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测定器培训教材ISO课汪旭2004.6.8第一部分基础知识1、计量：是实现单位统一和量值准确可靠的测量。是人们理论联系实际、认识自然、改造自然的方法和手段,它是科技，经济和社会发的展中必不可少的一项重要技术基础。2、计量发展的三个发展阶段①古典阶段，是以经验为主的初级阶段,如：滴水计时迈步定亩英王查理曼以自己的脚长为标准，把它定为英尺等。还有中国早期“度、量、衡”等。②经典阶段，是经典理论指导下的宏观实物基准的计量,如1875年米制公约中规定的基准米原器和基准千克原器。③现代阶段，是以量子理论为基础的微观自然基准的计量，迄今国际单位制中7个“SI”基本单位有5个为微观自然基准。3、计量的四个特点①准确性，是计量的基本特点，是计量科学的命脉、计量技术工作的核心。②一致性，是计量学的最本质的特性，计量单位统一和量值统一是计量一致性的两个方面，适用于国际。③溯源性，为了使计量结果准确一致，任何量值都必须由同一个基准（国家基准或国际基准）传递而来。④法制性，计量的社会性本身就要求有一定的法制来保障。4、常用名词、术语(1)真值(约定真值)：被测量的真实值。(2)示值(标称值):是指由计量器具所指示的(或提供的被测量值)。(3)误差、误差的来源及分类：a、误差，是对其给定的特定量而言，它等于该量的给出值与真值之差。b、误差来源装置误差，因监测装置自身在测量过程中有的误差。方法误差，因测量方法不同而形成的误差。环境误差，是指由于实际环境条件与规定条件不一致所引起的误差。人员误差,是指由测量人员主观因素和操作技术引起的误差。c、误差的种类①随机误差，为测量结果减去在重复条件下对同一被测量进行无限多次测量结果的平均值。②系统误差，在同一被测量的多次测量过程中，保持恒定或以可预知方式变化的测量误差分量。“修正值”,是为了补偿测量误差（已定系统误差）用代数法加到来修正测量结果上的一个量值。③粗大误差，指明显起出规定条件下预期的误差，因而它是明显歪曲测量结果的误差。(4)不确定度不确定度是与测量结果相联的参数，表征合理地赋予被测量值的分散性。通俗的说，“测量不确定度”是指(5)计量确认是指为保证监测装置满足予自定使用要求所需的一组操作。一般包括:校准任何必要的调试或修理和随后再校准，以及任何必要的封印和标记。测量结果不能肯定的程度即测量结果的不置性度。1、游标类①图形结构②游标读数原理游标读数原理是利用尺身刻线间距与游标刻线间距差来进行小数读数的。通常尺身上刻有间距为1mm刻线。如尺身同间距9格(9毫米)相对游标间距10格，则游标的刻度间距为0.9mm，与尺身刻度间距差0.1mm。根据这个原理，使游标沿尺身移动，即可使尺身与游标上的刻度对准；从间距差得出长度尺寸的小数部分，如图11-1所示，读数为0.5mm。第二部分通用测定器计算游标的公式如下：式中:a---尺身刻线间距;r---游标系数(一般为1或2);b---游标刻线间距;i---游标读数值；n---游标线格数；l---游标刻线总长。③使用注意事项（1）游标量具的合理使用范围，见表11-2。（2）使用游标量具时，应考虑使用温度对标准温度20℃允许偏差，见表11-3。表11-2游标卡尺（毫米）齿厚游标卡尺工件精度等级游标读数值游标卡尺深度、高度0.020.050.106-107-108-107级以下9-109级以下9级以下表11-3120-150（3）游标量具可用于直接测量与比较测量，用比较测量可以提高测量精度。例如测量300mm长工件，先用卡尺测量已研合成300mm长的相应等级量块，如卡尺读数比量块读数短0.02mm，则测量工件时，应在卡尺读数上加上0.02mm。标准温度要求被测量工件的尺寸范围(mm)1-1818-5050-120±5偏差（℃）±8±8±620℃的允许（4）测量尺寸时，应使量爪间距略大于被测尺寸，再缓慢使测量面与工件表面贴合。（5）应注意测量位置的正确性，如图11-6和图11-7所示。（6）读数时应使视线与尺上刻线垂直，避免产生视差。使用前检查零位的正确性。（7）不能用卡尺进行动态测量，并防止撞击和磁场影响。④游标量具常见故障分析影响各部分相互作用，游框滑动不灵活的原因如下：（1）主尺弯曲；（2）主尺厚度不均匀；（3）主尺基面平直性不好；（4）主尺基面与另一边平行性不好；（5）游框基面磨损，平直性不好；（6）微动丝杠弯曲；（7）弹簧弹力过小，过大和不均匀；（8）主尺与游框的配合处有毛刺、卷边、灰砂和油垢；（9）主尺和游框间隙过小或不均匀；（10）刀口形量爪弯曲、发生摩擦等。影响游标量具示值误差的原因主要有以下几点：（1）测量面与主尺基面在两个方向上不垂直；（2）主尺基面和游框基面平直性不好；（3）主尺弯曲；（4）测量面平面性和平行性不好。测量面平行性不好的主要原因如下：（1）弹簧接触不良或形状不正确；（2）弹簧弹力不均匀、过大或过小；（3）主尺和游框基面平直性不好；（4）微动装置有毛病；（5）使用磨损。游标卡尺测深部分产生误差的原因有：（1）主尺测深基面不平；（2）主尺测深基面与主尺基面不垂直；（3）主尺测深基面与测深尺端面不在同一平面内；（4）测深尺弯曲；（5）测深尺在槽中摆动；（6）游框内固定测深尺的小槽磨损，发生窜动。修理时，可从以上方面寻找原因，并相应进行外理。2.测微量具①图形结构②测微量具的读数原理测微量具是应用螺旋副传动的原理。借助测微螺旋杆与螺纹轴套作为一对精密螺旋偶合件，将回转运动变为直线运动后读得长度尺寸的，其数字形式为：Ф2π式中:L------测微螺杆移动距离(mm);Ф------测微螺杆旋转角度(rad);S------测微螺杆螺距(mm)。L=×S(11-4)其读数机构由固定套管和微分筒组成。测量前先对好“0”位，即当千分尺两侧量面接触时(或两测量面与相当于千分尺起始刻度尺寸的量块、调整量具接触时)，微分筒棱边对准固定套管零刻线，固定套管上的纵刻线对准微分筒上零刻线。测微螺杆距为0.5mm微分筒为50分度，每格表示0.01mm。测量时利用测力装置使两量面与工件接触，从固定套管上露出的刻线读出被测工件的毫米和半毫米整数，再从微分筒上由固定套管纵刻线所对准的刻线读出小数部分。不足一格的，由估读法确定。将整数与小数相加即为被测尺寸。图11-10读数为5.10mm。③正确使用与注意事项（1）测微理具的合理选用参看表11-9（2）零位调整表11-9测微量具内径杠杆千分尺深度千分尺名称0级1级2级千分尺0.0010.0021级2级被测工作1级2级5级6级精度级别以下以下以下以下测微量具测量前，必须效对其零位。对测量范围0~25毫米的千分尺，校对零位时应使两测量面接触；对于测量范围大于25厘米的千分尺，应在两测量面之间安放尺寸为测量下限的调整具后进行。调整时使用专用扳手，插入固定套管小孔，扳转固定套管，使固定套管纵线与微分筒上零线对准。外径千分尺5--64--53--42--3（5）测微量具测量轴的中心线要与工件被测长度方向相一致，不要歪斜。如图11-12。（6）测微量具测量面与被测量工件相接触时，要考虑工件表面几何形状。如图11-22所示。（7）在测量被加工的工件时，工件要在静态下测量。（8）按被测尺寸调节测微量具时，要慢慢地转动微分筒或测力装置，不要握住微分筒挥动或摇转尺架，以致使精密测微螺杆变形。3、指示量具①图形结构②原理指示量具的工作原理，是借助杠杆，齿轮齿条或扭簧的传动，将测量杆的微小直线位移转变为指针的角位移，从而指出相应的示值。它的优点是轻、小、简、廉，缺点是回程误差比较大。指示量具一般按结构与用途分为：百分表、千分表、杠杆百分表、杠杆千分表、内径百分表、测微计、测微表和扭簧表等。③使用注意事项（1）正确选用百分表和千分表的正确选用如表11-16、表11-17所示。（2）指示仪表应牢固装夹在表架夹具上，夹紧力不宜过大，以免使装夹套筒变形，卡住测杆，夹紧后应检查测杆表11-16分度值精度等级适用范围正确使用范围0级2-8级2-3级1级2-10级2-4级2级3-10级3-5级移动是否灵活。0.01mm百分表被测工作精度等级表11-17千分表分度值mm正确使用范围0.0011-2级0.0051-3级（3）测杆与被测工件表面必须垂直，如图11-37所示。（4）测量圆柱形工件时，测杆轴线应与圆柱形工件直径方向一致，如图11-38所示。（5）测量时，应轻轻提起测杆，把工件移至测头下面，缓慢下降测头，与工件接触。不准把工件强迫推入至测头下，也不得急骤下降测头。在测头与工件表面接触时，测杆应有0.3-1毫米的压缩量，以保持一定的起始测力。1-4级1-7级适用测量范围被测量工作精度等级（6）根据杠杆百分表的工作原理，可以看出测杆（杠杆短臂）的有效长度直接影响到测量差。因此在测量时必须尽可能使测杆轴线垂直于工件尺寸线。如由于特殊工件需要，无法做到这一点，将会使测杆有效长度减小，读数增大，必须按表11-18进行修正。表11-18修正系数cosa6000.98480.98970.86600.76600.64280.5000200300400500100测量线与工件尺寸夹角a（7）使用内径百分表时,测量前必须根据被测工件尺寸，选用相应尺寸的测头,在调整及测量中,内径百分表的测杆应与环规及被测孔径垂直，即在径向找最大值,在轴向找最小值。测量槽宽时,在径向和轴向找最小值,具有定心器的内径百分表，测内孔时，应按孔的轴线方向来回摆动,其最小值即为孔的直径，如图11-39所示。④常见故障分析跳针是由下列原因引起的：（1）齿轮啮合面有脏物、毛刺；（2）齿轮轴和轴承孔间有脏物、毛刺；（3）导杆与导槽间有脏物、锈蚀或毛刺；（4）齿轮有伤齿、断齿；（5）齿轮与其他零件相碰。测杆移动不灵活或卡死是由于：（1）测杆弯曲；（2）测杆与导孔间有脏物或毛刺；（3）套筒松动和上下套筒不同心；（4）导杆与导槽块松动；（5）导杆过长或弯曲；（6）齿轮两轴孔不同心；（7）齿轮端面与轴承之间间隙过小；（8）齿条与齿轮啮合太紧；（9）表体扭曲变形；（10）各配合面上有污物或毛刺；影响百分表灵敏程度有以下因素：（1）测力变化；（2）测力过大和测量系统刚性不足；（3）百分表传动机构中的空行程；示值不稳定的原因如下（1）齿轮Z2和Z3配合松动；（2）指针配合松动；（3）齿轮Z3轴承座松动；（4）测杆径向摆动；（5）齿轮轴在轴承孔中摆动；（6）测杆转动；（7）齿条与齿轮Z2啮合不好；（8）游丝未顶紧或紧力不够；（9）游丝力量太小，错乱和松动；（10）各部分紧固不良。百分表示值误差的产生来自以下原因：（1）齿形误差；（2）齿轮偏心；（3）刻度盘偏心；（4）轮缘和端面跳动；（5）齿轮周节的累积误差；（6）齿轮轴在轴承孔中的径向摆动；（7）由于伟动链刚性不足引起齿轮传动中空行程等。千分表示值不稳定是由下列原因引起的；（1）游丝弹力小或错乱；（2）径向摆动大；（3）各螺丝钉未固紧；（4）套筒松动；（5）齿轮轴孔磨损；千分表示值误差产生的原因如下：（1）杠杆比失调；（2）测杆顶头小平面与杠杆头部小钢球不接触；（3）游丝未压缩旋紧；（4）齿条与16齿齿轮形状误差或磨损；（5）齿轮轴在轴承孔中的径向摆动；（6）齿轮传动的空行程等。杠杆百分表产生示值变化主要原因如下：（1）游丝弹力小；（2）杠杆孔与轴配合因磨损而松动；（3）游丝轴套与齿轮轴或螺旋轴配合松动，使游丝不起作用；（4）指针松动；（5）齿轮传递部分不清洁或有毛刺；（6）长杠杆圆头和螺旋槽间隙过大、过小；内径百分表活动测头移动不平稳由以下原因造成；（1）产生测力的弹簧严重锈蚀；（2）有毛刺；（3）活动测头与相配孔磨损太大等。内径百分表产生示值误差原因如下：（1）推杆与指示表接触的端面磨成凹坑；（2）杠杆传动比不对；（3）可换测头磨损。