互换性与测量技术课程教案第二次课次授课方式|理论课讨论课口实验课口习腿课口 其他口课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：第二章几何量测量基础S2-1概述S2-1概述S2-2长度、角度量值的传递$2-3计量器具和测量方法$2-4测量误差2-5各类测量误差的处理教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握测量技术的基本知识；熟悉计量器具与测量方法、测量误差分类；了解计量单位与量值的传递。了解等精度测量列的数据处理方法。教学重点及难点：教学重点：量块的组合使用；误差的处理方法教学难点：随机误差的处理方法及步骤；教学基本内容方法及手段采用多媒体和黑板相第二章几何量测量基础结合的教学手段。通过一、概述实例讲解量块的组合使、长度基准用。通过补充概率等内三、量块容说明随机误差的分布四、计量器具和测量方法规律。五、测量误差随机误差的处理可六、数据误差和处理结合例题分析讲解。作业、讨论题、思考题：1.测量的实质是什么？一个完整的测量过程应包括哪几个要素？2.量块的分等和分级的？3.什么是测量误差？测量误差有几种表示形式4.随机误差的能消除吗？应怎样对它处理？
1 互换性与测量技术 课程教案 课次 第二次 授课方式 （请打√） 理论课 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 安排 2 授课题目（教学章、节或主题）： 第二章 几何量测量基础 §2-1 概述 §2-1 概述 §2-2 长度、角度量值的传递 §2-3 计量器具和测量方法 §2-4 测量误差 §2-5 各类测量误差的处理 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握测量技术的基本知识；熟悉计量器具与测量方法、测量误差分类；了解计量单位 与量值的传递。了解等精度测量列的数据处理方法。 教学重点及难点： 教学重点：量块的组合使用;误差的处理方法 教学难点：随机误差的处理方法及步骤； 教 学 基 本 内 容 方法及手段 第二章 几何量测量基础 一、概述 二、长度基准 三、量块 四、计量器具和测量方法 五、测量误差 六、数据误差和处理 采用多媒体和黑板相 结合的教学手段。通过 实例讲解量块的组合使 用。通过补充概率等内 容说明随机误差的分布 规律。 随机误差的处理可 结合例题分析讲解。 作业、讨论题、思考题： 1．测量的实质是什么？一个完整的测量过程应包括哪几个要素？ 2. 量块的分等和分级的？ 3. 什么是测量误差？测量误差有几种表示形式 4．随机误差的能消除吗？应怎样对它处理？ √
基本教材和主要参考资料：《几何量公差与检测》第九版甘永立主编上海科学技术出版社出版；参考教材：《互换性与技术测量》胡凤兰高等教育出版社《几何量公差与检测习题集》甘永立主编上海科学技术出版社出版。课后小结：1、了解测量的基础知识，理解检测的意义，掌握精度测量的基本概念和测量过程的四要素;2、了解计量单位与量值的传递，量块的相关知识；掌握量块的使用方法3、测量方法分类；掌握测量误差与数据处理的方法。第二章 几何量测量基础课次：2本章为一般讲解，要求学生基本掌握。因为在误差理论与数据处理课程中已经讲过。基本内容：概述：检测的意义、测量的基本要素、检测的一般步骤;计量单位与量值传递：长度单位及其基准、量块、长度的量值传递；测量器具与测量方法：测量器具的分类、测量器具的技术性能指标、 测量方法分类;测量误差：测量误差及表达式、误差的分类、误差的来源及减小其影响的措施、测量不确定度、测量数据的处理。81概述为了保证机械零件的互换性，需要对完工零件的几何量进行检测，以判断是否符合设计要求。、几何量测量的定义几何量测量是指为确定被测几何量的量值而进行的实验过程本质是将被测几何量与作为计量单位的标准量进行比较，从而确定两者比值的过程二、测量要素
2 基本教材和主要参考资料： 《几何量公差与检测 》第九版 甘永立 主编 上海科学技术出版社出版； 参考教材：《互换性与技术测量》 胡凤兰 高等教育出版社 《几何量公差与检测习题集》甘永立 主编 上海科学技术出版社出版。 课后小结： １、了解测量的基础知识，理解检测的意义，掌握精度测量的基本概念和测 量过程的四要素； ２、了解计量单位与量值的传递，量块的相关知识；掌握量块的使用方法 ３、测量方法分类；掌握测量误差与数据处理的方法。 第二章 几何量测量基础 课次：2 本章为一般讲解，要求学生基本掌握。因为在误差理论与数据处理课程中已经讲过。 基本内容： 概述：检测的意义、测量的基本要素、检测的一般步骤； 计量单位与量值传递：长度单位及其基准、量块、长度的量值传递； 测量器具与测量方法：测量器具的分类、测量器具的技术性能指标 、 测量方法分类； 测量误差：测量误差及表达式、误差的分类、误差的来源及减小其影响的措施、测量 不确定度、测量数据的处理。 §1 概述 为了保证机械零件的互换性，需要对完工零件的几何量进行检测，以判断是否符合设计 要求。 一、几何量测量的定义 几何量测量是指为确定被测几何量的量值而进行的实验过程。 本质是将被测几何量与作为计量单位的标准量进行比较，从而确定两者比值的过程。 二、测量要素
1．被测对象本课程被测对象是几何量，包括长度、几何误差、表面粗糙度、螺纹及齿轮的几何参数等。2.计量单位采用国际单位制(SI),长度基本单位米(m),常用单位毫米(mm)和微米(um)。3.测量方法测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的综合。4．测量精度测量结果与真值相一致的程度。由于在测量过程中总是不可避免地出现测量误差，故无测量精度的测量是毫无意义的测量。82长度量值的传递一、长度基准◆国际单位制及我国法定计量单位制长度的基本单位是米（m）。1983年第17届国际计量大会上通过的米定义是：1米是光在真空中于1/299792458秒时间间隔内所经路径的长度国家基准波长●米的定义主要采用比较测量法无先装车部仪无仪限稳频激光来复现。因稳频激双频激光干涉仪绝对测量法光的波长作为长度基准具有比较测量法等量块极好的稳定性和复现性工作基准米尺比较测量法比较测量法2等量块二、长度量值传递系统计量卷具的示值■等线纹尺教测量法2.2长度量值的传递比较测量法、3等量块2等线纹尺高料图2-1长度量值传递系统比较或直接测量针整费具的示值比较测量法等量块等线纹尺比较或直接测量法直接测量法！5等量块之美南机床用零具其些计量器具的示值直接测量各种计量器具禁耀升芝类工作尺寸 工件尺寸图2-1长度量值传递系统三、量块1.有关量块精度的术语
3 1. 被测对象 本课程被测对象是几何量，包括长度、几何误差、表面粗糙度、螺纹及齿轮 的几何参数等。 2. 计量单位 采用国际单位制（SI），长度基本单位米(m)，常用单位毫米(mm)和微米(μm)。 3. 测量方法 测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的综合。 4. 测量精度 测量结果与真值相一致的程度。由于在测量过程中总是不可避免地出现测 量误差，故无测量精度的测量是毫无意义的测量。 §2 长度量值的传递 一、长度基准 ◆ 国际单位制及我国法定计量单位制长度的基本单位是米（m）。 ◆ 1983 年第 17 届国际计量大会上通过的米定义是：“1 米是光在真空中于 1/299792458 秒时间间隔内所经路径的长度”。 ◆ 米的定义主要采用 稳频激光来复现。因稳频激 光的波长作为长度基准具有 极好的稳定性和复现性。 二、 长度量值传递系统 2.2 长度量值的传递 图 2-1 长度量值传递系统 图 2-1 长度量值传递系统 三、量块 1. 有关量块精度的术语 国家基准波长 工作基准器 激光光波干涉仪 工作基准器 激光干涉比长仪或 双频激光干涉仪 比较测量法 1 等量块 绝对测量法 比较测量法 2 等量块 3 等量块 4 等量块 极少数高精度 比较测量法 计量器具的示值 比较或直接测量法 5 等量块 比较或直接测量法 某些高精度 计量器具的示值 某些计量器具的示值 各种计量器具 工件尺寸 端 面 量 具 比较测量法 工作基准米尺 1 等线纹尺 比较测量法 2 等线纹尺 比较测量法 3 等线纹尺 比较测量法 精密机床用尺 之类的工作计量器具 直接测量法 普通尺之类的 工作计量器具 工作尺寸 直接测量法 线 纹 量 具
图2-2有关量块长度、偏差和误差的术语①量块长度1量块一个测量面上的任意点到与其相对的另一测量面相研合的辅助体表面之间的垂直距离。②量块的中心长度1。对应于量块未研合测量面中心点的量块长度。③量块标称长度Ia标记在量块上，用以表明其与主单位（m）之间关系的量值，也称为量块长度的示值。④任意点的量块长度偏差e任意点的量块长度与标称长度的代数差，即e=-ln。合格条件：-t<es+t③量块的长度变动量v量块测量面上任意点中的最大量块长度Imx与最小量块长度Imin之差。合格条件：V≤tv③量块测量面的平面度误差 fa包容量块测量面的实际表面且距离为最小的两个平行平面之间的距离。其公差为ta。合格条件：fa<ta2.量块的精度等级（1）量块的分级按照JG146-2003《量块检定规程》的规定，量块的制造精度分为五级：K、0、1、2、3级，其中K级精度最高，精度依次降低，3级最低。量块生产企业大都按“级"向市场销售量块。（2）量块的分等按照JG146-2003《量块检定规程》的规定，量块的检定精度分为五等：1、2、3、4、5等，其中1等最高，精度依次降低，5等最低。（3）量块按“等"使用与按“级"使用量块按“级"使用时，应以量块的标称长度作为工作尺寸，包含制造误差。量块按“等"使用时，以检定给出的量块中心长度的实际尺寸作为工作尺寸，排除制造误差的影响，仅包含检
4 图 2-2 有关量块长度、偏差和误差的术语 ① 量块长度 l 量块一个测量面上的任意点到与其相对的另一测量面相研合的辅助体表 面之间的垂直距离。 ② 量块的中心长度 lc 对应于量块未研合测量面中心点的量块长度。 ③ 量块标称长度 ln 标记在量块上，用以表明其与主单位（m）之间关系的量值，也称 为量块长度的示值。 ④ 任意点的量块长度偏差 e 任意点的量块长度与标称长度的代数差，即 e=l-ln。合格条 件： -te≤e≤+te。 ⑤ 量块的长度变动量 ν 量块测量面上任意点中的最大量块长度 lmax 与最小量块长度 lmin 之差。合格条件：ν≤tν ⑥ 量块测量面的平面度误差 fd 包容量块测量面的实际表面且距离为最小的两个平行 平面之间的距离。其公差为 td。合格条件：fd≤td 。 2. 量块的精度等级 （1）量块的分级 按照 JJG 146-2003《量块检定规程》的规定，量块的制造精度分为五级：K、0、1、2、3 级，其中 K 级精度最高，精度依次降低，3 级最低。量块生产企业大都按“级”向市场销售量 块。 （2）量块的分等 按照 JJG 146-2003《量块检定规程》的规定，量块的检定精度分为五等：1、2、3、4、5 等，其中 1 等最高，精度依次降低，5 等最低。 （3）量块按“等”使用与按“级”使用 量块按“级”使用时，应以量块的标称长度作为工作尺寸，包含制造误差。量块按“等”使用 时，以检定给出的量块中心长度的实际尺寸作为工作尺寸，排除制造误差的影响，仅包含检
定的测量误差。故量块按“等"使用的测量精度比量块按“级"使用时高。3.量块的组合使用量块具有研合性，故可将不同尺寸的量块进行组合而形成所需的工作尺寸。表2-1列出了国产83块量块组的尺寸系列。量块组合时，为减少量块组合的累积误差，应力求使用最少的块数，一般不超过4块。组成量块时，可从消去所需工作尺寸的最小尾数开始，逐一选取。如为了得到工作尺寸为38.785mm的量块组，从83块一套的量块中选取过程如下：38.785mm-）1.005mm第一块量块37.780mm-）1.28mm第二块量块36.500mm-）6.5mm第三块量块30.000mm第四块量块83计量器具和测量方法一、计量器具的分类计量器具按其本身的结构特点进行分类可分为：量具、量规、计量仪器和计量装置等四类。1.量具以固定形式复现量值的计量器具。2．量规没有刻度的专用计量器具，如检验孔、轴实际尺寸和形状误差的综合结果所用的光滑极限量规。3.计量仪器能将被测几何量的量值转换成可直接观测的指示值（示值）或等效信息的计量器具（量仪）。：为确定被测几何量量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。4.计量装置二、计量器具的基本技术性能指标计量器具的基本技术性能指标是合理选择和使用计量器具的重要依据。1.标尺刻度间距标尺刻度间距是指计量器具标尺或分度盘上相邻两刻线中心之间的距离或圆弧长度。2.标尺分度值5
5 定的测量误差。故量块按“等”使用的测量精度比量块按“级”使用时高。 3. 量块的组合使用 量块具有研合性，故可将不同尺寸的量块进行组合而形成所需的工作尺寸。表 2-1 列出了 国产 83 块量块组的尺寸系列。 量块组合时，为减少量块组合的累积误差，应力求使用最少的块数，一般不超过 4 块。组 成量块时，可从消去所需工作尺寸的最小尾数开始，逐一选取。如为了得到工作尺寸为 38.785mm 的量块组，从 83 块一套的量块中选取过程如下： 38.785mm -）1.005mm 第一块量块 37.780mm -）1.28 mm 第二块量块 36.500mm -）6.5 mm 第三块量块 30.000mm 第四块量块 §3 计量器具和测量方法 一、计量器具的分类 计量器具按其本身的结构特点进行分类可分为：量具、量规、计量仪器和计量装置等四类。 1. 量具 以固定形式复现量值的计量器具。 2. 量规 没有刻度的专用计量器具，如检验孔、轴实际尺寸和形状误差的综合结果所用 的光滑极限量规。 3.计量仪器 能将被测几何量的量值转换成可直接观测的指示值（示值）或等效信息的计 量器具（量仪）。 4. 计量装置 为确定被测几何量量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。 二、计量器具的基本技术性能指标 计量器具的基本技术性能指标是合理选择和使用计量器具的重要依据。 1. 标尺刻度间距 标尺刻度间距是指计量器具标尺或分度盘上相邻两刻线中心之间的距 离或圆弧长度。 2. 标尺分度值