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長(zhǎng)度計(jì)量的基本原則

時(shí)間:2022-07-22 作者:普天同創(chuàng) 閱讀:5088

在長(zhǎng)度計(jì)量中必須遵守五大測(cè)量基本原則:阿貝原則、最小變形原則、最短測(cè)量鏈原則、封閉原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。

—、阿貝原則

測(cè)量是確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,通常選擇比較的形式獲得被測(cè)對(duì)象的量值。所謂比較的形式是指被測(cè)對(duì)象與量具或儀器的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行比較。為了得到準(zhǔn)確 的測(cè)量結(jié)果,德國(guó)科學(xué)家艾利斯特?阿貝提出一個(gè)比較的形式,即被測(cè)對(duì)象與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器之間相對(duì)位置的原則:測(cè)量時(shí)被測(cè)對(duì)象的軸線與標(biāo)準(zhǔn)器軸線相重合或者在其延長(zhǎng)線上,稱(chēng)為阿貝原則。不符合阿貝原則而產(chǎn)生的測(cè)量誤差稱(chēng)之為阿貝誤差。

圖1 — 1為符合阿貝原則的比較形式。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)線紋尺1和被測(cè)線紋尺2作比較時(shí),如由導(dǎo)軌3產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)直線度偏差,而引起讀數(shù)顯微鏡傾斜一個(gè)φ角,此時(shí)所引起的誤差:由此可知,在符合阿貝原則時(shí),受傾斜角φ的影響,為二次誤差。當(dāng)φ角較小 時(shí),甚至可略去不計(jì)。

圖1 — 2為不符合阿貝原則的比較形式。被測(cè)線紋尺不在標(biāo)準(zhǔn)線紋尺的軸線上, 并聯(lián)布置相距為S,導(dǎo)軌同樣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)直線 度偏差,傾斜角為如此時(shí)所引起的誤差。

由此可見(jiàn),不符合阿貝原則時(shí),被測(cè)軸線與標(biāo)準(zhǔn)器軸線之間距離S越大,其阿貝誤差越大。在使用不符合阿貝原則的儀 器進(jìn)行測(cè)量時(shí),應(yīng)盡量減少被測(cè)對(duì)象與標(biāo)準(zhǔn)器之間軸向平行距離。

二、最小變形原則

在測(cè)量過(guò)程中,由于被測(cè)件自重、內(nèi)應(yīng)力以及熱膨脹等因素和接觸測(cè)量時(shí)所受的測(cè) 力、接觸方式等影響,被測(cè)件和儀器的部分零部件都會(huì)產(chǎn)生變形而影響測(cè)量的結(jié)果。為保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度,應(yīng)盡量減少各種因素產(chǎn)生的變形,這就是最小變形原則。條狀工件由于受自重彈性變形的影響,在測(cè)量時(shí)要考慮工件支承方式,如圖1 — 3。當(dāng)a = 0.220 3L 時(shí),工件中心軸線上的長(zhǎng)度變形最小,該支承點(diǎn)稱(chēng)為白塞爾點(diǎn),一般在線紋尺測(cè)量時(shí)采用 這種支承方式。當(dāng)a = 0.211 3L時(shí),工件兩端面平行度變形最小,該支承點(diǎn)稱(chēng)為艾利點(diǎn), 一般在大尺寸量塊測(cè)量時(shí)采用的支承方式。當(dāng)a = 0.223 2L時(shí),工件全長(zhǎng)彎曲變形最小,一般在測(cè)量工件上表面形狀誤差時(shí)采用的支承方式。

三、    最短測(cè)量鏈原則

若測(cè)量系統(tǒng)由一系列單元所組成,從測(cè)量信息的輸入到量值的輸出構(gòu)成這些單元。這 一系列單元所組成的完整部分稱(chēng)為測(cè)量鏈。例如,在萬(wàn)能工具顯微鏡上用影像法測(cè)量小于半圓的圓弧半徑,釆用弦高法測(cè)量。先測(cè)量半圓圓弧的弦長(zhǎng)和弦高,再求得半圓的圓弧半徑。測(cè)量半圓圓弧的弦長(zhǎng)和弦高為兩個(gè)測(cè)量單元,測(cè)量半圓的圓弧半徑為一個(gè)測(cè)量鏈。由于測(cè)量鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)不可避免地引入誤差,環(huán)節(jié)越多,誤差越多。為保證測(cè)量準(zhǔn)確度,測(cè)量鏈應(yīng)為最短。

四、    封閉原則

圓分度的封閉特性決定了在圓分度測(cè)量中如果能滿(mǎn)足封閉條件,則其相鄰偏差的總和為零。在角度測(cè)量中更為重要,圓分度盤(pán)、多面棱體、多齒分度臺(tái)和四方體等都具有封閉特性。運(yùn)用封閉原則,可不需更高等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器,實(shí)現(xiàn)自檢或互檢。

五、    基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)相一致,稱(chēng)為五基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在工藝設(shè)計(jì)和加工中力求達(dá)到與設(shè)計(jì)、裝配基準(zhǔn)相統(tǒng)一,測(cè)量時(shí)也是如此。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)難以與工藝、加工基準(zhǔn)相統(tǒng)一的條件下,測(cè)量基準(zhǔn)首選與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相統(tǒng)一。


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