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第1章 长度基准和实用标准 1

1.1 长度基准的传递 1

1.1.1 米的新定义 1

1.1.2 长度基准的传递 5

1.2 实用标准 5

1.2.1 光波基准的实际体现 5

1.2.2 光波干涉仪 7

1.2.3 量块的绝对测量 9

1.3.1 端面类量具的标准--量块 15

1.3 端面类量具和线纹类量具 15

1.3.2 量块的形状、尺寸和精度 16

1.3.3 线纹类量具的标准--标准线纹尺 20

1.3.4 标准线纹尺的精度与支承 21

第2章 变换器及其应用 23

2.1 变换器的种类与要求 23

2.2 机械位移运动变换与放大机构 24

2.2.1 斜面放大机构 24

2.2.2 将直线运动变换为回转运动的机构 26

2.2.3 杠杆放大机构 28

2.2.4 弹簧放大机构 28

2.3.1 光学变换放大机构 30

2.3 机械-光学变换 30

2.3.2 光学杠杆 31

2.3.3 透镜系放大 34

2.4 物理光学变换 36

2.4.1 利用光波干涉观测平面 36

2.4.2 显微干涉仪 37

2.5 机械-流体变换器 38

2.5.1 液体水平面 38

2.5.2 应用空气流的机械-流体变换 41

2.6.1 电气触点通断变换 46

2.6 机械-电气变换 46

2.6.2 位移-电阻变换 47

2.6.3 形变-电阻变换 47

2.6.4 差动变压器 51

2.6.5 位移-电容变换 56

2.6.6 位移-阻抗变换 58

2.6.7 涡流式传感器 59

2.6.8 非接触式位移测量仪 59

2.7 机械位移-电脉冲变换 60

2.7.1 绝对方式 61

2.7.2 增量方式 62

2.7.3 光栅直线编码器 62

2.7.4 莫尔条纹直线编码器 65

2.7.5 光栅尺的制作与检测 66

2.7.6 磁栅直线编码器 68

2.7.7 回转编码器 69

第3章 测量误差 72

3.1 误差理论的作用与目的 72

3.2 系统误差 72

3.2.1 测量环境偏离标准状态引起的误差 73

3.2.2 温度梯度引起的误差 77

3.2.3 弹性变形引起的误差 78

3.2.4 测量轴线偏斜引起的误差 85

3.2.5 仪器结构引起的误差 87

3.2.6 其它因素引起的误差 87

3.3 偶然误差 88

3.3.1 “准确”与“精密” 88

3.3.2 偶然误差的正态分布 88

3.3.3 测量精密度的评估 89

3.3.4 测量方法的总误差 94

3.4 误差的传播 95

3.5 测量器具的精度 98

4.1 几何基准与实用基准 100

4.1.1 精密铸铁平板 100

第4章 长度测量的基础技术 100

4.1.2 钢质研磨平板 104

4.1.3 平晶 105

4.2 刻度的读数 106

4.2.1 刻度小数的读取 106

4.2.2 数字标度的读数误差 108

4.2.3 游标刻度 108

4.2.4 读数显微镜 109

4.3 绝对测长和比较测长 111

4.3.1 阿贝原则 112

4.3.2 反转原理 115

4.4.1 比较测长器 116

4.4 外侧尺寸的测量 116

4.4.2 超精密比较测长器 118

4.4.3 绝对测长器 119

4.5 内侧尺寸的测量 123

4.5.1 内径测量的几何学 123

4.5.2 用测长器测量内径 125

4.5.3 用空气测微器测量内径 126

4.6 大尺寸的测量 127

4.6.1 现场用测量器具 127

4.6.2 计量室用测量器具 128

4.6.3 温度不均匀与弹性变形 128

4.6.4 用鞍形规测量大尺寸外径 129

第5章 角度的测量 130

5.1 角度的实用基准 130

5.1.1 角度的单位 130

5.1.2 角度量块 130

5.1.3 直角尺 131

5.1.4 多面棱镜 136

5.1.5 刻度板的自检定 137

5.1.6 光学分度头和光学分度检定器 138

5.2 角度的测量 140

5.2.1 正弦规 140

5.2.2 外侧角的测量 141

5.2.3 内侧角的测量 142

5.2.4 燕尾槽的测量 142

5.2.5 圆锥角和锥度的测量 143

第6章 极限量规 146

6.1 极限量规概述 146

6.1.1 零件检验用极限量规 146

6.1.2 极限量规的功能与种类 146

6.1.3 极限量规的制造公差与磨损余量 148

6.2 极限量规体系的基本问题 150

6.2.1 极限量规设计的原则 150

6.2.2 极限量规对形状误差的检验功能 151

6.2.3 极限量规与加工作业的关系 153

第7章 二维尺寸和形状的测量 154

7.1 二维长度测量仪 154

7.1.1 基本测量机构 154

7.1.2 光学测头 155

7.2 轮廓检查仪 156

7.2.1 放大倍率 156

7.2.2 基本结构 157

7.2.3 与测量精度有关的事项 159

7.3 工具显微镜和万能测量显微镜 161

7.2.4 测量方法 161

7.3.1 基本结构 163

7.3.2 影响测量精度的因素 165

7.3.3 各种附属设备和测量方法 165

7.4 二维尺寸和形状测量数据处理 171

第8章 圆度测量 172

8.1 圆度的定义和评定 172

8.1.1 圆度的定义 172

8.1.2 圆度的评定 172

8.2 圆度的近似测量 174

8.2.1 直径测量法 174

8.2.2 V形架测量法 174

8.3 回转台测量装置 178

8.4 圆度仪测量法 180

8.4.1 原理与型式 180

8.4.2 测量系统 181

8.4.3 测量倍率 181

8.4.4 滤波器的使用 181

8.4.5 测头的选用 183

8.4.6 测量其它形位误差的功能 184

8.4.7 记录图形的畸变 184

8.4.8 测量值的解析和应用 188

9.1.1 断面曲线的定义 191

9.1 断面曲线 191

第9章 表面粗糙度、波纹度和轮廓形状的测量 191

9.1.2 断面曲线的滤波 192

9.2 评定参数 194

9.2.1 表面粗糙度评定参数 194

9.2.2 表面波纹度评定参数 198

9.3 测量方法 201

9.3.1 触针式测量法 201

9.3.2 光切测量法 205

9.3.3 光波干涉测量法 207

9.3.4 激光测量法 208

9.3.5 波纹度测量 209

9.4 波纹度和外观质量的关系 211

第10章 三维测量 213

10.1 三维坐标测量机的结构 214

10.1.1 基本结构 214

10.1.2 一般使用的测头 217

10.1.3 全方位传感器 219

10.1.4 技术开发课题 221

10.2 三维坐标测量机的数据处理 222

10.2.1 以计算机为中心的数据处理系统 222

10.2.2 构成测量基准的坐标 224

10.3.1 三维坐标测量机的误差 226

10.2.3 基本计算程序 226

10.3 三维坐标测量机的精度 226

10.3.2 三维坐标测量机的精度校核 227

第11章 机械加工在线测量与自动定尺 229

11.1 机械加工在线测量的意义 229

11.2 自动定尺装置 229

11.2.1 自动定尺面临的问题与对策 229

11.2.2 接触式自动定尺装置 230

11.2.3 滚动式自动定尺装置 233

11.2.4 非接触式自动定尺装置 234

11.2.5 测头组入刀具交换系统的测量法 235

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