動性校準時，移動尺框，使量爪兩外測量面接觸，然後讀數(shù)並記錄，重複測量10次並讀數(shù)，以最大與最小讀數(shù)的差值確定；對於數(shù)量深度卡尺，是將尺框基準面與平板接觸，移動尺身，使測量面與平板接觸，重復測量10次並讀數(shù)，以最大與最小讀數(shù)的差值確定。3、示值誤差示值誤差是測得值與真值之差。對於卡尺，作為真值的標準為3級或5等量塊的標準長度。校準時，在卡尺上選取若幹受校點，測量相應的標準量塊，讀取測量值與標準值的誤差。誤差值應符合對示值誤差的要求。受校點的數(shù)量和分布應符合相關的要求（檢定規(guī)程）。對測量範圍在300mm以內(nèi)的卡尺，不少於均勻分布3點；對於測量範圍大於300mm的卡尺，不少於均勻分布6點。校準時，應在量爪的裏端和外端兩位置校準，量塊工作面的長邊和卡尺測量面的長邊應垂直。如圖所示。對於測量範圍大於1000mm的卡尺校準時卡尺支放狀態(tài)分為平放和立放兩種。支點應有兩到三個，當平放時，第一支點在主標尺零標記外側(cè)0mm以內(nèi)，第二支點在尺框內(nèi)側(cè)100mm以內(nèi)，第三支點在測量上限標記外側(cè)50mm以內(nèi)；當立放時，用上述第一、二支點，當尾部發(fā)生偏重時可在第三支點外加輔助支撐。所用三個支點應等高。如圖所示。對於深度卡尺，校準時按受校點依次將兩組同一尺寸的量塊平行放置在1級平板上，使基準面的長邊和量塊工作面的長邊方向垂直接觸，再移動尺身，使其測量面和平板接觸。量塊應分別置於基準面的裏端和外端兩個位置檢測。如圖所示。三、校準結(jié)果的處理1、 經(jīng)校準符合規(guī)定要求的加貼準用標記，不符合規(guī)定要求的報修或加限禁用標記。2、 校準日期的確定校準日期根據(jù)以往的校準記錄以及卡尺的使用頻率來決定，一般三個月到兩年。第四節(jié)通用卡尺校準作業(yè)指導書1、目的建立通用卡尺校準作業(yè)指導書，規(guī)範通用卡尺的校準方法，減少人為誤差，提高量測準確度。本校準程序可供本實驗室相關人員，對於通用卡尺類之校準方法及步驟，作為參考與遵循遵循依據(jù)。另可供本實驗室新進人員教育培訓，及提升技術能力。2、適用範圍本作業(yè)指導書適用於分度值為0.01、0.02、0.05、0.10mm,測量範圍上限至300mm的遊標卡尺、帶表卡尺、數(shù)顯卡尺的校準。3、參考文件《JJG3—2002通用卡尺檢定規(guī)程》4、技術要求5、校準條件和校準項目5．1環(huán)境條件5.1.1環(huán)境溫度：20±2°C5.1.2相對濕度：40%?60%RH1.3無影響儀器正常工作的電磁場和機械振動2校準項目2.1外觀及各部分相互作用；5.2.2分口內(nèi)量爪的基本尺寸和平行度；5.2.3零值誤差；5.2.4示值變動性；5.2.5深度示值誤差；5.2.6示值誤差。5.3校準用設備標準件名稱規(guī)格準確度卡尺專用量塊10mm,20*2mm,41.2mm,51.2mm81.5mm,101.2mm,121.5mm121.8mm,191.8mm,201.5mm,291.8mm2級花崗石平臺630*630mm00級外徑千分尺0?30mm/0.001mm0.002級6、校準方法6．1校準前準備6．1．1用99.5%的酒精（配合無塵紙）清潔待校件工作測量面。6．1．2將待校件和使用標準件放於平臺上恒溫（在以上標準溫度下）2個小時以上。6．1．3校準點分布表：範圍校準點0150mm41.2mm，81.5mm，121.8mm0200mm51.2mm,121.5mm，191.8mm0300mm51.2mm,101.2mm，201.5mm，291.8mm6．2外觀及各部分相互作用檢查6．2．1目力觀察卡尺表面有無蝕、碰傷、毛刺等明顯劃痕，標尺標記是否清晰，表蒙是否清潔，以及有無其它影響外觀質(zhì)量的缺陷。6．2．2尺框沿尺身移動是否手感平穩(wěn)，有無阻滯和松動現(xiàn)象；數(shù)字顯示是否清晰、完整；各按鈕及螺釘功能是否穩(wěn)定、工作可靠。6．3分口內(nèi)量爪的基本尺寸和平行度6．3．1將尺寸為10mm的量塊夾持於兩外側(cè)量爪測量面之間，緊固螺釘，以量塊能在量爪面間滑動而不脫落為準。用外徑千分尺沿刀口內(nèi)量爪在平行於尺身的方向測量，外徑千分尺讀數(shù)為Xi（mm為單位）6．3．2刀口內(nèi)量爪尺寸偏差△R=Ximax－106．3．3刀口內(nèi)量爪平行度II=Ximax—XiminXimax 外徑千分尺多次測量內(nèi)徑示值中最大示值；Ximin 外徑千分尺多次測量內(nèi)徑示值中最小值6．4零值誤差移動尺框，使卡尺（遊標或帶表卡尺）量爪兩外測量面接觸，分別在尺框緊固和松天的情況下，用目力觀察或用影像量測儀來觀察其零值誤差。6．5示值變動性在相同條件下，移動尺框，使數(shù)顯卡尺或帶表卡尺量爪兩外測量接觸，重復測量10次並讀數(shù)。示值變動性以最大與最小讀數(shù)之差確定。6．6深度（帶深度測量桿）示值誤差6．6．1將兩塊20mm的量塊置於平臺上，使尺身與量塊接觸，伸出測量桿測量面與平板接觸，然後在尺身上讀數(shù)X（mm為單位）6．6．2深度示值誤差△R=X－20X 深度測量示值6．7示值誤差7.1將一量塊（標稱值為Xo）放於外量爪之間，在尺身上讀數(shù)。測量時量塊工作面的長邊和卡尺測量面的長邊應垂直，每一受測點應在量爪的裏端和外端兩個位置，重復測量3次取其平均值X。7.2根據(jù)校準點分布表，重復4.10.1,每一卡尺校準3?4個值。7.3示值誤差△R=X－XoX 卡尺測量平均值Xo 標準量塊標稱值7、校準結(jié)果和校準周期1整理記錄數(shù)據(jù)，出具校準報告書2在被校儀器上貼上校準標簽3正常使用中的通用卡尺，建議校準周期為1年。第三章千分尺（螺旋測微儀）第一節(jié)概述千分尺的結(jié)構符合阿貝原理並有測力裝置，且其結(jié)構簡單攜帶方便，故其精度較高，是機械製造業(yè)中常用的一種精密的計量器具。主要用於測量內(nèi)（外）尺寸、螺紋中徑、齒輪公法線長度等。一、千分尺分類按其用途分為：外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺、V形砧千分尺、杠桿千分尺、內(nèi)測千分尺、孔徑千分尺、螺紋千分尺（十種）。此外，還有壁厚千分尺、板厚千分尺、深度千分尺和公法線千分尺。外徑千分尺，用於測量各種外尺寸和形位誤差。內(nèi)徑千分尺，用於測量工件的內(nèi)徑，也可用於測量槽寬和兩個內(nèi)表面之間的距離。V形砧千分尺，用於測量等分奇數(shù)槽工件的外徑尺寸，如絲錐、鉸刀、銑刀等。杠桿千分尺，一種精密杠桿齒輪傳動機構的指示式測微量具，主要用於測量精度較高工件的外尺寸。內(nèi)測千分尺，主要用於測量工件的寬度尺寸和淺孔直徑等?？讖角Х殖撸环N具有活動量爪直接測量孔徑的精密量具，它利用圓錐螺紋（或空面錐體）的轉(zhuǎn)動（或移動）來推動三支測量爪進行孔徑測量。其測量孔的深度最大可達70mm。螺紋千分尺，主要用於測量螺紋的中徑，也可測量齒輪和花鍵等底徑尺寸。本章主要講述外徑千分尺二、測微量具的讀數(shù)原理測微量具是應用螺旋副轉(zhuǎn)動原理、借助測微螺桿與螺紋軸套作為一對精密螺旋偶件，將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動後，讀取長度尺寸的，如圖所示。螺旋副的螺母不動，若精密螺桿轉(zhuǎn)動a角，則與精密螺桿為一體的活動測砧將移動一定距離，其表達式為：L=aP/2①（圓周率）式中：L 測微螺桿移動距離，mm；a————測微螺桿旋轉(zhuǎn)角度，rad；P 測微螺桿螺距，mm測微量具的讀數(shù)機構由固定套管和微分筒組成。測量前首先對好“0”位，即當測微量具（如外徑千分尺）兩側(cè)量面接觸時（或兩測量面與相當於千分尺起始刻度的量塊、調(diào)整量具接觸時），微分筒棱邊對準固定套筒零刻線，固定套筒上的縱刻線對準微分筒上零刻線。常用千分尺測微桿的螺距為0.5mm，微分筒圓周斜面上刻有50個等分刻度，因此，當微分筒旋轉(zhuǎn)一個分度時（即2①/50rad），測微螺桿移動0.01mm.。第二節(jié)外徑千分尺的計量性能和外觀要求一、外徑千分尺的計量性能要求1、 測微螺桿的軸向串動和徑向擺動要求測微螺桿的軸向串動和徑向擺動均不大於0.01mm。測微螺桿的軸向串動和徑向擺動是由於千分尺內(nèi)部各部分間的配合間隙造成的，當測微螺桿的軸向或徑向受一定大小的力時，就會形成測微螺桿的軸向串動或徑向擺動，這種串動或擺動都會對測量的準確度産生影響，因此必須對其提出要求。檢測時，以杠桿千分表接觸測微螺桿測量面（或端部），沿測微螺桿方向施加3?5N的力（或沿端部徑向施加2?3N的力），記錄杠桿千分表示值的變化，如圖所示。2、 測砧與測微螺桿工作面的相對偏移千分尺測砧與測微螺桿工作面的相對偏移不應大於如表所示規(guī)定：測里範圍（mm）測砧與測微螺桿工作面的相對偏移量0?250.125?500.15檢測時，用杠桿百分表在平板上檢測。如圖所示，用千斤頂將千分尺放置於平板上，並使千分尺的測微螺桿與平板平行，用杠桿百分表測出測砧與測微螺桿在這一方位的偏移量X,然後將尺架側(cè)轉(zhuǎn)90°，測出另一方位的偏移量y,測砧與測微螺桿測量面相對偏移量△為：\譏人2yA23、 測力千分尺的測力（系指工作面與球面接觸時所作用的力）應在6?ION範圍內(nèi)。用分度值不大於0.2N的專用測力計檢測。4、 刻度線寬度和寬度差固定套管縱刻線和微分筒的刻線寬度為0.15?0.20mm,刻線寬度不應大於0.03mm。用工具顯微鏡檢測。5、 微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離，應不大於0.4mm。用工具顯微鏡或塞尺檢測。6、 微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線面的相對位置當測量下限調(diào)整正確後，微分筒上的零刻線與固定套管縱刻線對準時，微分筒的端面與固定套管毫米刻線右邊應相切，若不相切，壓線不大於0.05mm，離線不大於0.1mm。7、 工作面的表面粗糙度：RaW0.05m。用表面粗糙度比較樣板檢測。8、 工作面的平面度0級外徑千分尺工作面的平面度不大於0.6m。1級外徑千分尺工作面的平面度不大於1m。9、 工作面的平行度當外徑千分尺鎖緊裝置緊固與松開時千分尺兩工作面的平行度應不大於如表所示規(guī)定。測量範圍平行度（m）0級1級0?251225一501.32.550一1001.53100一150/4150一200/6

200一300/7300一400/8400一500/10對於測量上限至100mm的千分尺，用平行平晶或量塊檢測；對於測量上限大於100mm的千分尺，用專用的鋼球檢具檢測。10、示值誤差外徑千分尺的示值誤差應不超過如表所示規(guī)定。測里範圍（mm）示值誤差（m）0級1級0—100±2±4100—150/±5150一200/±6200_300/±7300_400/±8400_500/±1011、校對用量桿校對用量桿的尺寸偏差和其兩工作面的平行度應不超過如表所示規(guī)定。校對用量桿的標稱尺寸（mm）尺寸偏差（m）工作面的平行度（m）0級1級25±1±2150±1.5±2175±1.5±21.5100125/±2.52150175/±32.5

200225/±3.53.5250275/±3.53.5325375/±44425475/±55在光學計或測長機上采用4等量塊比較法檢測。二、千分尺的外觀要求1、外觀千分尺及其校對用的量桿不應有碰傷、銹蝕、帶磁或其他缺陷，刻線應清晰、均勻；千分尺應附有調(diào)整零位的工具測量上限大於25mm的千分尺應附有校對用的量桿；千分尺上應有分度值、測量範圍、製造廠名（或廠標）及出廠編號。2、各部分相互作用微分筒轉(zhuǎn)動和測微螺桿的移動應平穩(wěn)無卡住現(xiàn)象；可調(diào)或可換測砧的調(diào)整或裝卸應順暢，作用要可靠，鎖緊裝置的作用應切實有效；帶有表盤的千分尺，表針移動應靈活、無卡滯現(xiàn)象。第三節(jié)外徑千分尺的校準一、校準條件外徑千分尺的室內(nèi)溫度及被校千分尺在室內(nèi)平衡溫度的時間應符合如表所示規(guī)定。千分尺的測量範圍室內(nèi)溫度對20°C的允許允許偏差（°C）平衡溫度的時間（h）?100±5±32>100?500±5±23二、校準項目外徑千分尺的校準，以檢測其示值誤差的主，校準所用的工具是4等、5等量塊或?qū)Ｓ昧繉K。三、校準方法0級外徑千分尺用4等量塊或相應等的專用量塊校準；1級外徑千分尺，板厚、壁厚千分尺用5等或相應等的專用量塊來校準。各種千分尺的受校點應均勻分布於測量範圍的5個點上，如表所示。測量範圍受校點尺寸0?102.12 4.25 6.37 8.50 100?153.12 6.24 9.37 12.50 150?255.12 10.25 15.37 20.525或5.12 10.24 15.36 21.5 25大於25A+5.12 A+10.25A+15.37A+20.5 A+25或A+5.12A+10.24 A+15.36 A+21.5 A+25注：表中千分尺測量下限。對於測量上限大於150mm的外徑千分尺可以只校準測微頭的示值誤差。用5等或相應等專用量塊，借助相應準確度的專用檢具按0?25mm的千分尺的受校點檢測。如圖所示。四、校準結(jié)果的處理同第二章，此不贅述。第四節(jié)千分尺校準作業(yè)指導書1、 適用範圍本作業(yè)指導書適用於分度值為0.01、0.001mm,測量範圍為0?25mm的外徑千分尺。2、 參考文件《JG21—1995千分尺檢定規(guī)程》3、環(huán)境設備條件3．1環(huán)境條件1.1環(huán)境溫度：20±5°C3.1.2相對濕度：不超過80%RH。1.3校準前，將待校準和使用標準件放於同一空間恒溫（在以上標準環(huán)境條件下）2個小時左右。2校準用設備標準件名稱規(guī)格準確度千分尺專用里塊5.12mm 10.24mm 15.36mm21.5mm25mm1級千分尺座4、校準項目和校準方法1外觀及各部分相互作用檢查目力觀察和手動試驗。參照《JJG21—1995千分尺檢定規(guī)程》2微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻度線位置目力觀察。參照《JJG21—1995千分尺檢定規(guī)程》：11.2條。4．3工作面的平面度參照《JJG21—1995千分尺檢定規(guī)程》：13.2條4．4兩工作面的平行度參照《JJG21—1995千分尺檢定規(guī)程》：14.2條4．5示值誤差用1級量塊校準。參見《JJG21—1995千分尺檢定規(guī)程h15.2條校準點分布表：範圍校準點0?25mm5.12mm 10.24mm 15.36mm21.5mm25mm4．6 4.1條和4.5條為必做項目，其它為選做項目（客戶要求可選做）。5、校準結(jié)果處理和校準周期5．1整理記錄數(shù)據(jù)，出具校準報告書5．2在被校儀器上貼上校準標簽5．3正常使用中的千分尺，建議校準周期為1年第四章百分表和千分表（提示表）

第一節(jié)指示表的結(jié)構及工作特點1、百分表千分表百分表的工作原理有采用齒輪條式、杠桿齒輪式和蝸桿式三種。其中常用的是齒輪齒條式，也稱它為鍾表式百分表，它具有結(jié)構簡單、外形尺寸小、重量輕、傳動比大等優(yōu)點，但回程誤差較大。鍾表式百分表傳動采用兩級傳動，如圖所示。測桿上銑有齒條，它與齒輪Z1嚙合，齒輪Z2與齒輪Z1同軸並與中心齒輪Z3嚙合，中心齒輪Z3的軸上裝有指針。百分表的測量鏈就是由測桿齒條—軸齒輪和片齒輪—中心齒輪—指針和表盤所組成。為消除齒輪嚙合間隙而引起的回程誤差，在中心齒輪的另一側(cè)有附加片齒輪Z4和遊絲。在遊絲産生的扭力矩作用下，使中心齒輪紿終保持一個方向的扭力，而使整個傳動機構中，齒輪在正反轉(zhuǎn)時均為單面嚙合。百分表的測量力由彈簧産生，並不是來自於遊絲的力。同時在附加片齒輪的軸上裝有小指針，用於指示指針回轉(zhuǎn)的圈數(shù)。百分表的分度值為0.01mm,表盤為圓周刻度，表針能作360。的多圈回轉(zhuǎn)，其測量範圍有0?3,0?5,0?10mm，甚至更大可做到20?100mm。百分表的準確度級別分為0級和1級，測量力最大不超過1.5N。千分表的工作原理與百分表一樣，傳動機構多數(shù)采用純齒輪傳動式，也有采用杠桿齒輪式或杠桿螺桿式。純齒輪傳動的千分表由三對齒輪副組成三級傳動機構。工作原理與組成測量鏈的元件和百分表一樣，只是比百分表增加一級齒輪傳動。千分表的分度值有0.001mm、0.002mm、0.005mm三種，測量範圍有0?1mm、0—2mm,特殊情況下有0—3mm、0—5mm。千分表準確度等級分為0級和1級，與百分表相比，千分表量程較小，但準確度高。千分表測量力也為1.5N。2、 杠桿表杠桿表有杠桿百分表和杠桿千分表兩種。它是一種借助於杠桿螺旋傳動機構，將測桿的擺動轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樆剞D(zhuǎn)運動的儀器。杠桿百分表的示值範圍一般為土0.4或土0.5mm，測量力為0.2—0.4N。杠桿千分表的外形或工作原理與杠桿百分表相似。有正面式和端面式兩種測量形式，它的分度值有1Um,2Um兩種，示值範圍為0.2mm，測量力小於0.2N。3、 百分表使用時注意事項（1） 使用前檢查百分表示值穩(wěn)定性，即多次提起測桿，放手後觀察指針是否回到原位，檢查沒問題時再進行測量。（2） 測量時輕提輕放。（3） 正確測量。用百分表進行測量時，應使測桿有一定的起始位移（也即一定的起始測力），才可以起始點為基準讀取正反方向的位移變化。（4） 正確調(diào)零。先提起測桿使測頭與基準面接觸，並使指針轉(zhuǎn)過半圈至一圈，然後把表緊固。再把測桿提起1?2mm,然後輕輕放下，檢查百分表的示值穩(wěn)定性，若示值穩(wěn)定就可轉(zhuǎn)動表盤，使其零刻度線與指針重合。再把測桿提起1?2mm,然後輕輕放下，如果指針仍與零刻線重合，說明調(diào)零已完成。若不重合，則反複進行調(diào)整直到重合為止。百分表進行測量時，也可不調(diào)零，但須記住起始位置的數(shù)值。（5） 根據(jù)被測零件的形狀選擇測頭。當用百分表測量孔時、槽的深度時，可使用柱狀測頭；當用百分表測量凹槽、坑眼的深度時，可使用針狀測頭；當用百分表測量窄的切槽深度時，可使用葉片測頭；當用百分表測量不很深而且較窄的切槽深度時，可用平刀口測頭；當用百分表測量紙張、皮革、塑料等的厚度時，可用平測頭；當用百分表進行動態(tài)測量時，可用滾動測頭。4、 百分表的保養(yǎng)（1） 百分表應放在乾燥無腐蝕性氣體的環(huán)境中保存。（2） 百分表不用時，應讓測桿放松，使表處於自由狀態(tài)，以免其內(nèi)部物件受外力的作用而影響其精度。（3） 百分表要輕拿輕放，不可過多地來回撥動測頭，以防內(nèi)部物件磨損；不要使測頭驟然下落，以免産生瞬間沖擊力。（4） 不要使表面受到劇烈振動，不可敲打表的任何部位。（5） 避免拆卸表的後蓋，防止灰塵或潮氣浸入表內(nèi)。禁止任何液體浸入表內(nèi)。（6） 用完將表擦淨後放回盒內(nèi)，但不得在測桿上塗凡士林或機油，以避免測桿和套筒粘結(jié)，造成測桿運動不靈活。5、百分表（千分表）的應用（1）用三點法測量軸的直徑如圖6—4,對於小工件可放在V形塊上測量；對於大工件將V形塊卡在工件上進行測量。D為標準直徑，D'被測軸的直徑。對於圖A：D‘=D+△y/K（a=60。時，K=1.5；a=90°時，K=1.2）對於圖B：D'=D-△y/K（a=60。時，K=0.5；a=90°時，K=0.207）用千分表測得Ay,代入上式，即可得到被測軸的直徑。（2）直線度的測量圖6—5是用百分表測量V型導軌的直線度。平尺與V型導軌並列，使平尺兩端與V型導軌貼合，百分表的支座為倒V形，與V型導軌貼合，百分表測頭與平尺接觸，並使百分表的指針轉(zhuǎn)過一定的角度。將百分表的支座在導軌全程滑過，記下這一過程中百分表的最大與最小讀數(shù)，兩者之差即為導軌的直線度誤差。（3）平行度測量圖6—6（a）為測量工件的上平面與下平面的平行度。將工件1置於平板2，下平面與平板2接觸；千分表的支座置於平板上，測頭置於上平面，並使千分表的指針轉(zhuǎn)過一定的角度。將千分表的支座在平板上滑動，觀察千分表的讀數(shù)，最大讀數(shù)差即為平行度誤差。為消除被測表面局部形狀誤差的影響，可在千分表測頭和被測表面之間墊一量塊。圖6—7為測量軸線對基準平面的平行度。工件2的基準平面置於平板1上在被測孔內(nèi)配以心軸3（用心軸模擬被測軸線），然後用千分表4在給定長度上的兩點進行測量，兩個讀數(shù)之差即為工件的孔軸線對基準平面的平行度誤差。（4）對稱度測量圖6—8為測量鍵槽的對稱度。被測工件安放在V形塊上，V形塊置於平板上，在鍵槽之中裝入定位塊；千分表的支座置於平板上。平板為測量基準，基準軸線用V形塊模擬，被測中心平面由定位塊模擬。調(diào)整工件，使定位塊沿徑向與平板平行，將千分表測頭置於定位塊朝上的平面上某一位置，記下千分表的讀數(shù)，然後將工件轉(zhuǎn)過180°，在定位塊朝上的平面上同一位置，記下千分表的讀數(shù)，取兩次讀數(shù)之差的絕對值a,代入下式：f=ah/（d-h），式中h鍵槽深度，d軸的直徑，f對稱度誤差。（5）垂直度測量圖6—9為測量機床主軸套筒上下移動對工作臺面的垂直度。直角尺垂直立於工作臺上，百分表固定於鑽桿（鑽桿與套筒固定在一起）上，使百分表的測頭與直角尺工作面接觸，並使百分表的指針轉(zhuǎn)過一定的角度。測量時，鑽桿緩慢下降，百分表的測頭沿著直角尺的工作面往下移動。百分表的示值最大變化量即為所求的的垂直度誤差。（6） 徑向圓跳動和端面圓跳動的測量圖6—10為百分表測量工件的徑向圓跳動和端面圓跳動。將工件裝架在專用夾具上，要求工件裝架好以後不能有軸向移動；將百分表的支座置於平臺上。將百分表測頭置於工件的圓柱面上的某一點，使被測工件旋轉(zhuǎn)一周，百分表的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差即為該剖面的徑向圓跳動值。將百分表測頭置於工件的端面上的某一點，使被測工件旋轉(zhuǎn)一周，百分表的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差即為端面上對應的的直徑圓周上的端面圓跳動值。（7） 用作檢驗裝置或?qū)Ｓ昧績x的讀數(shù)裝置。第二節(jié)指示表的的計量技術要求一、 外觀要求指示表的表蒙應透明潔淨，不應有氣泡的明顯的劃痕；表盤刻線應清晰平直，無目力可見的斷線和粗細不勻；測頭上不應有碰傷、銹蹟、斑點和明顯的劃痕；其它表面上不應有脫漆、脫鉻和毛刺，以及影響外觀質(zhì)量的其他缺陷。表面上必須有製造廠名或商標、分度值和出廠編號。使用中和修理後的指示表，允許有不影響使用準確度的外觀缺陷。二、 各部分相互作用1、 表圈轉(zhuǎn)動應平穩(wěn)靜止應可靠，與表體的配合應無明顯的松動；2、 測桿的移動及指針回轉(zhuǎn)應平穩(wěn)、靈活，不得有跳動、卡住和阻滯現(xiàn)象；3、 指針應緊固在軸上，測桿移動時。指針不應鬆動；4、 緊固指示表裝夾套筒後，測桿應能自由移動，不得卡住。三、 指針與表盤的相互位置1、指示表的測桿處於自由狀態(tài)時，調(diào)整表盤零刻線和測桿軸線方向重合，此時指針位置應符合如表所示要求。表盤刻度型式指針對零刻度左上方504?121008?2520016?502、指示表測桿行程應超過工作行程終點，超過的行程應滿足如表所示要求。類別測里範圍（mm）表盤刻度型式（分度）超過終點的行程不少於（mm）百分表0?3500.30?5,0?101000.5

千分表0?1,0?20?3,0?51000.052000.103、轉(zhuǎn)數(shù)指針對準任何整數(shù)時，指針位置應符合如表所示要求。別類指針偏離零位應不大於百分表15千分表204、轉(zhuǎn)數(shù)指針與表盤刻線方向應一致，無目力可見的偏斜，指針末端上表面至表盤之間的距離應不超過如表所示要求。類別表盤刻度型式(分度)指針末端上表面至表盤距離(mm)百分表50，1000.9千分表1000.92000.75、指針末端應蓋住短刻線長度的30%?80%。四、指針末端及表盤刻線寬度應不超過下表所示要求。類別測量範圍(mm)表盤刻度型式(分度)表圈圈直徑(mm)指針末端及表盤刻線寬度(mm)百分表0?350420.10?0.200?5,0?10100>420.15?0.25千分表0?1,0?20?3,0?5100420.10?0.20>420.15?0.25200>420.10?0.20五、測頭測量面的表面粗糙度對於鋼制測頭，不應超過Ra0.1

對於硬質(zhì)合金測頭，不應超過Ra0.2；對於寶石測頭，不應超過Ra0.05。用樣塊比較法檢測。六、裝夾套筒直徑①8o ，用千分尺檢測。0.015七、測力應不超過下表所示要求。類別測里範圍(mm)最大測力單向行程測力變化同一點正反向測力變化百分表0?3,0?50?101.50.50.4千分表0?1,0?21.50.40.40?3,050.50.5用分度值不大於0.1N的測力裝置檢測。八、示值變動性應不超過表5.7的要求。表5.7類別測里範圍(mm)示值變動性測桿徑向受力對示值的影響(m)0級1級0級1級百分表0?3,0?50?103535千分表0?1,0?20?30.30.50.30.50_50.40.50.40.5九、測桿徑向受力對示值的影響應不超過表5.7的要求。測量時，用半徑為10mm的半圓柱側(cè)塊(量塊附件)在具有平面工作臺的剛性表架上檢測。對百分表，其示值誤差和回程誤差應不超過表5.8的要求。對千分表，其示值誤差和回程誤差應不超過表5.9的要求。表5.8準確度等級百分表示值誤差(m)回程誤差(m)任意0.1mm任意0.1mm工作行程0?3mm0?5mm0?10mm0581012143