《長(zhǎng)度量測(cè)量》PPT課件

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1、第七章長(zhǎng)度量測(cè)量孫長(zhǎng)庫(kù)天津大學(xué)精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第七章長(zhǎng)度量測(cè)量第一節(jié)概述第二節(jié)長(zhǎng)度尺寸測(cè)量第三節(jié)坐標(biāo)測(cè)量第四節(jié)形位誤差測(cè)量第五節(jié)表面粗糙度測(cè)量第六節(jié)微納尺度測(cè)量第一節(jié)概述長(zhǎng)度單位和定義長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量長(zhǎng)度測(cè)量的基本原則長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量環(huán)境米的定義1791年，法國(guó)國(guó)民議會(huì)決定采用經(jīng)過(guò)巴黎的地球子午線自北極到赤道這一段弧長(zhǎng)的一千萬(wàn)分之一為長(zhǎng)度單位，選取古希臘文中metron一詞作為這個(gè)單位的名稱，后來(lái)演變?yōu)閙eter，中文譯成“米突”或“米”。1889年，冰點(diǎn)溫度下米原器兩端

2、刻線間的距離——“國(guó)際米原器”米的定義1927年第7屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定用自然鎘（Cd）的紅色譜線作為光譜學(xué)的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，確定1米＝1553164.13λ1960年，在第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上，決定用氪(86Kr)橙線代替鎘紅線，并決定把米的定義改為：86Kr原子的2p10和5d5能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射在真空中的波長(zhǎng)(0.6057μm)的1,650,763.73倍1983年10月第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)了米的新定義：光在真空中于1/299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)所行進(jìn)的路程長(zhǎng)度米的復(fù)現(xiàn)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)推薦米可

3、以通過(guò)時(shí)間法、頻率法和輻射法來(lái)復(fù)現(xiàn)1993年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)推薦了8種穩(wěn)頻激光器輻射的標(biāo)準(zhǔn)譜線頻率（波長(zhǎng)）值，作為復(fù)現(xiàn)米定義的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)常用的是碘吸收633nm氦氖激光器中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的碘穩(wěn)頻633nm激光器長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)把測(cè)得的尺寸與基準(zhǔn)長(zhǎng)度聯(lián)系起來(lái)，以保證長(zhǎng)度量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確，這種聯(lián)系渠道稱為量值傳遞系統(tǒng)量值傳遞的基本方法：高一級(jí)精度的儀器設(shè)備對(duì)低一級(jí)精度的儀器設(shè)備進(jìn)行量值傳遞激光波長(zhǎng)量塊線紋尺量具測(cè)量?jī)x器被測(cè)工件長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)高一級(jí)精度低一級(jí)精度長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量光波波長(zhǎng)He-Ne

4、:?=632.8nm線紋尺刻度、量塊的長(zhǎng)度光柵、容柵的柵距精密絲杠的螺距線紋尺用金屬或玻璃制成的、表面上準(zhǔn)確地刻有等間距平行線，也稱刻線尺。線條間距：1毫米或0.1毫米。規(guī)格：100、200、300、500和1000毫米?；鶞?zhǔn)線紋尺的允許檢定誤差為±0.2微米／米；工作線紋尺的刻線精度可達(dá)±1微米／毫米。量塊是應(yīng)用最廣泛的實(shí)物基準(zhǔn)之一。量塊經(jīng)常用于長(zhǎng)度尺寸的檢定和相對(duì)測(cè)量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)量塊的材料、形狀、表面粗糙度以及中心尺寸長(zhǎng)度的制造精度、檢定精度均有明確的規(guī)定。量塊成套制造和出售，每套量塊的總塊數(shù)有91、

5、83、46等十多種，不同套別中量塊的尺寸也不相同。量塊屬于單值量具，每一塊量塊僅體現(xiàn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，利用量塊的研合特性，可由若干不同尺寸的量塊組合成所需的尺寸。量塊量塊根據(jù)量塊測(cè)量面上任意點(diǎn)的長(zhǎng)度相對(duì)于標(biāo)稱長(zhǎng)度的極限偏差和長(zhǎng)度變動(dòng)量最大允許值的不同，量塊分為K級(jí)、0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)，共5個(gè)不同的級(jí)別。按“級(jí)”使用，應(yīng)以量塊標(biāo)稱長(zhǎng)度作為工作尺寸。顯然，該尺寸包含了量塊的實(shí)際制造誤差。量塊如40mm的量塊，1級(jí)：按級(jí)使用將帶入制造誤差，結(jié)果：40±0.0004mm。量塊按照量塊長(zhǎng)度測(cè)量不確定度和長(zhǎng)度變動(dòng)量最

6、大允許值的大小分為1等、2等、3等、4等、5等，共5個(gè)不同的等別。按“等”使用，應(yīng)以經(jīng)檢定后所給出的量塊中心長(zhǎng)度的實(shí)測(cè)值作為工作尺寸。量塊如40mm的量塊，3等：按等使用將帶入檢定誤差。若檢定值為40.0001，則按實(shí)際尺寸用，結(jié)果：40.0001±0.00015mm光柵示值精度較高，但對(duì)測(cè)量環(huán)境要求較苛刻，特別是對(duì)溫度及油污、灰塵較敏感。誤差平均作用，測(cè)量精度高長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距光柵透射式光柵反射式光柵長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距容柵體積小、抗干擾能力強(qiáng)、造價(jià)低，有中等精度的產(chǎn)

7、品，也有較高精度的品種xAB定尺動(dòng)尺δaW長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距磁柵易受外界磁場(chǎng)的影響，應(yīng)注意屏蔽長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)量——柵距感應(yīng)同步器抗干擾能力很強(qiáng)，對(duì)使用環(huán)境的要求較低。長(zhǎng)度測(cè)量的基本原則阿貝原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則變形最小原則測(cè)量鏈最短原則長(zhǎng)度測(cè)量的基本原則阿貝原則:被測(cè)尺寸線段應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)量的尺寸線段重合或在其延長(zhǎng)線上（共線）阿貝原則阿貝原則測(cè)頭哪一個(gè)軸符合啊貝原則？減小阿貝誤差的方法:提高儀器導(dǎo)軌的精度盡可能減小被測(cè)線和標(biāo)準(zhǔn)線之間的距離，并保證它們之間平行跟蹤測(cè)量導(dǎo)軌的偏移并進(jìn)行補(bǔ)償長(zhǎng)度測(cè)量的基本原則測(cè)量基準(zhǔn)

8、統(tǒng)一原則:指在測(cè)量時(shí)所選定的測(cè)量基準(zhǔn)應(yīng)該和設(shè)計(jì)時(shí)選定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、加工時(shí)選定的加工基準(zhǔn)及裝配時(shí)選定的安裝基準(zhǔn)一致，以避免因基準(zhǔn)不同而產(chǎn)生的附加誤差長(zhǎng)度測(cè)量的基本原則變形最小原則:由于環(huán)境溫度的變化、測(cè)量力和自重的影響，被測(cè)件和測(cè)量?jī)x器各結(jié)構(gòu)部件會(huì)產(chǎn)生熱變形和彈性變形，影響測(cè)量精度。因此，在測(cè)量過(guò)程中要求被測(cè)工件和測(cè)量?jī)x器的變形最小測(cè)量鏈最短原則:對(duì)于一個(gè)精密測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)，從感受被測(cè)量到結(jié)果顯示裝置，凡是直接與感受標(biāo)準(zhǔn)量和被