检测技术第五章.ppt

第五章 长度及线位移测量 第一节 概述 我国和国际的长度单位是米。在1983年第十七届国际计量大会上正式通过米的新定义如下： “米是光在真空中1／299792458秒的时 间内所经过的距离。” 为了保证长度量值的准确和统一，必须把测得的尺寸与基准长度联系起来，这一联系的渠道就是量值传递系统。目前，在实际工作中常使用下述两种实物基准：量块和线纹尺。首先由稳定激光的基准波长传递到基准线纹尺和一等量块，然后再由它们逐次传递到工件，以确保量值准确一致。 三． 长度测量的标准量 测量是将被测量与标准量进行比较的过程。标准量是体现测量单位的某种物质形式，具有较高的稳定性和精确度。 光波波长：直接使用米定义咨询委员会推荐使用的五种激光和两种同位素光谱灯的任一种来复现。 量块是由两个相互平行的测量面中心之间的距离来确定其工作长度的一种高精度量具。 量块是单值量具，可以组合使用。 量块的公称尺寸和实测尺寸。 （1）对研合性及平面平行性偏差规定为：l、2等与0级，3、4等与1、2级，5、6等与3、4级分别相同。 （2）“等”和‘级”可以代替使用。 例如，0、1、2级量块的中心长度制造极限偏差分别与3、4、5等量块的中心长度测量极限误差相同，因此，0、l、2级量块可分别代替3、4、5等量块来使用。 3.光栅、容栅的栅距和感应同步器的线距。 ①测量效率高； ②容易实现数字显示和自动记录， ③可以实现测量自动化和自动控制。 4.长度测量的基本原则 阿贝原则：在长度测量时，为了保证测量的准确，应使被测零件的尺寸线(简称被测线)和量仪中作为标准的刻度尺(简称标准线)重合或顺次排成一条直线。符合阿贝原则的测量，可减小导轨直线度误差对测量结果的影响。 5．长度测量的标准环境 长度测量的标准环境为：环境温度20°，相对湿度50％~60％之间，气压为0.1MP，测量装置远离振源等。否则要对测量结果进行修正： 第二节 长度尺寸的测量 一．工件的定位 常见的工件定位方法有：平面定位，外圆柱定位，内圆柱定位，顶尖定位等。 2. 用激光跟踪干涉测量仪测量大曲面形状 激光跟踪测量仪采用球坐标测量系统。整个干涉系统安装在一个立柱上，它可以绕水平轴和铅锤轴旋转。两个回转角度φi，θi由装在两根轴上的测角系统读出，矢径Li采用激光干涉原理测量，作为测量靶采用猫眼反射器或角锥棱镜。 常用的基准体现有三种方法： 模拟法：用精度高的检测工具上的要素代替基准要素，如理想直线可用刀口尺，光线，钢丝等实物基准来代替。 直接法：直接用工件的基准作为被测要素的测量基准。 分析法：对实际要素进行测量，然后用最小条件判断其基准要素的方向和位置。 一．用电感式电子水平仪测量直线度误差 被测工件上不同的直线有不同的直线度公差要求。如圆柱体母线，导轨素线，仅在一个方向上有直线度公差要求;多面棱体的棱在两个方向上有直线度要求；圆柱的轴线则在任意方向上有直线度要求。 第五节　线位移量的测量 线位移量：质点在直线方向位置的变化量。对于长度的动态测量就是线位移量的测量 测量原理 超声波测量物位基于超声波以下物理特性： ①声波在不同的介质中传播的速度不同，被吸收而衰减的程度不同，从而可以区别其穿过的是固体、液体还是气体。 ②声波在两介质分界面上会发生反射，反射角等于入射角。当声波垂直入射时，反射声强与入射声强存在下列关系： 1．最小包容区域法:以包容实际轮廓且半径差为最小的两 同心圆的圆心为理想圆的圆心,即理想圆的位置是符合 最小条件的。如图a 2．最小外接圆法：以包容实际轮廓且半径为最小的外接 圆圆心为理想圆的圆心。如图b 3．最大内切圆法：以内切于实际轮廓且半径为最大的内 切圆圆心为理想圆的圆心。如图c 4．最小二乘方圆法：以实际轮廓上相应各点至圆周距离 的平方和为最小的圆的圆心为理想圆的圆心。如图d 圆度误差的四种评定方法 最小包容区域法最小，最小二乘法稍大 圆度仪测量法 转台式圆度仪 传感器回转式圆度仪 测量轴 测微器 工作台 第四节　表面粗糙度测量 定义：表面粗糙度是一种微观几何形状误差,它的大小关系到机械零部件的寿命、震动、噪音等，所以对它的测量显得尤为重要。 特点：波距量值小（小于1mm)，变化频率高，所以粗糙度测量方法必须具有分辨率高和频响快的特性。 测量方法： 接触式轮廓仪（触针式轮廓仪） 电感式轮廓仪、激光干涉式轮廓仪、压电式轮廓仪。 表面粗糙度的测量基准线原则上要求与被测表面的理想形状一致，但在实际测量中难以实现。比较常见的是利用与传感器壳体安装成一体的导头建立相对测量基准。 P104 图5-37激光干涉仪、压电式轮廓