• 4．计量装置
• 计量装置是为确定被测几何量值所必需的计量器具和辅助设
备的总称。
• 计量装置能够测量较多的几何量和较复杂的零件，有助于实
现检测自动化或半自动化，一般用于大批量生产中以提高检 测效率和检测精度。
25
3.3 常用计量器具和测量方法
二、测量方法的分类
1、按被测量值的获得方式，分为 直接测量
该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。
• 就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。
所以，量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高， 且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。
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例：设标称值为50mm的量块，实际制造后真值假设是 49.9996mm。
按级使用： 即按标称值使用，则包含0.4μm的制造误差。 按等使用：在用高精度仪器检定得该量块测量值为49.99958mm，
2
3.1 测量的基本概念
测量 是指将被测量与作为单位或标准的量作比较，从而
确定二者比值的过程。
测量四要素 测量对象、计量单位、测量方法和测量准确度
3
1.测量对象 主要是指几何量，包括长度、角度、表面形状和位置误 差、表面粗糙度以及螺纹、齿轮的各种参数等。
2.计量单位：确定米制为我国的基本计量制度。长度计量中 单位为米（m）、毫米（mm）、微米（μm） ，常用的角 度单位度、分、秒 。
第三章 长度测量技术基础
1、测量的基本概念 2、长度量值传递系统 3、常用计量器具和测量方法 4、计量器具和计量方法的术语及定义 5、常用长度测量仪器（自学） 6、三坐标测量机（自学） 7、测量误差及数据处理 8、测量不确定度
1
第三章 长度测量技术基础
学习要求：
• 掌握测量的基本概念 • 了解长度量值传递的基本常识 • 掌握量块的基本知识 • 了解测量方法和计量器具的分类 • 掌握一些常见计量术语的定义 • 了解误差分类、来源和特点 • 掌握数据处理的基本方法 • 了解测量不确定度的评定方法
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3.4 计量器具与计量方法的术语及定义
1、分度值（刻度值）value of a scale division
刻度尺或分度盘上，相邻两刻线 间所代表的被测量的量值。
2、刻度间距（scale spacing） 计量器具的刻度尺或分度盘上相 邻两刻线中心之间的距离。
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3.4 计量器具与计量方法的术语及定义
1 1 1 49 5 16 10
1 9 9 9 8 10
1 1 9 9 8 10
• 选用量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一块至少
应减去所需尺寸的一位尾数。 例如，从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方
法为： 36.745 …………所需尺寸 － 1.005 …………第一块量块尺寸 － 1.24 …………第二块量块尺寸 － 4.5 …………第三块量块尺寸 30.0 ………第四块量块尺寸
相研合而组合使用，也可以和具有类似表 面质量的辅助体表面相研合而用于量块长 度的测量。
•两个平行的测量面，四个非测量面。 •测量面表面粗糙度 Ra：< 0.012μm。
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量块的用途：
量值传递的媒介； 检定和校准量具和量仪； 比较测量时用来调整仪器零位； 低精度
－
1
1
－
1
1.001～1.009 0.001 9
1.01～1.49 0.01 49
1.5～1.9
0.1
5
2.0～9.5
0.5
16
10～100
10
10
15
套别
总块数
1
91
级别 00，0，1
2
83
00，0，1，2（3）
3
46
0，1，2
4
38
0，1，2（3）
16
尺寸系列/mm
0．5 1
1．001，1．002，…1．009 1．01，1．02，…，1．49
（2）光学式量仪 光学式量仪是指用光学方法实现原始信号转换的量仪，具 有放大比较大的光学放大系统，如万能测长仪、立式光学计、工具显微 镜、干涉仪等。
（3）电动式量仪 电动式量仪是指将原始信号转换成电量形式信息的量仪。 这种量仪具有放大和运算电路，可将测量结果用指示表或记录器显示出 来。如电感式测微仪、电容式测微仪、电动轮廓仪、圆度仪等。
尺、圈尺等；游标量具，如游标卡尺、万能角度尺等；螺旋 测微量具，如内、外径千分尺和螺纹千分尺等。
18
3.3 计量器具和测量方法的分类
19
20
21
3.3 计量器具和测量方法的分类
22
3.3 常用计量器具和测量方法
•2．量规
量规是指没有刻度的专用计量器具，用于检验由零件要素 的实际尺寸及形状、位置的实际情况所形成的综合结果是否 在规定的范围内，从而判断零件被测的几何量是否合格。量 规检验不能获得被测几何量的具体数值。
相对于标称值偏差为0.42 μm。使用时按0.42 μm修正， 由此引起的误差为0.02μm。
按等使用比按级使 用精度高。
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2.量块的尺寸组合及使用方法
➢量块是定尺寸量具，一个量块只有一个工作尺寸。 ➢为了满足一定范围的不同要求，量块可以利用其测量面的高 精度所具有研合性，将多个量块研合在一起，组合使用。 ➢组合原则：使量块的数目尽可能少，一般不超过4块。 ➢根据标准GB/T6093—2001《几何量技术规范(GPS) 长度标 准 量块》规定，我国成套生产的量块共有17种套别，每套的 块数分别为91、83、46、38、12、10、8、6、5、等。
（4）气动式量仪 气动式量仪是指以压缩空气为介质，通过其流量或压力的 变化来实现原始信号转换的量仪。如水柱式气动量仪、浮标式气动量仪 等。这种量仪结构简单，可进行远距离测量，也可对难以用其他计量器 具测量的部位（如深孔部位）进行测量；但示值范围小，对不同的被测
参数需要不同的测头。
24
3.3 常用计量器具和测量方法
量块的分等
量块按其检定精度分为5等，即1、2、3、4、5等，其中 1精度最高，5等精度最低。
11
量块的级与等
量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不 同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。
• 按“级”使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺
寸，该尺寸包含其制造误差。
• 按“等”使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，
10，20，…，100
1 1．005 1．01，1．02，…，1．09 1．1，1．2，…，1．9 2，3，…，9 10，20，…，100
间隔/mm
0．001 0．01 0．1 0．5
10
0．01 0．1 0．5 10
0．001 0．01 0．1
1 10
0．01 0．1
1 10
块数
1 1 9 49 5 16 10
•综合测量:是指同时测量零件上与几个参数有关联的综合指标，
从而综合地判断零件是否合格的测量。
•例如，用螺纹量规检验螺纹零件，检测效率高，但不能测出各
分项的参数值，此即为综合测量。
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在线测量和离线测量
在线测量
在流水线上，边加工， 边检验，可提高产品的一致 性和加工精度。
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离线测量
批量产品的质量“人工”离线测量
计量标准：把计量基准的量值传递到工作计量器具的一种 计量器具。如量块、角度块、砝码等。
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二、量块
1.量块的形状、用途及尺寸系列
量块 gauge block： 是精密测量中经常使用的标准器，分长度量块和角度 量块； 是没有刻度的端面量具，也称块规，是用特殊合金钢 制成的长方体。 线膨胀系数小、不易变形、耐磨性好等。
通过计量标准逐级传递到工作计量器具，以保证对被测对象 所测量值的准确一致。传递一般是自上而下，由高等级向低 等级进行。
• 量值传递是统一计量器具量值的重要手段，是保证计量结果
准确可靠的基础。任何一种计量器具，由于种种原因，都存 在不同程度的误差。
• 计量器具的使用上，需定期用规定等级的计量标准对其进行
和精密机床的调整。
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量块的分级
按国标GB/T6093-2001，量块按制造精度，分为5级，即0、 1、2、3级和K级，其中0级精度最高，3级精度最低，K级 是校准级。
主要根据量块标称长度极限偏差、量块长度变动允许值、 测量面的平面度、量块的研合性及测量面的表面粗糙度等 指标来划分的。
量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。
检定，根据检定结果作出进行修理或继续使用的判断。
5
一、长度基准
国际标准单位“米”
如何把这个米 用于实际的测
量工作呢？
光在真空中1/299792458s时间内所行进的距离。
✓首先面临计量单位的复现问题：
计量基准：在特定领域内具有最高计量特性的计量标准。
✓其次，把计量基准的量值传递到工作计量器具（如游标卡 尺、千分尺、光学比较仪等）
电子卡尺
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直接测量和间接测量 间接测量
对多个被测量进行测量，经过计算求得被 测量。 （阿基米德测量皇冠的比重）
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间接测量举例
• 例如用“弦高法”测量大尺寸圆柱体的直径，由弦长L与弦
高H的测量结果，可求得直径D的实际值，如图所示。由图
可得
D L2 H
4H
• 对上式微分后，得到测量结果的测量误差为
接触测量和非接触测量
3、按被测件表面与测量器具测头 是否有机械接触分类
接触测量
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接触测量和非接触测量 非接触测量
红外测温仪
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单项测量和综合测量
4、按零件上同时被测参数的多少分类
•单项测量:是指分别测量工件的各个参数。 •例如，测量螺纹零件时，可分别测出螺纹的实际中径、螺距、