精密測量?jì)x器
更新時(shí)間:2020-12-21點(diǎn)擊次數:3458次
測量?jì)x器是為了取得目標物某些屬性值而進(jìn)行衡量所需要的第三方標準,測量?jì)x器一般都具有刻度,容積等單位。精密測量?jì)x器,顧名思義即對某些指標進(jìn)行精密測量的儀器。
測量?jì)x器的概念其基本內容包括:精度、誤差、測量標準器材、長(cháng)度測量、角度測量、形狀測量、傳統光學(xué)儀器。在精密測量上的應用等等。
測量?jì)x器有接觸試和光學(xué)試測量?jì)煞N(用的最多)接觸試:一般測量工具和3D測量工具(三坐標測量機又叫三次元)三坐標測量機又叫三次元,它可以測量很多復雜的空間尺寸:如模具和汽車(chē)產(chǎn)品。
測量?jì)x器常見(jiàn)類(lèi)型
電子測量?jì)x
電子測量?jì)x器具有獨特的關(guān)聯(lián)戰略性產(chǎn)業(yè),它自身的發(fā)展好壞,對整個(gè)國民經(jīng)濟特別是電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著(zhù)十分明顯的影響。我國的電子測量?jì)x器市場(chǎng)龐大,需求量大,電子測量?jì)x器對電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
國內電子計測技術(shù)及電子測量?jì)x器的發(fā)展迅速,遍及各行各業(yè),第一、電子計測技術(shù)基礎理論研究:新的測試理論和方法研究、人工智能理論研究、頻率基溯源與標準器獲得方法研究、新型測控總線(xiàn)及系統結構研究、測量與儀器標準的研究與制定等都是今后在理論研究方面的重點(diǎn)。第二、電子計測技術(shù)的發(fā)展:發(fā)展較快的技術(shù)有先進(jìn)測控總線(xiàn)技術(shù)、數字信號處理新技術(shù)、綜合測試與故障診斷新技術(shù)、光頻標和精密時(shí)頻測試新技術(shù)等。第三、二類(lèi)重要電子測量?jì)x器:矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀的一個(gè)重要發(fā)展方向是構建以矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀為核心的自動(dòng)測量技術(shù)和自動(dòng)測試系統;另外,矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀已走出傳統的線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò )的應用領(lǐng)域,而在非線(xiàn)性、大功率網(wǎng)絡(luò )的測試和分析中發(fā)揮著(zhù)重要作用。調制域分析儀器是當今唯一能直接對通信傳輸中隨時(shí)間而變化的晃動(dòng)進(jìn)行精確測量的技術(shù),尤其是在軍事電子測試領(lǐng)域更有其重要的意義。第四、電子測量?jì)x器現代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展:儀器產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)水平是衡量一個(gè)國家科技工業(yè)基礎和工業(yè)能力的重要標志,貫穿于整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程和全壽命周期中。今后在儀器儀表生產(chǎn)技術(shù)的研究中要注意解決好產(chǎn)品設計和過(guò)程監管模式問(wèn)題,研究新型的儀用器件,研制高精度和高質(zhì)量的儀器儀表專(zhuān)用元器件、零部件和整機的質(zhì)量檢驗設備,研究虛擬試驗驗證和工程化驗證技術(shù),研究先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和流程,研究穩定性、可靠性、可維護性和可測性新的評估方法,以及產(chǎn)品的標準化認證體制。第五、電子測量?jì)x器綜合測試系統:綜合測試應將研究的重點(diǎn)放在綜合測試系統的體系優(yōu)化研究,測控系統的統一性和整體性技術(shù)研究,傳感器信息處理和多傳感器數據融合技術(shù)研究,大區域現場(chǎng)測試的分布式網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)、觸發(fā)、同步等技術(shù)研究,以及基于合成儀器與系統的可重構測控系統技術(shù)研究等多個(gè)方面。
中國電子測量?jì)x器處于新中國成立以來(lái)第二次發(fā)展機遇。主要源于中國經(jīng)濟的發(fā)展,中國經(jīng)濟出現了兩個(gè)變化:一是產(chǎn)業(yè)要升級,二是產(chǎn)業(yè)要自主創(chuàng )新。一個(gè)產(chǎn)業(yè)從原材料的選定、生產(chǎn)過(guò)程的監控、產(chǎn)品的測試、行業(yè)運營(yíng)都需要電子測量?jì)x器完成,因此電子測量?jì)x器肩負著(zhù)其它產(chǎn)業(yè)升級、自主創(chuàng )新的歷史使命。
二次元
二次元又稱(chēng)影像儀,影像測量?jì)x,二維影像測量?jì)x等,自動(dòng)影像測量?jì)x。
手動(dòng)影像
手動(dòng)影像測量?jì)x依靠人工操作控制測量平臺的X、Y軸的移動(dòng),來(lái)獲取被測物體的光學(xué)影像,通過(guò)光學(xué)顯微鏡將其放大,經(jīng)過(guò)CCD攝像系統將放大后的物體影像送入計算機后,能高效地檢測各種復雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置,進(jìn)而讀取出需要的幾何量尺寸。
自動(dòng)影像
自動(dòng)影像測量?jì)x是在手動(dòng)影像測量?jì)x基礎上,改人工控制為電腦系統控制X、Y、Z軸的移動(dòng),在選取被測物體的輪廓、角度等幾何量時(shí),更為精確和方便快捷。已經(jīng)成為國內使用最廣泛的影像測量?jì)x種類(lèi),并有取代手動(dòng)影像測量?jì)x的趨勢。
對于測量?jì)x器的學(xué)習要求,不僅要了解了基本測繪工作地全過(guò)程,更要系統地掌握了測量?jì)x器操作、數據處理、施工放樣等基本技能。測量要求認真、仔細、精確、嚴謹,很小的錯誤也會(huì )在工程中造成很?chē)乐氐暮蠊?,所以在測量工作中我們都必須要有認真嚴謹的態(tài)度和吃苦耐勞的精神。
三坐標測量?jì)x
三坐標測量?jì)x依操作方式分類(lèi)有手動(dòng)、馬達驅動(dòng)和CNC等三種型式。
手動(dòng)式
操作者用手握住主軸使其沿著(zhù)軸移動(dòng)。測量時(shí),需注意探頭與工件間測量壓力、及探頭移動(dòng)因加速度所造成軸產(chǎn)生彎曲導致測量誤差。
馬達驅動(dòng)式
馬達驅動(dòng)式三坐標測量?jì)x一般可由游戲桿控制。它具有高測量精度、容易操作、且提供教導式測量等優(yōu)點(diǎn)。
CNC式三坐標測量?jì)x除了具有馬達驅動(dòng)式的功能之外,還可自動(dòng)依照計算機所預先設定的程序執行測量,甚至有些廠(chǎng)商出品的三坐標測量?jì)x,也提供了自動(dòng)裝拆工件。CNC式三坐標測量?jì)x除提供尺寸測量(點(diǎn)到點(diǎn)的測量)外,也可作曲面的輪廓測量(點(diǎn)到點(diǎn)的測量及掃瞄測量)。
光學(xué)試測量:可避免接觸試測量中產(chǎn)品的變形和一些接觸試測量無(wú)法完成的工作,產(chǎn)品有:二次元,三維激光抄數機等。
長(cháng)度計量?jì)x器的相關(guān)概述
根據長(cháng)度測量的基本內容可以知道,長(cháng)度計量就是要將測量值同被測量的真值進(jìn)行對比,并將對比的結果作為被測量對象的量值來(lái)進(jìn)行實(shí)驗的一個(gè)過(guò)程。通常而言在具體長(cháng)度測量中,操作的基礎是被測量物的基面,主要是由點(diǎn)和線(xiàn)共同構成的。因此在具體的長(cháng)度測量實(shí)踐中,第一件事情就是要明確測量的基面,只有在做好基面工作的基礎上才能進(jìn)行它同另一面距離的測量。接下來(lái)需要考慮的就是測量工件如何完成定位的問(wèn)題,要保證工件的位置能夠很好的完成測量,不能增加測量的難度,要在最簡(jiǎn)單的方式下提高測量的精準度。對于測量基面的選擇,必須要嚴格依照相關(guān)原則,確保設計和工藝,以及測量和裝配等基面的高度一致。但是在具體的實(shí)踐操作中,由于各種不穩定因素的影響,工藝基面同設計基面常常會(huì )出現不一致的現象,這也就造成了測量基面的變化。與此同時(shí),為了進(jìn)一步提高長(cháng)度量值之間的準度,還要在健全長(cháng)度基準的同時(shí),建立各式各樣的標準器,其中下一級別的標準器精度是要低于上一級的,所以在數量上下一級別的標準器是要遠多于上一級標準器的。借助這種逐級對比的形式,就可以將標準器所呈現的單位量值進(jìn)行由上到下的輸送,并最終將其應用到長(cháng)度儀器和計量器具中。
長(cháng)度計量?jì)x器測量的誤差表示
在長(cháng)度計量?jì)x器測量的誤差中,通常會(huì )以下面幾種方式來(lái)進(jìn)行表示。其中一種方式就是借助量值來(lái)表示,之后再用最終測量得到的量值來(lái)表示同實(shí)際值中間出現的誤差。另外一種表示方式就是比值,其實(shí)就是將絕對誤差值同實(shí)際值進(jìn)行比的一種方法,因此通過(guò)這種方式表示出來(lái)的誤差又可以被叫做相對誤差。比如我們在測量長(cháng)度的實(shí)際操作中,使用的是激光干涉儀器,那么最大的相對誤差值應該是千萬(wàn)分之一。除此之外當測量的條件已經(jīng)被明確規定的時(shí)候,一米長(cháng)度的測量誤差是需要不小于零點(diǎn)一微米的。除了上述兩種表示方法之外,還有一種就是精度。在長(cháng)度計量?jì)x器測量誤差中,精度的叫法其實(shí)是一種簡(jiǎn)稱(chēng),它是將最后的測量結果同被測量的真值進(jìn)行比較,并根據對比程度以及準確度來(lái)進(jìn)行表示的,也可以理解為是測量結果相對于被測量長(cháng)度值的偏離程度,因此這種方式其實(shí)是將測量的正確度和精準度結合到了一起,所以也被成為精度。在長(cháng)度計量?jì)x器測量過(guò)程中,如果系統的誤差已經(jīng)做了調整,那么就需要通過(guò)使用不確定度來(lái)替代精確度進(jìn)行表示。其中不確定度指的是由于測量誤差的存在,而對被測量值不能進(jìn)行肯定的程度,相反的也可以用它來(lái)表示測量結果的可信程度。作為測量結果的一個(gè)重要指標,不確定度越小,那么測量結果同被測量真值是越一致的,而不確定度越大,那么測量結果的可信程度就越低。
長(cháng)度計量?jì)x器測量的誤差影響因素分析
1)溫度
一般情況下在進(jìn)行長(cháng)度計量的時(shí)候,要想達到量值統一的測量目的,就必須要保證測量工件的溫度符合國際標準溫度20℃的規定,以此來(lái)來(lái)減少由于測量工件不符合溫度要求而出現的測量誤差現象。因此為了進(jìn)一步提高長(cháng)度計量?jì)x器的測量精準度,減少由于溫度的誤差而造成的測量偏差,就需要加強對造成工件溫度誤差原因的分析和探究。為了降低溫度上的誤差,在用長(cháng)度計量器進(jìn)行測量時(shí),要盡可能的使被測量物體和標準器的材料一致,以降低測量物體和標準器之間的線(xiàn)膨脹系數,進(jìn)而降低測量的誤差,以確保溫度的一致,降低因為溫度上的誤差對長(cháng)度計量?jì)x器測量產(chǎn)生影響。
2)長(cháng)度測量?jì)x器的使用和保養
使用長(cháng)度測量?jì)x器進(jìn)行測量的時(shí)候,如果使用方法不當會(huì )使測量結果產(chǎn)生誤差。比如在臥式測長(cháng)儀中,需要用標準的環(huán)規和量塊附件組合成一個(gè)和被測環(huán)規大小一樣的尺寸,將其和被測環(huán)規進(jìn)行比較測量。這種測量方式除了會(huì )產(chǎn)生尺寸測量?jì)x器的誤差之外,還會(huì )產(chǎn)生對準誤差。導致測量存在誤差的影響因素有很多,比如檢測現場(chǎng)的亮度、襯度、測量?jì)x器刻線(xiàn)的質(zhì)量、對線(xiàn)的方式,以及測量人員的視力等等。另外,如果沒(méi)有對長(cháng)度測量?jì)x器進(jìn)行正確的保養,會(huì )使測量?jì)x的刻線(xiàn)以及精度產(chǎn)偏差,影響測量的結果。因此無(wú)論是在使用還是在存放過(guò)程中,都必須要對長(cháng)度測量?jì)x器進(jìn)行良好的保養。
長(cháng)度測量?jì)x器的誤差控制對策
1)確保測量溫度具備穩定性
在進(jìn)行實(shí)際測量的時(shí)候,需要盡可能降低甚至消除溫度對長(cháng)度測量?jì)x器所造成的影響,因此就需要選擇溫度合適的測量環(huán)境。另外,被測量物體的大小、材質(zhì),以及測量的精度都會(huì )對測量的結果產(chǎn)生影響。具體需要注意以下幾個(gè)方面:第一,要確保測量環(huán)境的穩定性。在進(jìn)行實(shí)際測量的時(shí)候,對環(huán)境溫度穩定性的判定為一個(gè)小時(shí)內環(huán)境溫度變化的最大范圍。對長(cháng)度測量?jì)x器的測量來(lái)說(shuō),環(huán)境的溫度可以產(chǎn)生一些變化,但不能出現突然的變化,特別是對測量的精度要求很高的時(shí)候。必須要將溫度的變化控制在0.5℃之內。
想要實(shí)現良好的溫度控制,可以室內安裝恒溫裝置,以對溫度的變化及時(shí)了解,以做到在溫度出現突然變化的時(shí)候可能及時(shí)停止測量。同時(shí),對于測量環(huán)境中的開(kāi)關(guān)門(mén)次數也要進(jìn)行控制,因為空氣的流動(dòng)也會(huì )對溫度產(chǎn)生影響,導致測量出現誤差。另外還要將測量人員的溫度降低,減少測量人員身體溫度對周?chē)鷾囟鹊挠绊?,以保證測量環(huán)境中溫度的穩定性,提升測量的精度,達到最大化降低誤差的效果。所以在進(jìn)行測量的時(shí)候,測量人員減少大浮動(dòng)運動(dòng),在降低自身溫度的同時(shí),避免因為動(dòng)作過(guò)大影響空氣的流動(dòng)。第二,要確保工件和標準器溫度一致。被測量的工件要和標準器的溫度一致,同時(shí)要保證在特定的情況下,工件和標準器要保持等溫。因為只有這兩者的溫度一致,才能確保測量結果的準確性。因為每次測量的工件尺寸大小不同,所以在測量的時(shí)候,如果工件的尺寸大,那相應的溫度的偏差就要降低。相反,如果工件的尺寸小,那相應的測量溫度偏差可以適當提升,但絕對不能超過(guò)正常誤差的范圍。若是測量環(huán)境內的溫度偏差過(guò)大,那工件的尺寸就會(huì )產(chǎn)生很大的變化,而且還會(huì )對測量的精度產(chǎn)生一定的影響。所以,想要保證測量的精度,就必須要控制好測量環(huán)境的溫度變化。尤其是不要出現溫度的突然變化,因此在進(jìn)行測量之前要先找好溫度適合的測量環(huán)境,最大化地降低突發(fā)狀況的發(fā)生。
2)正確使用和保養
為了最大的延長(cháng)長(cháng)度計量?jì)x器使用壽命和降低誤差,在進(jìn)行測量的時(shí)候,必須要根據測量的規程測量,最大化地降低因為操作導致的測量誤差。同時(shí),還要做好對長(cháng)度計量?jì)x器的保養工作,防止因為保養不當影響測量精度,造成測量結果出現誤差。在對長(cháng)度計量?jì)x器進(jìn)行保養的時(shí)候,可以用白細布、白絨布以及長(cháng)纖維脫脂棉等對其進(jìn)行擦拭,輕拿輕放,保證其放置的穩定。如果不使用長(cháng)度計量?jì)x器,要在其使用完之后,在長(cháng)度計量?jì)x器的表面涂上一層防銹油,避免因為潮濕等環(huán)境使其生銹,降低因為外部影響,對其造成損壞。
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和人們對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升,現代工件測量精度的提升逐漸成為一項重要的工作。想要更好地提升測量的精度,就要控制測量環(huán)境的溫度,降低環(huán)境溫度對測量結果的影響。同時(shí)還應該做好長(cháng)度計量?jì)x器的保養工作,保證刻線(xiàn)的精度。在進(jìn)行測量的時(shí)候,要盡可能地降低各種因素對測量精度的影響,降低誤差,最大化地提高長(cháng)度計量?jì)x器的測量精準度。