-
精密測量
鎖定
測量技術是一門具有自身專業體系、涵蓋多種學科、理論性和實踐性都非常強的前沿科學。而熟知測量技術方面的基本知識，則是掌握測量技能，獨立完成對機械產品幾何參數測量的基礎。
- 中文名
- 精密測量
- 外文名
- precision measurement
- 類 型
- 測量技術
- 單 位
- 公制和英制
- 基本元素
- 點、線、圓三種
目錄
- 1 背景介紹
- 2 測量基準
- 3 測量方法
- 4 測量誤差
- ▪ 誤差定義
- ▪ 誤差來源
- ▪ 誤差分類
- 5 數據後處理
- 6 基本原則
- ▪ 阿貝原則
- ▪ 基準統一原則
- ▪ 最短鏈原則
- ▪ 最小變形原則
- 7 量具指標及選擇
- ▪ 技術指標
- ▪ 測量器具的選擇
- 8 量具分類
- ▪ 按用途分類
- ▪ 按國家標準分類
- 9 量塊
- ▪ 定義
- ▪ 一般特性
- ▪ 結構
- ▪ 使用
- ▪ 注意事項
- 10 遊標卡尺
- ▪ 定義
- ▪ 工作原理
- ▪ 使用方法
- ▪ 讀數方法
精密測量背景介紹
一件製造完成後的產品是否滿足設計的幾何精度要求，通常有以下幾種判斷方式。
（1）測量：是以確定被測對象的量值為目的的全部操作。在這一操作過程中，將被測對象與復現測量單位的標準量進行比較，並以被測量與單位量的比值及其準確度表達測量結果。例如用遊標卡尺對一軸徑的測量，就是將被對象（軸的直徑）用特定測量方法（用遊標卡尺測量）與長度單位（毫米）相比較。若其比值為30.52，準確度為±0.03mm，則測量結果可表達為（30.52±0.03）mm。任何測量過程都包含：測量對象、計量單位、測量方法和測量誤差等四個要素。
[1]
（3）檢驗：是判斷被測物理量是否合格（在規定範圍內）的過程，一般來説就是確定產品是否滿足設計要求的過程，即判斷產品合格性的過程，通常不一定要求測出具體值。因此檢驗也可理解為不要求知道具體值的測量。
精密測量測量基準
（1）長度基準：1983年第十七屆國際計量大會根據國際計量委員會的報告，批准了米的新定義：即“一米是光在真空中在1/299 792 458秒時間間隔內的行程”。根據米的定義建立的國家基準、副基準和工作基準，一般都不能在生產中直接用於對零件進行測量。為了確保量值的合理和統一，必須按《國家計量檢定系統》的規定，將具有最高計量特性的國家基準逐級進行傳遞，直至用於對產品進行測量的各種測量器具。
[1]
精密測量測量方法
1、根據獲得測量結果的不同方式可分為： 直接測量和間接測量。從測量器具的讀數裝置上直接得到被測量的數值或對標準值的偏差稱直接測量。如用遊標卡尺、外徑千分尺測量軸徑等。通過測量與被測量有一定函數關係的量，根據已知的函數關係式求得被測量的測量稱為間接測量。如通過測量一圓弧相應的弓高和絃長而得到其圓弧半徑的實際值。
[1]
2、絕對測量和相對測量：測量器具的示值直接反映被測量量值的測量為絕對測量。用遊標卡尺、外徑千分尺測量軸徑是絕對測量。將被測量與一個標準量值進行比較得到兩者差值的測量為相對測量。如用內徑百分表測量孔徑為相對測量。
[1]
4、單項測量和綜合測量：對個別的、彼此沒有聯繫的某一單項參數的測量稱為單項測量。同時測量個零件的多個參數及其綜合影響的測量。用測量器具分別測出螺紋的中徑、半角及螺距屬單項測量；而用螺紋量規的通端檢測螺紋則屬綜合測量。
[1]
5、被動測量和主動測量：產品加工完成後的測量為被動測量；正在加工過程中的測量為主動測量。被動測量只能發現和挑出不合格品。而主動測量可通過其測得值的反饋，控制設備的加工過程，預防和杜絕不合格品的產生。
[1]
精密測量測量誤差
精密測量誤差定義
由於測量過程的不完善而產生的測量誤差，將導致測得值的分散入不確定。因此，在測量過程中，正確分析測量誤差的性質及其產生的原因，對測得值進行必要的數據處理，獲得滿足一定要求的置信水平的測量結果，是十分重要的。 測量誤差定義：被測量的測得值x與其真值x 0之差，即：△= x －x 0 由於真值是不可能確切獲得的，因而上述善於測量誤差的定義也是理想要概念。在實際工作中往往將比被測量值的可信度（精度）更高的值，作為其當前測量值的“真值”
[2]
。
精密測量誤差來源
測量誤差主要由測量器具、測量方法、測量環境和測量人員等方面因素產生。
（1）測量器具：測量器具設計中存在的原理誤差，如槓桿機構、阿貝誤差等。製造和裝配過程中的誤差也會引起其示值誤差的產生。例如刻線尺的製造誤差、量塊製造與檢定誤差、錶盤的刻制與裝配偏心、光學系統的放大倍數誤差、齒輪分度誤差等。其中最重要的是基準件的誤差，如刻線尺和量塊的誤差，它是測量器具誤差的主要來源。
[2]
（2）測量方法：間接測量法中因採用近似的函數關係原理而產生的誤差或多個數據經過計算後的誤差累積。
（3）測量環境：測量環境主要包括温度、氣壓、濕度、振動、空氣質量等因素。在一般測量過程中，温度是最重要的因素。測量温度對標準温度（+20℃）的偏離、測量過程中温度的變化以及測量器具與被測件的温差等都將產生測量誤差。
[2]
精密測量誤差分類
（1）系統誤差：在規定條件下，絕對值和符號保持不變或按某一確定規律變化的誤差，稱為系統誤差。其中絕對值和符號不變的系統誤差為定值系統誤差，按一定規律變化的系統誤差為變值系統誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統誤差大部分能通過修正值或找出其變化規律後加以消除。
[2]
（2）隨機誤差：在規定條件下，絕對值和符號以不可預知的方式變化的誤差，稱為隨機誤差。就某一次測量而言，隨機誤差的出現無規律可循，因而無法消除。但若進行多次等精度重複測量，則與其它隨機事件一樣具有統計規律的基本特性，可以通過分析，估算出隨機誤差值的範圍。隨機誤差主要由温度波動、測量力變化、測量器具傳動機構不穩、視差等各種隨機因素造成，雖然無法消除，但只要認真、仔細地分析產生的原因，還是能減少其對測量結果的影響。
[2]
精密測量數據後處理
在修正了已定系統誤差和剔除了粗大誤差以後，測得值中仍含有隨機誤差和部分系統誤差，還需估算其測量誤差的大小，評定測得值的不確定度，知道測得值及該測得值的變化範圍（可信程度），才能獲得完整的測量結果。
[2]
測量不確定度的評定：用標準偏差表示測量結果的不確定度，稱為標準不確定度，按照評定方法不同，它可分為兩類：用對一系列重複觀測值進行統計分析以計算標準不確定度的方法，稱為A類評定；用不同於統計分析的其他方法來評定標準不確定度，稱為B類評定。
A類評定：由統計理論可知，隨機變量期望值的最佳估計值是n次測得值xi的算術平均值x 。 x = ∑ x i∕n 該組測得值的標準差的估算值S為 S=√∑（x i－x ）2∕（n－1）=√∑ui2∕（n－1） 若以其算術平均值作為結果時，其標準不確定度為 S _ X = S∕√n 測量結果可表達為 x = x ±S _ X 。
[2]
B類評定需要依據有關的資料作出科學的判斷。這些資料的來源有：以前的測量數據，測量器具的產品説明書，檢定證書，技術手冊等。如由產品説明書查得某測量器具的不確定度為6μm，若期望得到按正態分佈規律中3倍標準差的置信水準（99.73﹪），則按B類評定時標準不確定度應取u = 6/3 =2μm。 合成標準不確定度的估算：測量過程中一般都會有多個獨立的誤差源共同對測量的不確定度產生影響，因測量方法的不同，各誤差源的影響程度也不相同。
[2]
各誤差源標準不確定度的合成按測量方法的不同可分為以下兩類： ①直接測量的合成標準不確定度：取各類獨立誤差源的標準不確定度的平方和的正平方根，即 u=√∑u i2 + ∑uj2 ②間接測量的合成標準不確定度：間接測量時，測量結果需經各間接測量值按事先設計好的函數關係計算後求得。由於各間接測量值的標準不確定度對測量結果的影響程度不同，在估算測量結果的不確定度時，要先分別對函數中各測量值求偏導數，算出其不確定度的傳播係數。各測量值的標準不確定度乘以相應的傳播係數後，取平方和的正平方根得到測量結果的不確定度。
[2]
精密測量基本原則
精密測量阿貝原則
要求在測量過程中被測長度與基準長度應安置在同一直線上的原則。若被測長度與基準長度並排放置，在測量比較過程中由於製造誤差的存在，移動方向的偏移，兩長度之間出現夾角而產生較大的誤差。誤差的大小除與兩長度之間夾角大小有關外，還與其之間距離大小有關，距離越大，誤差也越大。
[3]
精密測量基準統一原則
精密測量最短鏈原則
在間接測量中，與被測量具有函數關係的其它量與被測量形成測量鏈。形成測量鏈的環節越多，被測量的不確定度越大。因此，應儘可能減少測量鏈的環節數，以保證測量精度，稱之為最短鏈原則。當然，按此原則最好不採用間接測量，而採用直接測量。所以，只有在不可能採用直接測量，或直接測量的精度不能保證時，才採用間接測量。應該以最少數目的量塊組成所需尺寸的量塊組，就是最短鏈原則的一種實際應用。
[3]
精密測量最小變形原則
測量器具與被測零件都會因實際温度偏離標準温度和受力（重力和測量力）而產生變形，形成測量誤差。在測量過程中，控制測量温度及其變動、保證測量器具與被測零件有足夠的等温時間、選用與被測零件線脹係數相近的測量器具、選用適當的測量力並保持其穩定、選擇適當的支承點等，都是實現最小變形原則的有效措施。
[3]
精密測量量具指標及選擇
精密測量技術指標
（2）刻度：在測量器具上指示出不同量值的刻線標記的組合稱為刻度。
（4）分度值：兩相鄰刻線所代表的量值之差稱為儀器的分度值。它是一台儀器所能讀出的最小單位量值。一般地説，分度值越小，測量器具的精度越高。數字式量儀沒有標尺或度盤，而與其相對應的為分辨率。分辨率是儀器顯示的最末位數字間隔所代表的被測量值。
[4]
（6）測量範圍：在允許不確定度內，測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的範圍。如外徑百分尺的測量範圍有0～25mm、25～50mm、50～75mm等，其示值範圍則均為25mm。比較儀的測量範圍為180mm，其示值範圍則為±0.1mm。示值範圍與標尺有關，測量範圍取決於結構。
（8）靈敏度：測量器具對被測量值變化的反應能力稱為靈敏度。對於一般長度測量器具，靈敏度等於標尺間距a與分度值I之比，又稱放大比或放大位數K，即 K= a / I 測量力：採用接觸法測量時，測量器具的傳感器與被測零件表面之間的接觸力。測量力及其變動會影響測量結果的精度。因此，絕大多數採用接觸測量法的測量器具，都具有測量力穩定機構。
[4]
（9）示值誤差：測量器具的示值與被測量的真值之差。例如用百分尺測量軸的直徑得讀數值為31.675mm，而其真值為31.678mm，則百分尺的示值誤差等於31.675－31.678=－0.003mm. 顯然，測量器具在不同的示值處的示值誤差一般是各不相同的。測量器具的精度大多仍用示值極限誤差來表示測量器具示值誤差的界限值。 回程誤差：是指在相同條件下，被測量值不變，測量器具行程方向不同時，兩示值之差的絕對值。該項誤差是由於測量器具中測量系統的間隙、變形和磨擦等原因引起的。當要求測量值的顯示呈連續的往返性變化時（有連續的正、負值變化），則應選用回程誤差較小的測量器具。 測量不確定度：測量不確定度是在測量結果中表達被測量值分散性的參數。由於測量過程的不完善，測得值對真值總是有所偏離，這種偏離又是不確定的，表達這種不確定程度的參數，就稱為不確定度。
[4]
精密測量測量器具的選擇
大部分工廠是根據經驗來選擇計量器具的。通常選擇計量器具的測量極限誤差佔工件公差的1/3～1/5或1/3～1/10。對一些高精度工件，甚至有取1/2的。總之，就沒有一個統一的標準，往往因人因廠而異。不僅如此，而且大多數工廠用計量器具檢測工件時，均按圖樣上標註的極限尺寸作驗收極限。這種驗收極限與工件的極限尺寸重合的方法，由於計量器具內在誤差及測量條件的影響，往往導致“誤收”和“誤廢”，造成不少質量問題及不應有的損失。所謂“誤收”，就是把不合格的產品，誤判為合格予以接收；所謂“誤廢”，就是把本來合格的產品，誤判為不合格予以拒收。
[4]
合理選擇計量器具對保證產品質量，提高測量效率和降低費用具有重要意義。一般説來，器具的選擇主要取決於被測工件的精度要求，在保證精度要求的前提下，也要考慮尺寸大小、結構形狀、材料與被測表面的位置，同時也要考慮工件批量、生產方式和生產成本等因素。對批量大的工件，多用專用計量器具，對單件小批則多用通用計量器具。
[4]
精密測量量具分類
精密測量按用途分類
（2）通用（或稱萬能）量具。一般指由廠統一製造的通用性。如直尺、平板、角度塊、卡尺等。
1）本身直接復現了單位量值，即的標稱值就是單位量值的實際大小，如量塊本身就復現了長度量的單位。
2）在結構上一般沒有測量機構，沒有指示器或運動着的元部件。如量塊只是復現單位量值的一個實物。
精密測量按國家標準分類
（1）長度測量器具
1）量具類
2）卡尺類
3）千分尺類
4）指示表類
（2）角度測量器具
（3）形位誤差測量器具
（4）表面質量測量器具
（5）齒輪測量器具
（6）螺紋測量器具
（7）其它測量器具
（8） 測量鏈
精密測量量塊
精密測量定義
精密測量一般特性
量塊是以其兩端面之間的距離作為長度的實物基準（標準），是一種單值量具，其材料與熱處理工藝應滿足量塊的尺寸穩定、硬度高、耐磨性好的要求。通常都用鉻錳鋼、鉻鋼和軸承鋼製成。其線脹係數與普通鋼材相同，即為（11.5±1）×10－6 /℃，尺穩定性約為年變化量不超出±0.5～1μm/m
[4]
。
精密測量結構
(1)量塊長度（尺寸）
是指量塊的一個測量面上的一點至與量塊相研合的輔助體（材質與量塊相同）表面（亦稱輔助表面）之間的距離。為了消除量塊測量面的平面度誤差和兩測量面間的平行度誤差對量塊長度的影響，將量塊的工作尺寸定義為量塊的中心長度，即兩個測量面的中心點的長度。
[4]
(2)精度
量塊按其製造精度分為五個“級”：00、0、1、2和3級。00級精度最高，3級最低。分級的依據是量塊長度的極限偏差和長度變動量允許值。量塊生產企業大都按“級”向市場銷售量塊，此時用户只能按量塊的標稱尺寸使用量塊，這樣必然受到量塊中心長度實際偏差的影響，將反制造誤差帶入測量結果。在量值傳遞工作中，為了消除量塊製造誤差對測量的影響，常常按量塊檢定後得到的實際尺寸使用。各種不同精度的檢定方法可以得到具有不同測量不確定度的量塊，並依此劃分量塊的等別。檢定後的量塊可得到每量塊的中心長度的實際偏差，顯然同一套量塊若按“等”使用可以得到更高的測量精度（較小的測量不確定度）。但由於按“等”使用比較麻煩，且檢定成本高，固在生產現場仍按“級”使用。
[4]
精密測量使用
單個量塊使用很不方便，故一般都按序列將許多不同標稱尺寸的量塊成套配置，使用時根據需要選擇多個適當的量塊研合起來使用。通常，組成所需尺寸的量塊總數不應超過四塊。例如，為組成89.765mm的尺寸，可由成套的量塊中選出1.005、1.26、7.5、80mm四塊組成，即 89.765 ………所需尺寸 －) 1.005 ………第一塊 88.76 －) 1.26 ………第二塊 87.5 －) 7.5 ………第三塊 80 ………第四塊
[4]
精密測量注意事項
量塊在使用過程中應注意以下幾點：
（1）量塊必須在使用有效期內，否應及時送專業部門檢定。
（2）所選量塊應先放入航空汽油中清洗，並用潔淨綢布將其擦乾，待量塊温度與環境濕度相同後方可使用。
（3）使用環境良好，防止各種腐蝕性物質對量塊的損傷及因工作面上的灰塵而劃傷工作面，影響其研合性。
（4）輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發生。
（5）不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對量塊的腐蝕及手温對測量精確度的影響。
精密測量遊標卡尺
精密測量定義
遊標卡尺，是一種測量長度、內外徑、深度的量具。遊標卡尺由主尺和附在主尺上能滑動的遊標兩部分構成。主尺一般以毫米為單位，而遊標上則有10、20或50個分格，根據分格的不同，遊標卡尺可分為十分度遊標卡尺、二十分度遊標卡尺、五十分度格遊標卡尺等。遊標卡尺的主尺和遊標上有兩副活動量爪，分別是內測量爪和外測量爪，內測量爪通常用來測量內徑，外測量爪通常用來測量長度和外徑。
[5]
精密測量工作原理
遊標卡尺是工業上常用的測量長度的儀器，它由尺身及能在尺身上滑動的遊標組成。若從背面看，遊標是一個整體。遊標與尺身之間有一彈簧片，利用彈簧片的彈力使遊標與尺身靠緊。遊標上部有一緊固螺釘，可將遊標固定在尺身上的任意位置。尺身和遊標都有量爪，利用內測量爪可以測量槽的寬度和管的內徑，利用外測量爪可以測量零件的厚度和管的外徑。深度尺與遊標尺連在一起，可以測槽和筒的深度。
[5]
尺身和遊標尺上面都有刻度。以準確到0.1毫米的遊標卡尺為例，尺身上的最小分度是1毫米，遊標尺上有10個小的等分刻度，總長9毫米，每一分度為0.9毫米，比主尺上的最小分度相差0.1毫米。量爪併攏時尺身和遊標的零刻度線對齊，它們的第一條刻度線相差0.1毫米，第二條刻度線相差0.2毫米，……，第10條刻度線相差1毫米，即遊標的第10條刻度線恰好與主尺的9毫米刻度線對齊。
當量爪間所量物體的線度為0.1毫米時，遊標尺向右應移動0.1毫米。這時它的第一條刻度線恰好與尺身的1毫米刻度線對齊。同樣當遊標的第五條刻度線跟尺身的5毫米刻度線對齊時，説明兩量爪之間有0.5毫米的寬度，……，依此類推。
精密測量使用方法
用軟布將量爪擦乾淨，使其併攏，查看遊標和主尺身的零刻度線是否對齊。如果對齊就可以進行測量：如沒有對齊則要記取零誤差：遊標的零刻度線在尺身零刻度線右側的叫正零誤差，在尺身零刻度線左側的叫負零誤差（這件規定方法與數軸的規定一致，原點以右為正，原點以左為負）。
精密測量讀數方法
讀數時首先以遊標零刻度線為準在尺身上讀取毫米整數，即以毫米為單位的整數部分。然後看遊標上第幾條刻度線與尺身的刻度線對齊，如第6條刻度線與尺身刻度線對齊，則小數部分即為0.6毫米（若沒有正好對齊的線，則取最接近對齊的線進行讀數）。如有零誤差，則一律用上述結果減去零誤差（零誤差為負，相當於加上相同大小的零誤差），讀數結果為：
[5]
L=整數部分+小數部分－零誤差判斷遊標上哪條刻度線與尺身刻度線對準，可用下述方法：選定相鄰的三條線，如左側的線在尺身對應線左右，右側的線在尺身對應線之左，中間那條線便可以認為是對準了。
L= 對準前刻度+遊標上第n條刻度線與尺身的刻度線對齊 *（乘以）分度值
精密測量精度
實際工作中常用精度為0.05毫米和0.02毫米的遊標卡尺。它們的工作原理和使用方法與本書介紹的精度為0.1毫米的遊標卡尺相同。精度為0.05毫米的遊標卡尺的遊標上有20個等分刻度，總長為19毫米。測量時如遊標上第11根刻度線與主尺對齊，則小數部分的讀數為11/20毫米=0.55毫米，如第12根刻度線與主尺對齊，則小數部分讀數為12/20毫米=0.60毫米。
[5]
一般來説，遊標上有n個等分刻度，它們的總長度與尺身上（n－1）個等分刻度的總長度相等，若遊標上最小刻度長為x，主尺上最小刻度長為y
則 nx=（n－1）y，
x=y－（y/n）
主尺和遊標的最小刻度之差為
Δx=y－x=y/n
y/n叫遊標卡尺的精度，它決定讀數結果的位數。由公式可以看出，提高遊標卡尺的測量精度在於增加遊標上的刻度數或減小主尺上的最小刻度值。一般情況下y為1毫米，n取10、20、50其對應的精度為0.1，0.05毫米、0.02毫米。精度為0.02毫米的機械式遊標卡尺由於受到本身結構精度和人的眼睛對兩條刻線對準程度分辨力的限制，其精度不能再提高。
[5]
精密測量保管方法
遊標卡尺
精密測量注意事項
（1）遊標卡尺是比較精密的測量工具，要輕拿輕放，不得碰撞或跌落地下。使用時不要用來測量粗糙的物體，以免損壞量爪，不用時應置於乾燥地方防止鏽蝕。
（2）測量時，應先擰鬆緊固螺釘，移動遊標不能用力過猛。兩量爪與待測物的接觸不宜過緊。不能使被夾緊的物體在量爪內挪動。
（3）讀數時，視線應與尺面垂直。如需固定讀數，可用緊固螺釘將遊標固定在尺身上，防止滑動。
精密測量螺旋測微器
精密測量定義
精密測量分類
螺旋測微器分為機械式千分尺和電子千分尺兩類。
（1）機械式千分尺。簡稱千分尺，是利用精密螺紋副原理測長的手攜式通用長度測量工具。1848年，法國的J.L.帕爾默取得外徑千分尺的專利 。1869年，美國的J.R.布朗和L.夏普等將外徑千分尺製成商品，用於測量金屬線外徑和板材厚度。千分尺的品種很多。改變千分尺測量面形狀和尺架等就可以製成不同用途的千分尺，如用於測量內徑、螺紋中徑、齒輪公法線或深度等的千分尺。
[6]
精密測量組成
遊標卡尺
不夾被測物而使測杆和小砧E相接時，活動套管上的零線應當剛好和固定套管上的橫線對齊。實際操作過程中，由於使用不當，初始狀態多少和上述要求不符，即有一個不等於零的讀數。所以，在測量時要先看有無零誤差，如果有，則須在最後的讀數上去掉零誤差的數值。
[6]
精密測量原理和使用
螺旋測微器的讀數螺旋測微器是依據螺旋放大的原理製成的，即螺桿在螺母中旋轉一週，螺桿便沿着旋轉軸線方向前進或後退一個螺距的距離。因此，沿軸線方向移動的微小距離，就能用圓周上的讀數表示出來。螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動刻度有50個等分刻度，可動刻度旋轉一週，測微螺桿可前進或後退0.5mm，因此旋轉每個小分度，相當於測微螺桿前進或推後0.5/50=0.01mm。可見，可動刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋測微器可準確到0.01mm。由於還能再估讀一位，可讀到毫米的千分位，故又名千分尺。
[6]
測量時，當小砧和測微螺桿併攏時，可動刻度的零點若恰好與固定刻度的零點重合，旋出測微螺桿，並使小砧和測微螺桿的面正好接觸待測長度的兩端，那麼測微螺桿向右移動的距離就是所測的長度。這個距離的整毫米數由固定刻度上讀出，小數部分則由可動刻度讀出。
[6]
精密測量注意事項
（1）測量時，在測微螺桿快靠近被測物體時應停止使用旋鈕，而改用微調旋鈕，避免產生過大的壓力，既可使測量結果精確，又能保護螺旋測微器。 不同尺寸的螺旋測微器
遊標卡尺
（3）讀數時，千分位有一位估讀數字，不能隨便扔掉，即使固定刻度的零點正好與可動刻度的某一刻度線對齊，千分位上也應讀取為“0”。
精密測量正確使用和保養
（1）檢查零位線是否準確；
（2） 測量時需把工件被測量面擦乾淨；
（3） 工件較大時應放在V型鐵或平板上測量；
（4） 測量前將測量桿和砧座擦乾淨；
（5）擰活動套筒時需用棘輪裝置；
（6）不要擰鬆後蓋，以免造成零位線改變；
（7）不要在固定套筒和活動套筒間加入普通機油；
精密測量高度規
1. 遊標高度規
遊標高度規的基本原理與遊標卡尺相同，同樣是利用遊標(微分)原理，只是遊標高度規具有一個固定式的基座，主尺垂直裝置在此基座上方，刻度位於主尺滑槽之中，並附有螺旋微動裝置，可準確歸零。基座相當於遊標卡尺的固定測爪，基準面相當於測爪測量面，測頭的測量面相當於副尺測爪的測量面。遊標高度規附有尺寸微調裝置，可以利用固定螺絲與微調鈕將尺寸調整到正確值。
[7]
2．量表高度規
3．液晶高度規
4．磁感式高度規
5．精測塊規式高度規
6．線性高度規
精密測量光學投影儀
精密測量產品特點
JT12A-B φ300光學投影儀：
（1）光學投影屏成像為正像，符合光學測量習慣；
（2） 高低兩檔不同的透視照明，適應不同工件的測量要求；
(3) 非球面聚光鏡照明系統，讓投影屏視場明亮勻稱，減少測量誤差，精度更有保證；
(4) 採用進口飛利浦長壽命滷鎢燈，滿足長時間使用的需求；
(5) 軸流風機雙向散熱，提供超強散熱能力；
精密測量產品用途
光學投影儀是光、機、電、算一體化的精密測量儀器，廣泛地應用於機械製造業、儀器儀表業、鐘錶行業和電子工業等有關廠礦的計量室和車間，能高效地檢測各種形狀複雜工件的輪廓和表面形狀。例如：樣板、衝壓件、凸輪、螺紋、齒輪、成形銑刀、絲攻等各種刀具、工具和零件。
[8]
精密測量主要技術參數
（1）投影屏
電子千分尺
旋轉角度顯示當量：1′
（2）工作台
工作台尺寸：340mm×152mm
X座標行程：0~150（mm），顯示當量0.001（mm）
Y座標行程：0~50（mm），顯示當量0.001（mm）
Z座標行程：0~80（mm）（調焦行程）
儀器準確度：（4+L/25）μm，式中L為測量長度，單位：mm
（3）照明光源：
透射照明12V 100W滷鎢燈
（4）物鏡：
物鏡放大倍數
10×
20×
50×
100×
物方視場（mm）
φ30
φ15
組成
物鏡工作距離（mm）
75
69.6
27
26
（5）儀器使用環境：室温20℃±5℃，相對濕度不應超過60%
外形尺寸：480X780X1150（mm）
主機重量：135kg
電源説明：
儀器額定電壓為220V/110V
精密測量基本功能
（1）多點採集確定直線和圓
（2）各幾何元素預置設定
（3）以組合方式確定各幾何元素
遊標高度規
(6) 極座標/直角座標轉換功能
(7) 具有誤差修正功能
(8) RS232輸出功能
(9) 打印頁面輸出功能
(10) 停電記憶功能
精密測量影像測量儀
精密測量簡介
影像測量儀（CNC Video Measuring machine）克服了傳統投影儀的不足，是集光、機、電、計算機圖像技術於一體的新型高精度、高科技測量儀器。國內最高測量精度是2微米。
通過光學顯微鏡非接觸式對待測物體進行高倍率光學放大成像，經過CCD攝像系統將放大後的物體影像送入計算機後，能高效地檢測各種複雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測與質量控制。
[9]
精密測量分類
精密測量測量單元
精密測量三座標測量機
精密測量定義
精密測量單位介紹
常用的單位有公制(mm)和英制(inch)二種。
1.公制：1 mm(Millimeter 毫米)=100(條)=1000 µm(Micrometer 微米)=1000000 nm(Nanometer 納米).
mm又稱為毫米；條是日本的叫法，台灣也是這樣叫法；中國稱為絲；µ；m又稱為Micron。
2.英制：1 inch(英寸)=1000 Mil(密耳)。
精密測量基本要素
1.精密測量是建立在空間座標系的觀念上，基本元素為點、線、圓三種。
2.在座標系中，元素之間可有多種對應的組合：
精密測量分類
三座標測量儀有不同的操作需求、測量範圍和測量精度，這些對選用三座標測量儀是很重要的。
（1）移動橋架型 (Moving bridge type)
移動橋架型，為最常用的三座標測量儀的結構， 軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導引主軸沿水平梁在 方向移動，此水平梁垂直 軸且被兩支柱支撐於兩端，梁與支柱形成“橋架”，橋架沿着兩個在水平面上垂直 和 軸的導槽在 軸方向移動。因為梁的兩端被支柱支撐，所以可得到最小的撓度，且比懸臂型有較高的精度。
（2） 牀式橋架型 (Bridge bed type)
線性高度規
（3） 柱式橋架型 (Gantry type)
柱式橋架型，與牀式橋架型式比較時，柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱為門型，比牀式橋架型有較大且更好的剛性，大部分用在較大型的三座標測量儀上。各軸都以馬達驅動，測量範圍很大，操作者可以在橋架內工作。
[10]
（4） 固定橋架型 (Fixed bridge type)
固定橋架型，軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導引主軸沿着垂直 軸的水平橫樑上做 方向移動。橋架 ( 支柱 ) 被固定在機器本體上，測量台沿着水平平面的導軌作 軸方向的移動，且垂直於 和 軸。每軸皆由馬達來驅動，可確保位置精度，此機型不適合手動操作。
[10]
(5) L 形橋架型 (L-Shaped bridge type)
(6) 軸移動懸臂型 (Fixed table cantilever arm type)
軸移動懸臂型， 軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導引主軸沿着垂直 軸的水平懸臂樑在 軸方向移動，懸臂樑沿着在水平面的導槽在 軸方向移動，且垂直於 軸和 軸。此型為三邊開放，容易裝拆工件，且工件可以伸出枱面即可容納較大工件，但因懸臂會造成精度不高。此型只是早期很盛行。
[10]
(7) 單支柱移動型 (Moving table cantilever arm type)
精密測量
(8) 單支柱 測量台移動型 (Single column xy table type)
(9）水平臂測量台移動型 (Moving table horizontal arm type)
水平臂測量台移動型，廂形架支撐水平臂沿着垂直的支柱在垂直 ( 軸 ) 的方向移動。探頭裝在水平方向的懸臂上，支柱沿着水平面的導槽在 軸方向移動，且垂直 軸，測量台沿着水平面的導槽在 軸方向移動，且垂直於 軸和 軸。這是水平懸臂型的改良設計，為了消除水平臂在 軸方向，因伸出或縮回所產生的撓度。
[10]
（10） 水平臂測量台固定型 (Fixed table horizontal arm type)
（11） 水平臂移動型 (Moving arm horizotal arm type)
水平臂移動型， 軸懸臂在水平方向移動，支撐水平臂的廂形架沿着支柱在 軸方向移動，而支柱垂直 軸。支柱沿着水平面的導槽在 軸方向移動，且垂直 軸和 軸，故不適合高精度的測量。除非水平臂在伸出或回收時，對因重量而造成的誤差有所補償。應用在車輛檢驗工作。
[10]
（12） 閉環橋架型 (Ring bridge type)
精密測量測量時常用的名詞
1.公差：指在一定的數據內可以容許的誤差值，例某一圓直徑標示為10 ± 0.05 mm代表只有這個圓的直徑在9.95~10.05mm之內都是合格的。
2.精度：符號為E，是指某一距離與標準距離的誤差，誤差越少精度越好。
U1：指的是在沿着X、Y、Z軸向的線性精度。
U2：指的是在平面XY、ZX、ZY面任意位置的線性精度。
U3(E，MPEE)：指的是在XYZ三維空間裏任意位置的線性精度。
3.解析度：指某一測量設備的最少單位值，一般精密測量儀都是以µm為單位。
精密測量配件
精密測量選定標準
製造業中的質量目標在於將零件的生產與設計要求保持一致。但是，保持生產過程的一致性要求對製造流程進行控制。建立和保持製造流程一致性最為有效的方法是準確地測量工件尺寸，獲得尺寸信息後，分析和反饋數據到生產過程中，使之成為持續提高產品質量的有效工具。
[10]
三座標測量機是測量和獲得尺寸數據的最有效的方法之一，因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規，並把複雜的測量任務所需時間從小時減到分鐘，並快速準確地評價尺寸數據，為操作者提供關於生產過程狀況的有用信息。
[10]
如果一台座標測量機正是你的工作所需，如何選擇最好的？首先要確定的是要購買那一種型號的三座標測量機。根據測量機上測頭安置的方位，有三種基本類型：垂直式、水平式和便攜式。
垂直式座標測量機在垂直臂上安裝測頭。這種測量機的精度比水平式測量機要高，因為橋式結構比較穩固而且移動部件較少，使得它們具有更好的剛性和穩定性。垂直式三座標測量機包含各種尺寸，可以測量從小齒輪到發動機箱體，甚至是商業飛機的機身。
[10]
水平式測量機把測頭安裝在水平軸上。它們一般應用於檢測大工件，如汽車的車身，以中等水平的精度檢測。
便攜式測量機簡化了那些不能移到測量機上的工件和裝配件的測量，便攜式測量機可以安裝在工件或裝配件上面甚至是裏面，這便允許了對於內部空間的測量，允許用户在裝配現場測量，從而節省了了移動、運輸和測量單個工件的時間。
[10]
為使三座標測量機保持穩固，在設計過程中，一般通過提高結構部件的橫截面、加大空氣軸承的距離、提高電機的驅動力量、基於重量和温度性能優化選擇結構的材料來增加質量和剛性，提高測量精度、重複性及測量速度、加速度。這些原理也應用到一些水平式車間型座標測量機上，這種系統把水平式測量機的靈活性和垂直式設計的高精度結合在一起。
轉枱的加入使四個軸成為可能，雙臂配置也可實現，都可以測量到工件的各個方向。水平臂配置比較容易地裝卸工件，小型的、車間型的水平臂測量機適於高速生產應用過程中。
選擇一台適當的機器
座標測量機可根據應用選擇有兩種方式：手動和自動。如果您只需要檢測幾何量和公差都比較簡單的工件，或測量各種小批量的不盡相同的工件，手動機器是最佳選擇。手動測量機的軟件也可儲存和調用測量程序，從而加快了重複性測量。如果需要檢測大批量相同的工件，或要求較高的精度，要選擇直接用計算機控制的測量機。數控測量機可自動檢測並消除操作者對測量結果的影響。程序驅動意味着可實現無誤差的高檢測速度。
公差也非常重要，手動測量機很難達到更小的公差要求，而數控測量機通過其連續的觸測使其更適合具有嚴格公差要求工件的高精度和高重複性要求。 數控測量機通過安裝一個模擬掃描測頭，用於測量要求大量的數據來定義它們的幾何量的工件，如：齒輪、圓柱體、汽車車身、擋風玻璃的測量。對於那些完全用算術方法CAD定義或是完全未知的工件來説，這些測頭能夠提供連續的數據採集，並可從部分工件和模型上進行逆向工程。對於非常小輪廓形工件來説，掃描測頭因其小的掃描面並需要大量數據來進行定義而成為理想的選擇。
[10]
不同型號的測量機可以共同工作。一台計量型的垂直式測量機一般使用的精密計量室，做為產品性能的主仲裁，工作型的測量機使用在生產線，對工件的質量進行評判，並提供實時的統計過程控制，並平滑地與整個製造流程規劃進行過渡。
[10]
精密測量需要考察的關鍵部分
ISO 10 360主要確定了以下三項誤差：
A. 長度測量最大允許示值誤差MPEE (ISO 10 360-2 )
在測量空間的任意7種不同的方位，測量一組5種尺寸的量塊，每種量塊長度分別測量3次。
所有測量結果必須在規定的MPEE值範圍內。
B. 最大允許探測誤差 MPEP (ISO 10 360-2)
25點測量精密標準球，探測點分佈均勻。最大允許探測誤差MPEP值為所有測量半徑的最大差值。
C. 最大允許掃描探測誤差 MPETHP (ISO 10 360-4)
沿標準球上4條確定的路徑進行掃描。最大允許掃描探測誤差MPETHP值為所有測量半徑的最大差值。
測量機能夠為現代製造業提供保證，因為它可取代平面的測量工具、固定的或定製的量規，以及精密的手工測量工具。他們在處理不同工作方面的靈活性使其成為一個主仲裁者。在為過程控制提供尺寸數據的同時，測量機還可提供入廠產品檢驗、機牀的校驗、客户質量認證、量規檢驗、加工試驗以及優化機牀設置等附加性能。對於固定資產的投入有許多要考慮的因素，但一但考慮到提高了生產效率、降低了成本並將生產納入了控制，測量機就是測量和檢測的最好的選擇。
[10]
優質的技術服務，將會協助您最大限度地發揮測量機的應用作用
在選購了適用、可靠性能測量機的基礎上，您還需要充分考慮到三座標測量機供應商的技術實力和應用、技術服務能力，是否具有本地化的技術和長久綜合發展實力，並擁有眾多的客户羣和廣泛的認知。通過及時可靠的技術服務支持和備件保障，對於測量機的長期高效率運行提供保障。同時，擁有着專業的培訓和應用支持隊伍，使得客户能夠從容應對紛繁複雜的各種測量任務。
[10]
精密測量應用領域
主要用於機械、汽車、航空、軍工、傢俱、工具原型、機器等中小型配件、模具等行業中的箱體、機架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量，還可用於電子、五金、塑膠等行業中，可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進行精密檢測，從而完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務。
[10]
- 參考資料
-
- 1. 李巖 ， 花國樑．精密測量技術-第2版：中國計量出版社，2001
- 2. 康學政．測量誤差：中國計量出版社，1990
- 3. 趙學端 ， 吳國玢 ， 沈昱明．計量學基本原則及其在流量測量中的應用：中國儀器儀表學會流量測量技術及儀表學術交流會 ，1987
- 4. 陶保祥．按國家標準選擇量具：《中國標準化》，1992 (1) ：8-10
- 5. 鮑承德 ， 徐志玲 ， 王鵬峯 ， 陳旺達 ， 於雷．遊標卡尺示值檢定裝置設計：《中國計量學院學報》，2016 , 27 (2) ：138-143
- 6. 張廣平 ， 李高清．螺旋測微器實驗教學中兩個問題的研究：《大學物理實驗》，2001 , 14 (3) ：21-22
- 7. 盧軍．高度規的檢定方法及分析：《中國航空學會航空設備自動檢測及計量保障專題研討會》，2007
- 8. 張炳恆 ， 宮鐵波．改造光學投影儀輔助物理實驗教學：《河北理科教學研究》，2003 (2) ：54-55
- 9. 謝華錕．影像測量儀的發展與點評：《工具技術》，2011 , 45 (8) ：3-8
- 10. 張國雄．三座標測量機的發展趨勢：《中國機械工程》，2000 , 11 (z1) ：222-226
