長度計量的基本原則

在長度計量中必須遵守五大測量基本原則：阿貝原則、最小變形原則、最短測量鏈原則、封閉原則和基準統一原則。

—、阿貝原則

測量是確定被測對象的量值而進行的實驗過程，通常選擇比較的形式獲得被測對象的量值。所謂比較的形式是指被測對象與量具或儀器的測量標準器進行比較。為了得到準確 的測量結果，德國科學家艾利斯特?阿貝提出一個比較的形式，即被測對象與測量標準器之間相對位置的原則：測量時被測對象的軸線與標準器軸線相重合或者在其延長線上，稱為阿貝原則。不符合阿貝原則而產生的測量誤差稱之為阿貝誤差。

圖1 — 1為符合阿貝原則的比較形式。當標準線紋尺1和被測線紋尺2作比較時，如由導軌3產生運動直線度偏差，而引起讀數顯微鏡傾斜一個φ角，此時所引起的誤差：由此可知，在符合阿貝原則時，受傾斜角φ的影響，為二次誤差。當φ角較小 時，甚至可略去不計。

圖1 — 2為不符合阿貝原則的比較形式。被測線紋尺不在標準線紋尺的軸線上, 并聯布置相距為S,導軌同樣產生運動直線 度偏差，傾斜角為如此時所引起的誤差。

由此可見，不符合阿貝原則時，被測軸線與標準器軸線之間距離S越大，其阿貝誤差越大。在使用不符合阿貝原則的儀 器進行測量時，應盡量減少被測對象與標準器之間軸向平行距離。

二、最小變形原則

在測量過程中，由于被測件自重、內應力以及熱膨脹等因素和接觸測量時所受的測 力、接觸方式等影響，被測件和儀器的部分零部件都會產生變形而影響測量的結果。為保證測量結果的準確度，應盡量減少各種因素產生的變形，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，在測量時要考慮工件支承方式，如圖1 — 3。當a = 0.220 3L 時，工件中心軸線上的長度變形最小，該支承點稱為白塞爾點，一般在線紋尺測量時采用 這種支承方式。當a = 0.211 3L時，工件兩端面平行度變形最小，該支承點稱為艾利點， 一般在大尺寸量塊測量時采用的支承方式。當a = 0.223 2L時，工件全長彎曲變形最小，一般在測量工件上表面形狀誤差時采用的支承方式。

三、    最短測量鏈原則

若測量系統由一系列單元所組成，從測量信息的輸入到量值的輸出構成這些單元。這 一系列單元所組成的完整部分稱為測量鏈。例如，在萬能工具顯微鏡上用影像法測量小于半圓的圓弧半徑，釆用弦高法測量。先測量半圓圓弧的弦長和弦高，再求得半圓的圓弧半徑。測量半圓圓弧的弦長和弦高為兩個測量單元，測量半圓的圓弧半徑為一個測量鏈。由于測量鏈的各個環節不可避免地引入誤差，環節越多，誤差越多。為保證測量準確度，測量鏈應為最短。

四、    封閉原則

圓分度的封閉特性決定了在圓分度測量中如果能滿足封閉條件，則其相鄰偏差的總和為零。在角度測量中更為重要，圓分度盤、多面棱體、多齒分度臺和四方體等都具有封閉特性。運用封閉原則，可不需更高等級的標準器，實現自檢或互檢。

五、    基準統一原則

設計基準、工藝基準、加工基準、裝配基準與測量基準相一致，稱為五基準統一原則。在工藝設計和加工中力求達到與設計、裝配基準相統一，測量時也是如此。在設計基準難以與工藝、加工基準相統一的條件下，測量基準首選與設計基準相統一。

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