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《机械零件测量与检验》孔径、深度的检测的检测——电子教案数控技术专业名师课堂资源开发小组2016年2月子任务2：孔径和深度的检测我校承接了15件套筒零件的加工，现需我们对套筒尺寸误差进行检测。
如图3-1图3-1 套筒零件图一、零件尺寸公差的分析套筒它属于套类零件，由二个不同直径的外圆和一个内孔组成，此零件尺寸精度要求较高的部位有外圆柱面ф40k6，查孔的极限偏差数值表可知其018.002.040+-φ。
内孔尺寸为730Hφ，查标准公差数值表可知025.030+φ。
其它尺寸均为未注线性尺寸公差按公司要求统一按GB/T 1804-M处理，通过查表可知ф39，2，60的公差值分别为，和。
相关专业术语及知识点1、孔的定义1)孔孔通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面），如图3-2（a、b)所示。
(a)圆柱形内表面和键槽（b）凹槽和凸槽图3-2 孔2）基准孔基准孔是指在基孔制配合中选作基准的孔。
对本标准，即下极限偏差为零的孔。
2、尺寸的相关术语:1）公称尺寸孔的公称尺寸用D表示（其定义与2-1章节中的公称尺寸相同）。
2）实际尺寸(Da)孔的实际尺寸用Da 表示（其定义与2-1章节中的实际尺寸相同）如图3-3所示。
孔的实际尺寸合格的条件为：max min D Da D ≤≤图3-3 实际尺寸3）极限尺寸孔的上、下极限尺寸分别用Dmax,Dmin 表示（其定义与2-1章节中的极限尺寸相同）。
孔的上极限尺寸 ES D D +=max孔的下极限尺寸 EI D D +=min1、公差的定义及相关术语1）尺寸公差孔的公差用h T EI ES D D T h -=-=m in m ax2）标准公差GB/T 《产品几何技术规范（GPS ）极限与配合》标准中所规定的任一公差。
字母IT 为“国际公差”的符号。
见表2-13）公差带公差带代号由公称尺寸、基本偏差和标准等级组成，如Ф30H7，其中30为公称尺寸，H 为基本偏差代号，7为标准公差等级（省去字母IT)4）标准公差等级标准公差等级在2-1章节中已介绍。
深孔内径测量仪工作原理
深孔内径测量仪是一种用于测量深孔（如管孔、孔穴和孔槽）内径的设备。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 制备：将测量仪安装在测量设备中，以便进行测量。
2. 表面扫描：使用测量仪的光学探头将其放置在待测孔或内表面的入口，并沿孔的轴向缓慢推进。
3. 数据采集：当探头通过内径表面时，它会测量和记录与测量仪相连的光学传感器所接收到的信号。
这些信号的变化将提供有关孔的内径尺寸的信息。
4. 分析和计算：通过收集的信号数据，测量仪会使用内部计算算法来分析并计算待测孔的内径尺寸。
5. 结果显示：计算完成后，测量仪会将结果显示在其控制面板上，通常以数字形式呈现。
总体而言，深孔内径测量仪利用光学传感器测量和记录孔的内径信号，然后通过相应的算法计算出准确的内径尺寸。
这种测量仪可用于多种工业应用，如汽车制造、航空航天和机械制造等。
机械零件深孔测量方法的探究Discussion On The Deep Hole Measure Method Of Mechanism Parts摘要：本文以个人从事机械产品检验的经验，基于便捷实用的原则，并结合具体实例，总结归纳了几类有关较深盲孔、较深通孔、圆锥孔、锥形槽、多孔径孔系的检测方法，并相应进行了简单测量误差分析，旨在为相类似机械加工零件的尺寸检测提供测量方法的参考。
关键字：深孔；测量；探究一、深孔测量难点分析在机械加工零件的几何尺寸检测中，对于孔口较小的阶梯形盲孔、较深通孔、较深盲孔、较深圆锥孔、小孔径孔系的检测手段操作均比较复杂，尤其对于尺寸和形位公差均要求较高的孔系，由于检测空间、检测基准、检测手段均有限，直接使用通用量具进行直接测量会比较困难。
若采用高端光电检测设备，其准备时间和检测成本较高，经济效益较低。
在此，本人根据多年来从事机械加工质量检验工作经验进行总结，归纳了一些简便高效、经济适用的间接检测方法，以供参考。
二、小口径盲孔内圆柱腔体直径的测量2.1 对于孔口比孔内腔小的孔内径的测量，如果孔口直径与孔内腔相差不大（差值小于三爪内径千分尺或杠杆百分表的径向伸缩范围），且内圆柱腔体深度未超过内径量具可测量深度，则可用内径百分表、三爪内径千分尺进行检测。
该检测方法可直接读出内径实测值，无需间接测量后进行数值转换，测量不确定度低，方便高效。
2.2 对于孔口狭窄，孔内腔直径较大，内圆柱腔体深度较深且内径量表无法伸入其中的孔内腔尺寸，则符合阿贝原则的普通内径量表无法直接到达测量部位。
因此，传统测量方法无法使用，下面介绍两种简便实用的间接测量方法。
如下图所示:图1 两钢球测量内圆柱直径示意图2.2.1 根据所测零件的内腔直径D3及小孔开口的直径D，选择合适的钢球（D3-D）/2＜钢球直径＜孔径D）和深度千分尺进行间接测量。
设孔径为D、大钢球直径为d2、小钢球直径为d1、深度尺两次测量的读数分别为L1和L2，则所测孔径尺寸为D=d1/2+d2/2+。
《机械零件测量与检验》孔径、深度的检测的检测——电子教案数控技术专业名师课堂资源开发小组2016年2月子任务2：孔径和深度的检测我校承接了15件套筒零件的加工，现需我们对套筒尺寸误差进行检测。
如图3-1图3-1 套筒零件图一、 零件尺寸公差的分析套筒它属于套类零件，由二个不同直径的外圆和一个内孔组成，此零件尺寸精度要求较高的部位有外圆柱面ф40k6，查孔的极限偏差数值表可知其018.002.040+-φ。
内孔尺寸为730H φ，查标准公差数值表可知025.0030+φ。
其它尺寸均为未注线性尺寸公差按公司要求统一按GB/T1804-M 处理，通过查表可知ф39，2，60的公差值分别为0.6，0.2和0.6。
相关专业术语及知识点1、孔的定义1)孔孔通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面），如图3-2（a 、b)所示。
(a)圆柱形内表面和键槽 （b ）凹槽和凸槽图3-2 孔2）基准孔基准孔是指在基孔制配合中选作基准的孔。
对本标准，即下极限偏差为零的孔。
2、尺寸的相关术语:1）公称尺寸孔的公称尺寸用D 表示（其定义与2-1章节中的公称尺寸相同）。
2）实际尺寸(Da)孔的实际尺寸用Da 表示（其定义与2-1章节中的实际尺寸相同）如图3-3所示。
孔的实际尺寸合格的条件为：max min D Da D ≤≤图3-3 实际尺寸3）极限尺寸孔的上、下极限尺寸分别用Dmax,Dmin 表示（其定义与2-1章节中的极限尺寸相同）。
孔的上极限尺寸 ES D D +=max孔的下极限尺寸 EI D D +=min1、公差的定义及相关术语1）尺寸公差孔的公差用h T EI ES D D T h -=-=m in m ax2）标准公差GB/T 1800.2-2009《产品几何技术规范（GPS ）极限与配合》标准中所规定的任一公差。
字母IT 为“国际公差”的符号。
见表2-13）公差带公差带代号由公称尺寸、基本偏差和标准等级组成，如Ф30H7，其中30为公称尺寸，H 为基本偏差代号，7为标准公差等级（省去字母IT)4）标准公差等级标准公差等级在2-1章节中已介绍。
孔的测量实验报告孔的测量实验报告引言孔的测量是工程测量中常见的一项任务，它在建筑、机械、电子等领域都有着广泛的应用。
本实验旨在通过测量孔的直径和深度，探究孔的测量方法及其精度。
实验器材和方法实验所需器材包括：卡尺、游标卡尺、外径千分尺、深度尺、显微镜、光源等。
实验步骤如下：1. 准备工作：清洁实验器材，确保其表面干净无尘；2. 测量孔的直径：使用千分尺或外径千分尺，将卡尺的两腿放置在孔的两侧，读取直径值；3. 测量孔的深度：使用深度尺或游标卡尺，将尺子的一端放置在孔底，另一端与孔口齐平，读取深度值；4. 精密测量：使用显微镜和光源，观察孔的内部细节，通过显微镜的刻度盘测量孔的直径和深度。
实验结果与讨论通过实验测量得到的孔的直径和深度数据，我们可以进行进一步的分析和讨论。
1. 孔的直径测量精度在本实验中，我们使用了千分尺和外径千分尺来测量孔的直径。
这两种测量工具的精度分别为0.01mm和0.001mm。
通过多次测量同一孔的直径，我们可以计算出直径的平均值和标准差，从而评估测量结果的精度。
2. 孔的深度测量精度孔的深度测量通常使用深度尺或游标卡尺进行。
这两种测量工具的精度分别为0.1mm和0.02mm。
同样地，通过多次测量同一孔的深度，我们可以计算出深度的平均值和标准差，进一步评估测量结果的精度。
3. 显微镜测量孔的精密测量显微镜是一种高精度的测量工具，通过其刻度盘可以测量微小尺寸的物体。
在本实验中，我们使用显微镜对孔的直径和深度进行了精密测量。
通过显微镜的放大倍数和刻度盘的读数，我们可以得到更加精确的测量结果。
结论通过本实验，我们对孔的测量方法及其精度有了更深入的了解。
在实际应用中，我们应根据具体情况选择合适的测量工具和方法，以提高测量结果的精度。
同时，我们还可以通过多次测量和数据处理，评估测量结果的可靠性，并进行必要的修正。
总结孔的测量是一项重要的工程测量任务，其精度对于工程设计和制造具有重要意义。
专利名称：一种深孔孔径光学测量仪
专利类型：发明专利
发明人：戴恒震,张淞瑜,韩雨辰,林滨,范鸿吉申请号：CN202010352583.X
申请日：20200429
公开号：CN111366090A
公开日：
20200703
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于激光微距测量技术以及机械零件检测技术领域，提出一种深孔孔径光学测量仪，基于激光测距三角测量法原理，利用折射及反射方式更改光路使其实现对小孔内径测量，它由头座、反射镜、棱镜、撑紧腿、连杆、销轴、铰链轴、联动套、支撑管、拉动套管、锁紧螺母、连接座、激光位移测距传感器、电池和把手等组成。
通过头座上的撑紧腿等定位，用锁紧螺母锁定状态，由激光位移测距传感器发射激光束并接收被测目标反射光测定深孔的内径，使用简单方便。
申请人：大连理工大学
地址：116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
国籍：CN
代理机构：大连理工大学专利中心
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专利名称：便于测量深孔内径的测量方法专利类型：发明专利
发明人：李景元,李华富,谌礼林
申请号：CN201710257009.4
申请日：20170419
公开号：CN106918291A
公开日：
20170704
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了便于测量深孔内径的测量方法，测量装置放在深孔上，测量装置上的红外传感器用于感应深孔的位置；位于测量装置下方的传送带进行传送，当红外传感器感应到深孔的位置时，连接在传送带上的伸缩杆向下伸长，并达到深孔内；连接在伸缩杆侧面的四个电涡流位移传感器开始测量其到深孔内壁的距离，所述四个电涡流位移传感器两两相对，并且两组电涡流位移传感器所对应的两条直线相互垂直；电涡流位移传感器将测量的数据发送给计算模块，所述计算模块将两个相对的电涡流位移传感器的数据以及伸缩杆的直径相加，再将得到的两个数据取平均值，最后将得到的数据发送给控制器；再发送给显示屏并显示出来。
申请人：德阳六久科技有限公司
地址：618000 四川省德阳市旌阳区天元镇德什路三段北侧1幢1层
国籍：CN
代理机构：成都行之专利代理事务所(普通合伙)
代理人：马碧娜
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科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００８ ＮＯ．１９
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
高 新 技 术
１ 研究的目的和意义
长度测量是几何量测量中的一项重要内容，孔径测量又是长度测量中的关键技术之一。
随着超精密制造及精密仪器等科学技术和现代工业生产的发展，微小内尺度零件的应用越来越广泛，其中大多为深孔或深盲孔。
由于测量器具活动空间受到限制，对于深孔任意截面处的尺寸及形状误差的测量，一直是该领域的重大技术难题。
２ 常用光电检测方法分析
近年来，为了实现深孔孔径的高精度测量，提出了许多测量方法。
按传感器与被测工件的接触方式可分为接触式测量和非接触式测量。
接触法测量主要有微力接触式测量法、振动扫描法和电感测微法。
非接触法主要有电容传感器测量法、光纤传感器测量法和气动法。
下面就简要介绍一下这些方法的基本工作原理，并比较其优缺点。
２．１ 接触式测量法
２．１．１ 微力接触式测量法
测量系统主要包括光学成像单元、照明单元、光纤触测单元和三维ＣＮＣ控制运动单元。
测量系统的原理是利用光学成像系统和ＣＣＤ摄像机确定被照明的接触测头的球心位置。
经拉伸及弯曲后的光纤作为“测杆”置于光学系统的光轴上，在光纤的拉伸端粘有或利用热熔化方法形成的微型触测球体。
微型触测球体被调整到光学系统的焦平面内，并由光
纤另一端的冷光源照明。
由被照明的触测球体反射或漫反射回来的光经光学成像系统在像平面的ＣＣＤ上形成圆形亮光斑。
当系统触测工件时（触测球体相对于ＣＣＤ移动），亮光斑的位置将发生变化。
光斑中心位置的变化（与被测点的空间坐标相对应）可以利用相应的图像处理软件以亚像素的精度计算出。
２．１．２ 振动扫描法
振动扫描法工作原理是将微孔中的探针施以微小振幅垂直振动于微孔的内壁，当探针和内壁之间的距离逐渐缩小，探针尖端就会接触内壁产生电压。
将接触的时间除以振动周期定义为效率因数，利用效率因数与探针的位置关系可计算探针与内部之间的距离，并正确快速地测量出微孔的孔径。
测杆不能太长，所以该技术的不足之处是深度测量范围较小。
２．１．３ 电感测微法
工件和工作台固定不动， Ｘ向步进电机通过丝杠和Ｘ向气浮导轨带动测量臂（即滑架）沿Ｘ方向快速移动，带动电感测头一同移动。
当测头接触工件且电感测量仪显示某个调整值时，电感测量仪发出信号，Ｘ向电机慢速转动。
当电感测量仪显示到另一调整值时，再次发出信号，则Ｘ向步进电机停止转动，同时压电陶瓷接通电源，通过平行片簧带动电感测头微动。
当电感测量仪显示值通过零点的瞬间，双频激光干涉仪对角锥棱镜的位移值进行动态采样，从而完成孔径一侧的瞄准测量。
此后测量臂在Ｘ向步进电机的带动下移动到工件另一侧进行瞄准测量，并再次测得角锥棱镜的位移值。
两次位移值之差即为工件的孔径测量值。
２．２ 非接触式测量法
２．２．１ 电容传感器测量法
测量系统由双频激光干涉测长光路、超精密双向电容传感器瞄准发讯装置、位移驱动机构和主控计算机四部分组成。
电容传感器测量法原理如图１所示，直径为ｄ的双向电容瞄准测头沿ｘ轴方向运动，进入瞄准区域，当测头和被测件孔壁之间最小间隙为δ１时，瞄准装置发出触发讯号，然后主控计算机控制瞄准测头反向运动至右侧触发点（瞄准间隙为δ２
），运动过程中激光测长光路测得位移量为Ｌ。
由于被测件和电容瞄准装置测头初始位置误差，实际测得量为弦长，即有Ｓ１＝Ｌ＋ｄ＋δ１＋δ２。
适当调整二维工作台在ｙ轴方向上的位置，重复上述测量过程，测得一组弦长值，取其最大值得到被测孔孔径Ｄ为：Ｄ＝ｍａｘ｛Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…｝。
实验表明，对于直径５ｍｍ到１６ｍｍ之间的小孔，该系统可实现深孔任意截面孔径的高精度
测量，测量分辨力达１０ｎｍ，不确定度达０．１μｍ。
电容法具有结构简单、测量范围大、灵敏度高、动态响应快、稳定性好、成本低的优点。
２．２．２ 光纤传感器测量法
该系统用双频激光干涉仪或光栅尺进行测长，用光纤测头进行测量定位，利用光三角法实现了高精度的尺寸测量。
测量过程：如图２所示，首先把测头置于孔内任一点Ｄ，根据光纤输出光强来确定测头到孔径的距离ＤＡ，然后水平移动测头Ｍ、Ｎ处，通过与测头一起移动的光栅尺或双频激光干涉仪的测量反射镜来确定移动距离ｅ１、ｅ２，同样确定ＭＢ、ＮＣ的长度。
根据ｅ１、ｅ２、ＤＡ、ＭＢ、ＮＣ可求出ＤＢ、ＤＣ、β１、β２。
所以圆内任意一点Ｄ到圆上三点Ａ、Ｂ、Ｃ的距离ＤＡ、ＤＢ、ＤＣ及其角度β１、β２、β３（β３＝２π－β１－β２
）可知，由三角法便可求出该圆的半径Ｒ，实现对小孔的测量。
经检测和验收，该系统的分辨力为０．１μｍ，对大于７ｍｍ的孔径测量精度优于±１μｍ。
３ 现有方法、技术存在的问题或需要解决的问题
经过查阅大量国内外文献，通过认真分析和比较当前最新的孔径测量技术和方法，本论文以直径９ｍｍ～２０ｍｍ、深１０ｍｍ～１００ｍｍ的深孔为研究对象，本着简单、有效可行、高性价比的指导思想，暂拟定基于光三角法的光纤传感器测量法。
研究内容涉及自动检测技术、强度调制型光纤传感器补偿技术、双频激光干涉测长技术、数据采集技术、几何参数评定技术和软件设计方法等。
虽然该研究在理论上可以达到很高的精度，但在实际过程中，由于光源波动、环境温度、光纤微损耗和被测表面反射率等因素的影响，导致测量误差比较大，因此需要采用光纤传感器补偿技术，这也是本课题
研究的关键技术。
参考文献
［１］ 李林．基于插件技术的细长小孔自动精密
检测系统软件研究［Ｄ］．西安：西北工业大学，２００７，３．
［２］ 柴艳波．细长小孔孔径精密测量系统的设
计及精度分析［Ｄ］．西安：西北工业大学，２００７，３．
［３］ 李光，马修水，李贤义．坐标测量机检定标
准制定及进展［Ｎ］．安徽电子信息职业技术学院学报，２００７，６（３０）：７３～７５．
深孔内径光电检测技术研究
杨坤 徐海峰 毛学良
（中国人民解放军装甲兵技术学院 长春 １３０１１７）
摘 要：通过阅读相关文献，首先介绍了目前孔径测量的国内外发展现状，其次介绍了测量孔径的几种方法，并比较了它们的优缺点，最后给出了本课题研究的主要内容和相关技术。
关键词：深孔 孔径测量 精度 传感器中图分类号：ＴＮ２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２００８）０７（ａ）－０００１－０１
图２ 光纤传感器测量原理图
图１ 电容法测量原理图。
