高精度机械测量方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种新的机械测量方法及其应用该方法的工作原理制成的高精度测量装置．它克服了一般机械量具测量误差大和测量精度低的缺点．根据本发明专利技术的原理和结构，可依靠机械行业本身的技术特点来获得一种制造工艺简单，测量数值准确及视读清晰的机械测量装置．本发明专利技术的装置用于机械测量时，与采用电子技术、微型计算机技术等制成的测量仪器的测量精度相同．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种关于对机械零件的几何尺寸进行精密测量的方法，以及应用该方法制造的高精度测量装置的专利技术。用于机械零件几何尺寸测量的普遍方法是使用卡尺、千分尺或千分表。卡尺、千分尺和千分表等是已经定型多年的标准量具产品，其生产工艺成熟，故有量具本身质量稳定的优点。但使用以上量具量测机械零件时，量测数值的准确与否与量具使用者本身的技术水平有很大关系，即人为因素很难排除;又由于量具本身精度限制(卡尺标定精度为0.02mm，千分尺和千分表的标定精度为0.005mm)，在有较高精度要求的情况下，以上量具是无能为力的。随着科学技术的进步，机械量具的精度有了很大提高。国外工业水准高，广泛采用电子技术、微机技术和光学原理等先进技术制成的装置、仪器对机械零件进行精密测量。这类测量仪器、装置的测量精度高，显示准确直观(多用数字显示方式)，但制造工艺复杂，要求工作环境苛刻，且不易操作。国内的高精度机械测量以机械装置构成各类测量装置的核心内容。如获国家专利技术三等奖的“流速式水柱动量仪”(该技术全文登载在国家计量局情报所主编的《计量技术》一九八四年第四期上，第一汽车制造厂李学授撰文)。其原理图如附图1所示。“流速式水柱动量仪”的工作原理是经过滤清器稳压的压缩空气，从稳压室(1)经主喷嘴(2)进入“小直径园柱喷管”(3)，并通过输出管路(6)和测量嘴(7)与工件之间的间隙S逸入大气。喷管(3)的直径很小，测压口选在流速高的Ⅰ-Ⅰ截面上，此截面处的流速随测量间隙S的改变而变化。通过选定适当的测量间隙，可使Ⅰ-Ⅰ截面的压强调整到400mm水柱以内，利用“U”形水柱压力计(8)即可间接地测定Ⅰ-Ⅰ截面处流速的改变。从理论上讲，流速V是主要变量，它随测量间隙S的改变而改变，即V＝f(S)。但实际上并没有必要去求出流速V到底是多少，而是直接从水柱高度就可读出测量间隙S的数值，即p＝f(S)。附图1中(5)是放气阀，用于调节放大倍数，放气多，放大倍数低;放气少，放大倍数提高。(4)是节流阀，通过它从稳压室引出一条侧气路，通向输出管(6)，用以调节零位，充气多，水柱上升;充气少，则水柱下降。由于“流速式水柱动量仪”的视读部分由多玻璃管结合构成，这给动量仪的制造带来困难，且其要求能提供稳定的滤清气源和保持被测物与测量嘴间有一定气隙这样苛刻的工作条件，使用是很不方便的。本专利技术的目的在于用简单的原理来获得一种新的机械测量方法，并应用此方法制造出测量精度可随要求大幅度提高，视读清晰，无特殊工作环境要求和使用方便的高精度机械测量装置。本专利技术的工作原理是将两个截面积相差若干部的容器相互连通，其中截面积大的容器一端配置用于测量的注塞式测量头。在连通的容器中注入显示液;当与测量头接触的被测物体几何尺寸发生微小变化时，与测量头一体的注塞将引起大截面积容器中显示液体积的微小变化，因两连通器的截面积相差很大，则截面积小的容器中显示液面就会大幅度变化，这个变化就是被放大了的被测物体几何尺寸的变化，将其用刻度线标定，便可从液面变化的差值清晰地读出被测物体几何尺寸变化的精确数值。测量及其显示工作原理如附图2所示。图中(1)-测量座 (2)-测量头(3)-测微注塞 (4)-显视管(5)-显视液 (6)-调零注塞(7)-调整手轮 (8)-大气连通阀(9)-测力调整装置 (10)-标准样块(或被测工件)(11)-可换测量头 (12)-微分筒总成附图2中被测工件(10)的名誉尺寸为L，放在图视位置，调整轮手(7)使液面对零;工件的实际尺寸L±ΔL的准确数字可以被液面的上升或下降值清晰地显示出来。测量座(1)的内径为D，显示管(4)的内径为d，则测量座的内截面积为S1= (πD2)/4显示管的内截面积为S2= (πD2)/4 ;从显示管内液面变化的差值可读出被放大了K倍的测量头(2)的微小变化数值(即ΔL)，其放大倍数K= (S1)/(S2) = (πD2/4)/(πd2/4) = (D2)/(d2) ，即放大倍数K就是测量座(1)与显示管(4)内径的平方之比。在d确定之后，根据所需放大倍数K值的要求，可以很容易地求出相对应的测量座内径D。假设显示管内径为d＝1(mm)，则需放大10000倍时，由K= (D2)/(d2) 有D＝Kd2＝10000×1＝10000，即D＝10000]]>＝100(mm)。上面推导简便地表明即使是要求读数值对实测尺寸的变化量放大10000倍，测量座内径与显示管内径之比仅为100，这充分肯定了本专利技术测量放大原理在工艺(或实用)上的可行性。通常，要得到内径小而且相当长度范围均匀一致的玻璃显示管十分困难。本专利技术为实现测量放大原理设计了用机械工艺方法获得在相当长度范围上高度均匀一致的小内截面放大显示液盛装结构。显示液盛装结构的剖面如附图3所示。图中(1)-放大显示液盛装结构立柱 (2)-镶条(3)-有机玻璃显示板 (4)-盛装显示的内腔其中内腔(4)横截面的长为L，宽为W，截面积为S2＝LW。这种显示液盛装结构的内腔截面积可以做得很小，能在测量座内截面积一定时，有效地提高测量显示的放大倍数;并且可以通过磨削或经过拉削、铣削后再研磨的工艺手段保持其截面在相当长度上均匀一致，确保放大显示的精度。本专利技术和已有技术相比，可以达到用电子技术、微型计算机技术和光学原理等制成的机械测量装置、仪器相同的测量精度，但理论推导及工作原理简单，且因只有一项参变量，在实现过程中容易控制，必要时可以最大量地提高测量显示的放大倍数;制作工艺也大为简便，容易达到要求的显示精确度。又与“流速式水柱动量仪”的玻璃管显示相比，本专利技术的显示清晰度因显示面宽而明显提高。应用本专利技术可以制成有特殊要求的高精密度测量装置，供计量测试科研部门使用;也可以制成标准的定型产品，供一般生产单位做普通量具使用。下面是为实现专利技术的工作原理和技术设计的具体实施例。整个高精度机械测量装置如附图4所示。图中(1)-微分筒总成 (2)-微分筒可换测量头(3)-测微注塞 (4)-调零注塞(5)-显示液(测量介质) (6)-显示面板(7)-调零手轮 (8)-大气连通阀(9)-测力调整装置 (10)-被测工件(或标准块)(11)-可换测量头 (12)-空气过滤网(13)-温湿度表 (14)-测力调整标尺(15)-测力调整手轮 (16)-显示放大装置(17)-固定测量座 (18)-放大读数尺(19)-放大读数附尺 (20)-测量垫块(21)-底座 (22)-锁紧环附图5是附图4的A-A剖视图，图中(1)-显示放大装置立柱 (2)-镶条(3)-有机玻璃显示面板 (4)-显示液(测量介质)一、放大数值附图4中L为被测工件(10)的名誉尺寸，±ΔL是其微小变化量。将被测工件(10)正确地放在被测量位置，调整手轮(7)，使显示液恰好到“±00”位置(对零)。设所需放大倍数为K＝10000，将附图4中固定测量座(17)和显示放大装置的内截面积分别设计并制成S1＝10000(mm2)和S2＝1(mm2)从K= (S1)/(S2) 可以知道这样设计能满足要求。固定测量座(17)的内截面积S1乘以被测工件的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械测量装置，其特征在于有配有测量头的微分筒总成，配有测量头的测微注塞、测量座和包括显示面板的显示液盛装体，测量座内径与测微注塞外径相配合，测量座内腔与显示液盛装体内腔相互连通，测量座内腔与显示液盛装体内腔的截面积不相同。

【技术特征摘要】
1.一种机械测量装置，其特征在于有配有测量头的微分筒总成，配有测量头的测微注塞、测量座和包括显示面板的显示液盛装体，测量座内径与测微注塞外径相配合，测量座内腔与显示液盛装体内腔相互连通，测量座内腔与显示液盛装体内腔的截面积不相同。2.如权利要求1所说的显示液盛装体，其特征在于它是由中央开槽的显示放大装置立柱、高透明显示面板和镶条等部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李润洲，
申请(专利权)人：李润洲，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]