測量技術的基本

更新時間：2021-01-06

點擊次數：2583

一件制造完成后的產品是否滿足設計的幾何精度要求，通常有以下幾種判斷方式。

（1）測量：是以確定被測對象的量值為目的的全部操作。在這一操作過程中，將被測對象與復現測量單位的標準量進行比較，并以被測量與單位量的比值及其準確度表達測量結果。例如用游標卡尺對一軸徑的測量，就是將被對象（軸的直徑）用特定測量方法（用游標卡尺測量）與長度單位（毫米）相比較。若其比值為30.52，準確度為±0.03mm，則測量結果可表達為（30.52±0.03）mm。任何測量過程都包含：測量對象、計量單位、測量方法和測量誤差等四個要素。
（2）測試：是指具有試驗性質的測量。也可理解為試驗和測量的全過程。
（3）檢驗：是判斷被測物理量是否合格（在規定范圍內）的過程，一般來說就是確定產品是否滿足設計要求的過程，即判斷產品合格性的過程，通常不一定要求測出具體值。因此檢驗也可理解為不要求知道具體值的測量。
（4）計量：為實現測量單位的統一和量值準確可靠的測量。

測量基準

測量基準是復現和保存計量單位并具有規定計量單位計量器具。在幾何量計量領域內，測量基準可分為長度基準和角度基準兩類
（1）長度基準：直至用于對產品進行測量的各種測量器具。
（2）角度基準：角度量與長度量不同。由于常用角度單位（度）是由圓周角定義的，即圓周角等于360°，而弧度與度、分、秒又有確定的換算關系，因此無需建立角度的自然基準

測量方法

1、根據獲得測量結果的不同方式可分為：直接測量和間接測量。從測量器具的讀數裝置上直接得到被測量的數值或對標準值的偏差稱直接測量。如用游標卡尺、外徑千分尺測量軸徑等。通過測量與被測量有一定函數關系的量，根據已知的函數關系式求得被測量的測量稱為間接測量。如通過測量一圓弧相應的弓高和弦長而得到其圓弧半徑的實際值.
2、測量和相對測量：測量器具的示值直接反映被測量量值的測量為測量。用游標卡尺、外徑千分尺測量軸徑不僅是測量，也是測量。將被測量與一個標準量值進行比較得到兩者差值的測量為相對測量。如用內徑百分表測量孔徑為相對測量。
3、接觸測量和非接觸測量：測量器具的測頭與被測件表面接觸并有機械作用的測力存在的測量為接觸測量。如用光切法顯微鏡測量表面粗糙度即屬于非接觸測量。
4、單項測量和綜合測量：對個別的、彼此沒有聯系的某一單項參數的測量稱為單項測量。同時測量個零件的多個參數及其綜合影響的測量。用測量器具分別測出螺紋的中徑、半角及螺距屬單項測量；而用螺紋量規的通端檢測螺紋則屬綜合測量。
5、被動測量和主動測量：產品加工完成后的測量為被動測量；正在加工過程中的測量為主動測量。被動測量只能發現和挑出不合格品。而主動測量可通過其測得值的反饋，控制設備的加工過程，預防和杜絕不合格品的產生。

測量誤差

誤差定義
由于測量過程的不完善而產生的測量誤差，將導致測得值的分散入不確定。因此，在測量過程中，正確分析測量誤差的性質及其產生的原因，對測得值進行必要的數據處理，獲得滿足一定要求的置信水平的測量結果，是十分重要的。測量誤差定義：被測量的測得值x與其真值x 0之差，即：△= x －x 0 由于真值是不可能確切獲得的，因而上述善于測量誤差的定義也是理想要概念。在實際工作中往往將比被測量值的可信度（精度）更高的值，作為其當前測量值的“真值”。
誤差來源
測量誤差主要由測量器具、測量方法、測量環境和測量人員等方面因素產生。
（1）測量器具：測量器具設計中存在的原理誤差，如杠桿機構、阿貝誤差等。制造和裝配過程中的誤差也會引起其示值誤差的產生。例如刻線尺的制造誤差、量塊制造與檢定誤差、表盤的刻制與裝配偏心、光學系統的放大倍數誤差、齒輪分度誤差等。其中是基準件的誤差，如刻線尺和量塊的誤差，它是測量器具誤差的主要來源。
（2）測量方法：間接測量法中因采用近似的函數關系原理而產生的誤差或多個數據經過計算后的誤差累積。
（3）測量環境：測量環境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動、空氣質量等因素。在一般測量過程中，溫度是重要的因素。測量溫度對標準溫度（+20℃）的偏離、測量過程中溫度的變化以及測量器具與被測件的溫差等都將產生測量誤差。
（4）測量人員：測量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調整誤差等引起，它的大小取決于測量人員的操作技術和其它主觀因素。

誤差分類

測量誤差按其產生的原因、出現的規律、及其對測量結果的影響，可以分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差。
（1）系統誤差：在規定條件下，值和符號保持不變或按某一確定規律變化的誤差，稱為系統誤差。其中值和符號不變的系統誤差為定值系統誤差，按一定規律變化的系統誤差為變值系統誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統誤差大部分能通過修正值或找出其變化規律后加以消除。
（2）隨機誤差：在規定條件下，值和符號以不可預知的方式變化的誤差，稱為隨機誤差。就某一次測量而言，隨機誤差的出現無規律可循，因而無法消除。但若進行多次等精度重復測量，則與其它隨機事件一樣具有統計規律的基本特性，可以通過分析，估算出隨機誤差值的范圍。隨機誤差主要由溫度波動、測量力變化、測量器具傳動機構不穩、視差等各種隨機因素造成，雖然無法消除，但只要認真、仔細地分析產生的原因，還是能減少其對測量結果的影響。
（3）粗大誤差：明顯超出規定條件下預期的誤差，稱為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。

基本原則

在實際測量中，對于同一被測量往往可以采用多種測量方法。為減小測量不確定度，應盡可能遵守以下基本測量原則：
阿貝原則
要求在測量過程中被測長度與基準長度應安置在同一直線上的原則。若被測長度與基準長度并排放置，在測量比較過程中由于制造誤差的存在，移動方向的偏移，兩長度之間出現夾角而產生較大的誤差。誤差的大小除與兩長度之間夾角大小有關外，還與其之間距離大小有關，距離越大，誤差也越大。
基準統一原則
測量基準要與加工基準和使用基準統一。即工序測量應以工藝基準作為測量基準，終檢測量應以設計基準作為測量基準。
短鏈原則
在間接測量中，與被測量具有函數關系的其它量與被測量形成測量鏈。形成測量鏈的環節越多，被測量的不確定度越大。因此，應盡可能減少測量鏈的環節數，以保證測量精度，稱之為短鏈原則。當然，按此原則不采用間接測量，而采用直接測量。所以，只有在不可能采用直接測量，或直接測量的精度不能保證時，才采用間接測量。應該以少數目的量塊組成所需尺寸的量塊組，就是短鏈原則的一種實際應用。
小變形原則
測量器具與被測零件都會因實際溫度偏離標準溫度和受力（重力和測量力）而產生變形，形成測量誤差。在測量過程中，控制測量溫度及其變動、保證測量器具與被測零件有足夠的等溫時間、選用與被測零件線脹系數相近的測量器具、選用適當的測量力并保持其穩定、選擇適當的支承點等，都是實現小變形原則的有效措施。

影像測量儀

影像測量儀克服了傳統投影儀的不足，是集光、機、電、計算機圖像技術于一體的測量儀器。。
通過光學顯微鏡非接觸式對待測物體進行高倍率光學放大成像，經過CCD攝像系統將放大后的物體影像送入計算機后，能高效地檢測各種復雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測與質量控制。
分類
按操作方式影像測量儀可以分為手動影像測量儀和自動影像測量儀。
按儀器測量特點影像測量儀可以分為二次元和2.5次元。二次元即是工作平臺X、Y軸可以自由活動，而Z軸固定，2.5次元介于二次元和三次元之間，Z軸可以活動。
測量單元
影像測量儀測量單元主要是幾何量尺寸，包括長度、寬度、高度、孔距、間距、Pin間距、厚度、圓弧、直徑、半徑、槽、角度、R角等。

應用領域

主要用于機械、汽車、航空、、家具、工具原型、機器等中小型配件、模具等行業中的箱體、機架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量，還可用于電子、五金、塑膠等行業中，可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進行精密檢測，從而完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務。