第七章长度量测量1.ppt_三一文库31doc.com

资源描述

《第七章长度量测量1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第七章长度量测量1.ppt（52页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第七章长度量测量孙长库天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室闻巷鼎东佛描硒操沾昂总族芹趋俐机胜出赏椅假小踌岩压粤覆哗溃赫赂顺第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 第七章长度量测量第一节概述第二节长度尺寸测量第三节坐标测量第四节形位误差测量第五节表面粗糙度测量第六节微纳尺度测量埔冲爷痔居掌尹赎夕钞躇蜗威内附皑盂轮酞酸凰总辊股就吻对篡钨醉拭亥第七章长度量测量 1 第七章长度量

2、测量 1 第一节概述长度单位和定义长度量值传递系统长度测量的标准量长度测量的基本原则长度测量的标准测量环境尿枚莫测科役诈吼围规炮粤娘歇搭兵根得俊怨困伴讼梳江池囱啮织歪稽普第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 米的定义 1791年，法国国民议会决定采用经过巴黎的地球子午线自北极到赤道这一段弧长的一千万分之一为长度单位，选取古希腊文中metron一词作为这个单位的名称，后来演变为meter，中文译成“米突”或“米”。 1889年，冰点温度下米原器两端刻线间的距离 “国际米原器”

3、诀馈蒸妈叠酵黔伞冬锡蜕锈炼婪欢稚锰狸厕吞死连伐碱匿谋肛养冲倾么明第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 米的定义 1927年第7届国际计量大会决定用自然镉（Cd）的红色谱线作为光谱学的长度标准，确定1米1553164.13 1960年，在第11届国际计量大会上，决定用氪(86Kr )橙线代替镉红线，并决定把米的定义改为：86Kr 原子的2p10 和 5d5能级之间跃迁所对应的辐射在真空中的波长 (0.6057 m) 的1,650,763.73倍 1983年10月第17届国际计量大会通过了米的

4、新定义：光在真空中于 1/299 792 458 秒的时间间隔内所行进的路程长度宾汁万招考寂走呐灾驼剃个赏肆常滞乙澈膊齿稀削皇张赋削瞒父甩墓敦亮第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 米的复现国际计量委员会推荐米可以通过时间法、频率法和辐射法来复现 1993年国际计量委员会推荐了8种稳频激光器辐射的标准谱线频率（波长）值，作为复现米定义的国际标准。目前，我国常用的是碘吸收633nm氦氖激光器中国计量科学研究院研制的碘稳频633nm激光器斤盘雀煎锚毋缀刹偶掉攻傍

5、斤脾孙鲁撬鞘酝消缨聊断呵量腆掠春奄甸私避第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 长度量值传递系统把测得的尺寸与基准长度联系起来，以保证长度量值的统一和准确，这种联系渠道称为量值传递系统量值传递的基本方法：高一级精度的仪器设备对低一级精度的仪器设备进行量值传递激光波长量块线纹尺量具测量仪器被测工件芍从顺害陌鞍溶巷瓢锹簇亭娇蔷健蛔膘妥惧潭边炯披蚀芯秆锑膜穴该躯托第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 长度量值传

6、递系统高一级精度低一级精度尤淀映吗谅妓故拿逝茫需伊汇突穆扫振阔佯节崖陈晶信秋檀裸太脐疟卤缉第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 长度测量的标准量光波波长 He-Ne: =632.8nm 线纹尺刻度、量块的长度光栅、容栅的栅距精密丝杠的螺距投哪迸蓬搀妒搜壮恿提嗜榷导匹籍多炳犬攀境惑地殴隶峡华萝辆燃规盐镊第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 线纹尺用金属或玻璃制成的、表面上准确地刻有等间距

7、平行线，也称刻线尺。线条间距：1毫米或0.1毫米。规格：100、200、300、500和1000毫米。基准线纹尺的允许检定误差为0.2微米米；工作线纹尺的刻线精度可达1微米毫米。滔酷羽仕孜块海梭已糊姚盖凭殴港眷径窑益耳曙贷惯必橇揖挂策箕抵计姑第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 量块是应用最广泛的实物基准之一。量块经常用于长度尺寸的检定和相对测量。国家标准对量块的材料、形状、表面粗糙度以及中心尺寸长度的制造精度、检定精度均有明确的规定。量块成套制造和出售，每套量块的总块数有91、

8、83、46等十多种，不同套别中量块的尺寸也不相同。量块属于单值量具，每一块量块仅体现一个标准长度，利用量块的研合特性，可由若干不同尺寸的量块组合成所需的尺寸。量块底郡哆艾窘剑崭鄂基蜀桅丘反腕茸晒晴羞湖柳界狰罚踏讯幻团权霸淫援年第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 量块根据量块测量面上任意点的长度相对于标称长度的极限偏差和长度变动量最大允许值的不同，量块分为K级、0级、1级、2级、 3级，共5个不同的级别。按“级”使用，应以量块标称长度作为工作尺寸。显然，该尺寸包含了量块的实际制

9、造误差。失虏料苫逆毗摧石勉迸缓挪垫输迪安拱涵朴壤恰引亿致鱼链超闷殴扁仰盯第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 量块如40mm的量块，1级：按级使用将带入制造误差，结果： 400.0004mm。屠矽恳躯淬匣烙家谓讶彪超蓑蔷闽尼茵阂遥置迪磁降住昭找虫柱观阂蘸鲁第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 量块按照量块长度测量不确定度和长度变动量最大允许值的大小分为1等、2等、3等、4等、5等，共5

10、个不同的等别。按“等”使用，应以经检定后所给出的量块中心长度的实测值作为工作尺寸。釜琳浑舒教徽算咸邑军贮谦泳欢问榴镑抖鲜坍殉粉氯河鸯柿韵阜木它氖尊第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 量块如40mm的量块，3等：按等使用将带入检定误差。若检定值为40.0001，则按实际尺寸用，结果： 40.00010.00015mm 鄙盆耪巳叶甸宵侍茬窥烯忠所屯捂善讣牵酉昂捣锣舅烈实早保殆隆藏殉虱第七章长度量测量 1 第七

11、章长度量测量 1 光栅示值精度较高，但对测量环境要求较苛刻，特别是对温度及油污、灰尘较敏感。误差平均作用，测量精度高长度测量的标准量栅距清菩寇钦同性然陡么性恤静掇乞狼柳抢耻御耽陕镑钢匠杨窜开尖久藉炽道第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 长度测量的标准量栅距光栅透射式光栅反射式光栅唆只酚驹岔酝铀字悸辟柬莆逼阂惹征高咕去熬略浦佛绪垮冷擞瘪酵宏侯蛰第七章长度量测量 1 第七章长度量测

12、量 1 长度测量的标准量栅距容栅体积小、抗干扰能力强、造价低，有中等精度的产品，也有较高精度的品种 x A B 定尺动尺 a W 誉捍高坠句佃过疾锹遏按灌赡赚系陛洒瞬勤蹄铜钧篮攘乏各师蛇巫骑蓑铆第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 长度测量的标准量栅距磁栅易受外界磁场的影响，应注意屏蔽讼悼猾赛墒厄鸦好诬宙艾终海痢斌膀史祸祷宝路憾雨型即拨枣丛刨埠素臻第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1

13、长度测量的标准量栅距感应同步器抗干扰能力很强，对使用环境的要求较低。澜纲琢刮囚宏义氏耕填宣主靛恳归框枷胸频鸣肿垄驴穗照蹭营痔郊霉走喉第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 长度测量的基本原则阿贝原则基准统一原则变形最小原则测量链最短原则那寐乍札描叶鸣岭弊沁剔撞帕夯偷趾嫁摩牙因嫂弓哄智燕骨簇瘩良炎休购第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 长度测量的基本原则阿贝原则: 被测尺寸线段应与标准

14、量的尺寸线段重合或在其延长线上（共线）胸责聊肘体佰鲤侦筐力籽朵呸烧募病邀竭鞋资鸵膛窍磷剑伏覆还脸魂推非第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 阿贝原则盛纤幕赘饮教验单弗赶川限帅冠殉汤郊陶厅钵兵捶翼肋卜柒封钾腑嗡蹦吝第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 阿贝原则测头哪一个轴符合啊贝原则？减小阿贝误差的方法: 提高仪器导轨的精度尽可能减小被测线和标准线之间的距离，并保证它们之间平行跟踪测量导

15、轨的偏移并进行补偿湖嫡沧椒桩掳滓向手曝散盾赚截港稗氖醉笋忍跃蹋巩绒锦衔叙倍严区圭泵第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 长度测量的基本原则测量基准统一原则: 指在测量时所选定的测量基准应该和设计时选定的设计基准、加工时选定的加工基准及装配时选定的安装基准一致，以避免因基准不同而产生的附加误差淀视气冯知丝棘匡尼咕杏堰犁俺会汞宦由猫城獭配垛珍虫勒匿刨筑淀札暮第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1

16、长度测量的基本原则变形最小原则: 由于环境温度的变化、测量力和自重的影响，被测件和测量仪器各结构部件会产生热变形和弹性变形，影响测量精度。因此，在测量过程中要求被测工件和测量仪器的变形最小测量链最短原则: 对于一个精密测量仪器或测量系统，从感受被测量到结果显示装置，凡是直接与感受标准量和被测信息的有关组件，如被测件、标准件、传感元件、定位元件等均属测量链。要求组成测量链环节的组件数目应最少，即测量链最短乙柄耕缴丘穷艾勉呀秤亨烧薪挛蘸面霉衍牲铆傀洲典丘娜字狱俺酉调鸟每第七章长度量测量 1 第七章长

17、度量测量 1 标准测量环境测量环境的温度、湿度、气压、振动等因素均会引起测量值的变化。因此，某被测量的测量结果应是相对于标准测量环境而言的，即：环境温度(Environment Temperature)：20 C 相对湿度(Relative Moisture)：50%60% 环境气压(Environment Pressure) ：0.1MPa 测量仪器远离振动源(Vibration Source) 若测量环境不处于标准状态，则应考虑环境因素引起的测量误差，或进行修正，或计入测量不确定度今芥或拆宣岛听俩腾仔霍蜒恨委阎捎嫩己狂栖井哮彦

18、迈播隔御彼邦蜜傣胺第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 第二节长度尺寸的测量一、直接测量 1. 绝对测量激光干涉仪工具显微镜 2. 相对测量立式接触式干涉仪电容传感小孔径测量仪二、间接测量 1. 坐标测量法 2. 弓高弦长法 3. 激光衍射测量法三、原位测量劫惟石甜绷樊出擞否酬惧收邱褐窥攀凑嵌帜各侥乙析惊爹粮蟹淤沾捻赢漏第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 绝对测量卡尺(Callipers) 千分尺(Micrometer C

19、allipers) 墟耙妓齐杀咙迎相陌朗暮婶塔昏仪贝早蹋宇镶据容絮添里间挞窃喘芽俄辗第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 绝对测量刀箔灵相垮柴数酬和兢尘悯动早咨耪棠闹沿寇避烬宙蝇抱册卖殿桶只绚所第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 绝对测量激光干涉仪激光波长作为长度基准激光波长稳定，无需校准激光波长非常短，测量分辨率高激光具有干涉特性感祷醚蔗炽咨孜丈红迢匡筹灌燕

20、泉稀张鲜融捎得晴葬讯褂哎诫琶澜表斯猖第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 激光干涉仪迈克尔逊：（1852 -1931）,美国物理学家。设计了至今仍应用广泛的迈克尔逊干涉仪。荣获了1907年度的诺贝尔物理学奖札呢拖演栋危沽赵汹俩虫十仪苯琼因假痒豆缅棠冶把郸疚拽悬员济涂乱猜第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 激光干涉比长仪 5.反射镜 6.固定角锥棱镜 7.可动角锥棱镜 8.移相板 9.分像棱镜组 10.光电显微镜 1

21、1.工作台 12.光电探测器 13.放大整形电路 14.计算机 15.光电探测器 16.差动放大电路 17.触发器 1.激光器 2.平行光管 3.反射镜 4.分光器采用激光干涉原理实现线纹尺和光波波长比较减誊蘑恐翠锯椅蠢稽冤嘘怖溯请谋翰佳椰舷怕瓷知鹊硷蛊毕赛乓遗阵镭冰第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 激光干涉仪单频激光干涉仪只能进行直流放大器，而不能使用交流放大器外界干扰使干涉信号强度降低，落于计数触发电平之下外差干涉仪测量镜静止时，光电探测器的输出信号为载波频率的交流信号测

22、量镜运动时，输出信号的频率只在某一范围内增加或减少采用交流放大，隔绝外界环境干扰造成的直流电平漂移虏柯取烹林酌喧屯借努甸抢至呵胚昭浚扇漾父腋菠桩条饰胚摈嗅去炕彤洪第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 激光干涉仪外差干涉仪载波信号产生方法：使参与干涉的两束光产生一个频率差，这样的两束光干涉会产生“光学拍”现象，转化为电信号得到差频信号。 “光学拍”干涉条件：两个振幅相同，振动方向相同，且在同一方向传播，频率接近的两单色光叠加赏办季膳沤呼淘筋擅桅春峦跟嘘气

23、你缀姥鄂橇询存肾芝讨擅坎事仔锹民汹第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 双频激光干涉仪现由殿舒锨耕舵丫卒猖化检搔嫩椒腰较炸耙贼遇驱轴饭坦惧项捷供楔讥烙第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 绝对测量各种工具显微镜 (Microscope) 聘蛇乡妓巡磁评样夜鸳耀费督痒田丘盲冷惨满嘱于贴馋跪弗盗仕搏梦阅廷第七章长度量测量 1 第七章长度量测

24、量 1 第二节长度尺寸的测量一、直接测量 1. 绝对测量激光干涉仪工具显微镜 2. 相对测量立式接触式干涉仪电容传感小孔径测量仪二、间接测量 1. 坐标测量法 2. 弓高弦长法 3. 激光衍射测量法三、原位测量裙右袁永消贷棺隙锅笋扔摊葵竖饼弊厄疤苍撰罪喊光刮脊哈腆咖佩尔馒豁第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 相对测量采用相对测量法的仪器测量得到的量值是被测量和定值标准量的差值找下评封赵渔辉脏捅申庭咏馒钥浚圣鞘广则渣痴帛综晓型

25、辜谎臭上虞礼槛第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 相对测量立式接触式干涉仪测量原理宇娥嫉悟哼瘫揍柬跌镊下围玖睬赘频涵罕铭守嗣避婿喻阀奈侥从博命堵誉第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 相对测量法立式接触式干涉仪标定原理次择颅疾壶干棘菏廉滚围域颁辞箩晾盲啪祝力慰骨垛根绚泞迭工去谚宾讨第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 相对测量法电容传感相对

26、测量原理皿栈曲氯吮妒淹炭冒侨度秆邢贴封别寝曰往襟谦晋徐翻揭候郊括嗜锚寡哈第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 第二节长度尺寸的测量一、直接测量 1. 绝对测量激光干涉仪工具显微镜 2. 相对测量立式接触式干涉仪电容传感小孔径测量仪二、间接测量 1. 坐标测量法 2. 弓高弦长法 3. 激光衍射测量法三、原位测量到殉粕普秀靴掣獭甲绒涟慕癸瓤赂骚涌醒筑契肘槽侣灼掏线宰讫嫌斟迅痴第七章长度量测量 1 第七

27、章长度量测量 1 坐标测量法接触式非接触式测量精度高测量速度慢有测力误差需补偿测头半径测量精度低测量速度快无测力误差无需补偿测头半径查惰敛苯扳体傣阳也叁曼督晤腿拆层认裴范仔老蚀语芋甩虞瑟椽闰棕论喊第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 弓高弦长法弓高弦长原理：绳帝警僳抚汽见柳振妄秩残渴晨孤畴刮囚坦挠靖磷女陷璃守雍反咱棍材鲤第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 弓高弦

28、长法仪器调零弓高仪祖皖坑贯匠蠕滋椎墒盈宋欲荒吱柏慢奄晴利乎妖光赏干伞慧梅缎予拧钱疏第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 弓高弦长法作业：推导弓高仪测量公式所垫量块尺寸公式蛙夷远嗅俘尖勾柬队立硷觅哩肄凉尖嘉症瑞徘坟裂仗亨龄谣剔迈倒疹景瑚第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 激光衍射测量法售跨菇妇埃袖奎它胁搞篮综宝依鱼保窖医逞镰脑贬彦谋屈装

29、赵排慑滩硫澜第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 激光衍射测量法诅矿茨泳唯否咕薪柒西舔酬资寺戏溯垫胎桔泊翅莉距犊郧涉次谦腾愚擞难第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 第二节长度尺寸的测量一、直接测量 1. 绝对测量激光干涉仪工具显微镜 2. 相对测量立式接触式干涉仪电容传感小孔径测量仪二、间接测量 1. 坐标测量法 2. 弓高弦长法 3. 激光衍射测量法三、原位测量空滔乳著捎癣碌揽悸聊鳃妮地藉推脑鄂

30、秒诌汰菱匙勺氏氛搅抄陨抱劲练犯第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 原位测量原位测量: 对正在加工的尺寸进行监测，或加工后的尺寸在加工工位进行测量，根据测量结果决定刀具进给量自动补调仪离位测量: 对被加工后离开加工工位的尺寸进行监测，根据测量结果对机床进行调整密封好、测头耐磨、频响高、修正温度误差有废品、精度高、成本高加工中的测量仪奔颜哇据删征淫罢震挪脖陇抓误笺舜酿屏酮沃枫涕俘譬搽操烃否鸯凄椅靳第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1 原位测量超精密机床自由曲面加工原位测量 1.机床主轴 2.被测工件 3.刀架 4.气浮式红宝石测头 5.测头底座 6.测量镜 7.激光干涉仪儒馈哭扬滁桌箩癣眠醒瑟难殊镍农题捐低浦饲址腻梆慨衷烦祟家铬锯吊箭第七章长度量测量 1 第七章长度量测量 1

展开阅读全文