长度计量的基本原则

时间:2022-07-22 作者:普天同创 阅读:398

在长度计量中必须遵守五大测量基本原则:阿贝原则、最小变形原则、最短测量链原则、封闭原则和基准统一原则。

—、阿贝原则

测量是确定被测对象的量值而进行的实验过程,通常选择比较的形式获得被测对象的量值。所谓比较的形式是指被测对象与量具或仪器的测量标准器进行比较。为了得到准确 的测量结果,德国科学家艾利斯特•阿贝提出一个比较的形式,即被测对象与测量标准器之间相对位置的原则:测量时被测对象的轴线与标准器轴线相重合或者在其延长线上,称为阿贝原则。不符合阿贝原则而产生的测量误差称之为阿贝误差。

图1 — 1为符合阿贝原则的比较形式。当标准线纹尺1和被测线纹尺2作比较时,如由导轨3产生运动直线度偏差,而引起读数显微镜倾斜一个φ角,此时所引起的误差:由此可知,在符合阿贝原则时,受倾斜角φ的影响,为二次误差。当φ角较小 时,甚至可略去不计。

图1 — 2为不符合阿贝原则的比较形式。被测线纹尺不在标准线纹尺的轴线上, 并联布置相距为S,导轨同样产生运动直线 度偏差,倾斜角为如此时所引起的误差。

由此可见,不符合阿贝原则时,被测轴线与标准器轴线之间距离S越大,其阿贝误差越大。在使用不符合阿贝原则的仪 器进行测量时,应尽量减少被测对象与标准器之间轴向平行距离。

二、最小变形原则

在测量过程中,由于被测件自重、内应力以及热膨胀等因素和接触测量时所受的测 力、接触方式等影响,被测件和仪器的部分零部件都会产生变形而影响测量的结果。为保证测量结果的准确度,应尽量减少各种因素产生的变形,这就是最小变形原则。条状工件由于受自重弹性变形的影响,在测量时要考虑工件支承方式,如图1 — 3。当a = 0.220 3L 时,工件中心轴线上的长度变形最小,该支承点称为白塞尔点,一般在线纹尺测量时采用 这种支承方式。当a = 0.211 3L时,工件两端面平行度变形最小,该支承点称为艾利点, 一般在大尺寸量块测量时采用的支承方式。当a = 0.223 2L时,工件全长弯曲变形最小,一般在测量工件上表面形状误差时采用的支承方式。

三、    最短测量链原则

若测量系统由一系列单元所组成,从测量信息的输入到量值的输出构成这些单元。这 一系列单元所组成的完整部分称为测量链。例如,在万能工具显微镜上用影像法测量小于半圆的圆弧半径,釆用弦高法测量。先测量半圆圆弧的弦长和弦高,再求得半圆的圆弧半径。测量半圆圆弧的弦长和弦高为两个测量单元,测量半圆的圆弧半径为一个测量链。由于测量链的各个环节不可避免地引入误差,环节越多,误差越多。为保证测量准确度,测量链应为最短。

四、    封闭原则

圆分度的封闭特性决定了在圆分度测量中如果能满足封闭条件,则其相邻偏差的总和为零。在角度测量中更为重要,圆分度盘、多面棱体、多齿分度台和四方体等都具有封闭特性。运用封闭原则,可不需更高等级的标准器,实现自检或互检。

五、    基准统一原则

设计基准、工艺基准、加工基准、装配基准与测量基准相一致,称为五基准统一原则。在工艺设计和加工中力求达到与设计、装配基准相统一,测量时也是如此。在设计基准难以与工艺、加工基准相统一的条件下,测量基准首选与设计基准相统一。


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