幾何量測量基礎

幾何量測量，主要是指各種機械零部件表面幾何尺寸、形狀的參數測量。它包括零部件具有的長度尺寸、角度參數、座標尺寸，表面幾何形狀與位置參數，表面粗糙度以及由二維、三維表示的曲線或曲面等。

任何一個機械零部件不論其大小及幾何形狀如何複雜，均可以視為由上述參數所構成。例如一個齒輪，表現其性能的有關參數達數十項，但可以將其分解成兩類參數，一類是每個齒在分度圓上分佈不均勻的角度參數，例如基節偏差，周節偏差；另一類是表現每個齒齒面是否標準的輪廓曲線。不管是平面的或空間的複雜工件的表面，均可以用相應的幾何量參數去描述它，這些參數的精度就組成了每個機械零件的精度，並在很大程度上決定了整個機構或設備的精度和使用性能。因此，幾何量測量技術對產品質量、對製造業起着極其重要的作用，是機械工程技術極其重要的組成部分，也是測量方法設計和產品設計不可缺少的基本組成技術。 ^[1] 

對任何一個被測量對象和被測量，其測量過程都是將被測量和一個作為測量單位的標準量進行比較的過程。即採用能滿足精度要求的測量器具，以相應的測量方法，將被測量與標準量進行比較，從而得到被測量的測量結果。因此，任何一種測量都包括以下四大要素：

幾何量測量對象十分複雜，不同對象的測量參數各不相同。例如孔、軸的測量參數主要是直徑；螺紋的被測參數有螺距、中徑、螺牙半角、螺旋線等；而對齒輪傳動起主要影響的共有14項參數。對幾何量的各種參數，國家或部頒標準往往規定有嚴格的定義，一般情況下應按照定義去確定相應的測量方法，並將被測對象的結構尺寸、質量、大小、形狀、材料、批量等作為設計測量方法的主要依據。

幾何量測量的單位為國際基本單位——米(m)。1983年第17屆國際計量大會批准“米”的新定義為：“1米是光在真空中於( 1/299 792 458)s的時間間隔內所經路徑的長度”，並規定了量值傳遞系統，以保證在全世界長度量值的統一和準確。

幾何量測量標準量也是多種多樣的，它們具有不同的工作原理和特點，以及不同的精度與適用場合，一般分為以下幾個方面：

1)機械式標準量

這包括如量塊、多面稜體、多齒分度盤、微分絲桿、螺紋塞規、環規、標準齒輪、標準蝸輪和蝸桿、標準芯軸、表面粗糙度樣板、角尺、形成標準漸開線或螺旋線的機械傳動裝置等。

2)光學式標準量

這包括測長、工具顯微鏡上的標準光學玻璃刻線尺、光學分度頭、分度盤、測角儀中光學度盤、長光柵、圓點柵、光學編碼器、碼尺、激光波長、精密測角的環形激光、雙頻激光拍頻激光波長和光波衍射式干涉條紋等。

3)電磁式標準量

這包括可接長的感應同步器、圓感應同步器、長磁柵和圓磁柵等。

測量方法是指完成測量任務所用的方法、量具或儀器，以及測量條件的總和。

基本的測量方法按不同分類方法分為：直接測量和間接測量，絕對測量和相對測量，接觸測量和非接觸測量，單項測量和綜合測量，手工測量和自動測量，工序測量和終結測量，主動測量和被動測量，自動測量和非自動測量，靜態測量和動態測量，以及組合測量、在線檢測等。一般應根據被測對象要求以最經濟的方式去設計相應的測量方法。

測量技術的水平、測量結果的可靠性和測量工作的全部價值，全在於測量結果的精確度。測量時並不是精確度越高越好，而是根據被測量的精度要求按精度係數A=( 1/3~1/10)去選取，按最經濟又保證精度要求的方式完成測量任務的要求。 ^[1]