量规仪器校正与管理教材
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一、量測的定義及重要必性1、量測的定義: 一系列的操作,以決定某量的數值量: (1) 計算物體的輕重,距離的長短,容量的多少(2) 容器,容受事物的限度測: 度量(測驗) ,觀察……2、量測的重要性(1)我們可以利用量測,以控制別人製作物件的品質及方法(2)我們可以利用量測,作為人類文明或科學進步的敘述二、國際單位制: 公制單位1、公制單位為十進位、換算簡單2、國際單位制簡寫為SI(The international system of units)3、國際單位制有三大類:(1)基本單位: 7個[ 長度―米(m)、質量―公斤(kg)、時間―秒(s)、電流―安培(A)、熱力學溫度―卡爾文(K)、發光強度―坎德拉(cd)、物質的量―摩爾(mol) ](2)補充單位: 2個[ 平面角―弳(rad)、立體角―弳(sr) ](3)導出單位: 19個附: 其他特殊的組合名稱: 十進位的10倍分名稱―16個三、單位符號之書寫規則:1、不論全文中所使用之其他字體為何,但單位符號的書寫與印刷時應使用“正楷的大寫或小寫之羅馬字體”。
2、除正常標點外,單位符號其後不得有句號,且必頇寫在完整數值後面,其與數值之間必頇留有一字之空間,以且復數時仍不改變其字體。
3、國際單位倍分數(十進位)之應用甚為方便,在特殊用途方面能使數字的位數改在一個實用的範圍內。
4、字首符號可與單位符號組合使用,也可以10的正負乘方表示,並可與其他單位符號組合以形成復合單位符號例: 1 cm3=(10-2 m)3=10-6 m31 mm2/s=(10-3 m)2/s=10-6 m2/s5、數個復合字首不可合並使用例: n m 不可以寫成n u m6、十進位倍分數的應用,通常可使數字之位數改寫為0.1到1000之間,例: 0.00567 m可寫成5.67 mm7、當一個復合單位是由兩個或兩個以上之單位相乘組成時,可用下列任何一方式表示例: N•M N..M NM8、當兩個單位相除而得一復合單位時,可用下列任一方式表示例: m 或m / s 或-1s m•s9、特殊導出單位之名稱及符號者,其第一個必頇大寫外,其他應用小寫字母例: Hz Pa W b10、非國際單位可與國際單位及其倍分數並用四、量測的結果1、量測的結果(1)量測的結果必頇包括“數值部分”及“單位部份”兩項(2)若表示同一物理量,因所選用的單位之不同,其數值部份亦不同(3)數值部分的表示,乃以單位的倍數來表示,因為是估計值,故一定有誤差(4)能夠“數”出來的量不需要量測,因為它沒有“誤差”其量測的結果仍應有“數值”部分和“單位”部份2、量測值的意義(1)一個完整量測結果的“數值部份”是由一組“準確”量測的數字和一個“估計”數字所組合而成。
量測值= 準確值組+ 一位估計值(2)準確數值記到量具的“最小刻度”,估計數值則記到最小刻度的“下一位”(3)估計值只有一位,在估計值後面上任何數字是“毫無意義”的,應該除去(4)若物體恰好物於刻線上,則必頇加上估計數值為“0”3、平均值的意義(1)任何量測結果都免不了有誤差,又每次量測結果“不盡相同”,故不可以一次量測值為準,必頇以多次量測再求取“平均值”,才更接近真值平均值= 多次量測結果的總和/ 量測的次數。
(2)在求取平均值以前,若發現有“明顯錯誤”的數值應捨去不用。
(3)“平均值”應介於所有量測數值中的最大值與最小值之間。
(4)平均值的“準確數值的位數”應與量測值相同(後面位數應采四捨五入法調整之)。
4、記錄方式在精密量測時,量測者與記錄者應分由二人分別擔任,且應注意下列事項量測者應注意下列事項:(1)讀取量測值時應注意“發音正確”。
(2)讀取量測值是否有錯誤,讀後“立即再確認”。
(3)盡可能以“同一量測條件進行量測,如由上而下、由左而右”且以相同速度進行。
記錄有且應注意下列事項:(1)先將“日期、量測者及記錄者姓名、使用量測儀具名稱、天候、溫濕度、量測場所”等先行記錄記藏之。
(2)對於量測者之讀取量測值之發音,必頇“正確的復誦”,並於復誦時自行檢查並確認記錄是否有錯誤。
(3)記錄值要正確, “一旦記錄上去後,便不得用任何方法清除記錄值,只能將原記錄用筆劃一線,並在旁注寫正確數值並簽名之”。
(4)記錄用筆絕對禁止用鉛筆。
(5)特別注意在“量測時是否有異狀發生”,若有應記錄於記錄表之備注欄內。
(6)若需要制成圖表時,先記錄數值,再劃圖表。
五、量測誤差1、量測誤差的分類2、量測誤差的分類的定義六、塊規認知簡介1、塊規各部份名稱:2、標示: 每一塊規必頇標記其公稱尺寸,制造廠商的記號,材質,等級及制造批號,包裝塊規盒上亦需要標注記號。
3、塊規的形狀:(1)長方形(2)正方形(3)其他特殊形狀4、塊規的制造程序選擇材料→機械初加工成形→熱處理→粗磨削(機械) →精研磨(人工) →尺寸檢驗→分級包裝5、塊規的材料5.1、材質條件(1) 精度高(2) 材質穩定: 熱膨脹系數要小(3) 硬度: 塊規的材質經熱處理完成後,硬度要高,耐磨性要高,同時應兼具有耐蝕性。
5.2、塊規的材質(1) 硬化鋼料(2) 不銹鋼(3) 其他特殊材質: 碳化鎢、碳化鉻、陶瓷6、塊規精度與等級劃分6.1、使用光學平鏡及光波干涉儀的檢驗,依序檢驗塊規的標稱、尺寸、平行度、真平度,再將塊規加以區分等級。
6.2、依照塊規用途的區分為四種級別:(1) 參考級: 作為基本參考標準或其他級塊規精度的參考標準尺寸。
(2) 校驗級: 作為量具室之參考用塊規,提供高精密量測的儀器校準使用。
(3) 檢驗級: 作為QC用,應用於機具的調整校驗,校驗用之量具(4) 工作級: 作為工具室或生產線上直接使用的塊規,現場檢驗直接工作用。
7、塊規的組成常依塊規的基準厚度來區分,一般可分為1 mm及2 mm兩種,每一種厚度之塊規依據等級、規格的區別,每盒之片數不同例: 112片、103片、88片、45片。
8、塊規的組合8.1、塊規組合的程序有下列要點(1) 依現有的成套塊規組之規格條件為依據(2) 消去法: 每選出一個尺寸,將總尺寸消去一數,依尺寸的最小位數起,依序向前選出;當尺寸的整數部份由最大位起,依序向後選取。
(3) 所選取的塊規個數愈小愈好。
若塊規盒組內備有耐磨塊規保護片時,在選用時應將耐磨塊規保護片的厚度列入計算式內,即先將組合尺寸減去兩塊耐磨保護片的厚度,再進行消位組合。
8.2、塊規的扭合與密接性8.2.1 扭合塊規的扭合是將前述所選出的數片塊規,應用特殊方法使他們變成一個整體的操作過程稱為扭合。
8.2.2 塊規扭合的方法(1) 推疊法: 此方法針對長方形一厚一薄的塊規扭合用(2) 旋轉法: 此方法針對正方形塊規的扭合用;長方形兩塊厚的塊規8.2.3 密接: 塊規密接的原因(1) 大氣壓力的說法[x](2) 材料分子間的吸力[ISO](3) 油膜分子間的吸力[USA]8.2.4 塊規扭合的注意事項(1) 塊規扭合前,應將塊規徹底清潔。
(2) 量測面切勿用手觸摸,必頇戴上細棉質或隔熱麂皮手套,才可以進行塊規扭合密接或其他的工作。
(3) 扭合後的塊規不可以立即使用,必頇等待其物理特性穩定之後(約5―10分鐘),才可以進行量測之工作。
(4)選取適用的塊規組合尺寸後,應立即將塊規盒蓋關閉,將選出的塊規應分別分開放置在清潔的無塵紙或麂皮上,並嚴禁在開啟的塊規盒上進行扭合作業。
(5)數塊規的扭合,應先從尺寸最大的一對塊規先扭合,然後再依尺寸由大而小之順序扭合密接;分開時則按相反順序為之。
(6)扭合後的塊規,經使用完畢後,應即刻分開,否則時間過久,強行分開易造成塊規的量測表面受損。
9、塊規的附件9.1、使用塊規附件來轉移尺寸有下列之特點(1) 使用塊規附件夾持組合,可以防止塊規在使用時不致脫落分散而損傷。
(2) 在尺寸轉移時,用塊規附件來密接塊規,則各塊規間在組合時受力均勻,則能達到原有頇要的尺寸精度。
(3) 可按工作空間及工作形狀的方便化,選用適當的塊規附件來組合塊規,使塊規之功能更能發揮。
10、塊規的保養與維護(1) 工具: 手套(2) 功能: A. 防止手紋印在塊規量測面上外B. 防止手熱的傳導,而引起量測精度的誤差10.2塊規的外觀檢驗檢查塊規是否留有殘留磁性,若有則應使用消磁器消磁。
10.3塊規的收藏(1) 用細綿質或麂皮或軟質橡皮手套工具接觸塊規,切忌用手直接與塊規接觸。
(2) 對號入座的放入塊規盒中。
(3) 放置於自動控制的空調室內,溫度為20℃±1℃以內,相對濕度為50%以下。
(4) 在工作區域內或量測室,嚴禁放置食物或邊吃邊工作,因為食物會產生檸檬酸及鹽分,易使儀器腐蝕。
10.4 塊規的維護用具器材(1) 修磨刮傷毛邊的去痕石: 黑色花崗石、天然阿肯色去痕石、泉華石灰石等。
(2) 光學平鏡(3) 清洗液: 乙醇、丙酮等(4) 防護油: 凡士林(5) 其他器材: 軟質麂皮、細棉質手套、無塵紙、棉花棒、放大鏡等。
(6) 其他設備: 消磁器、超音波清洗器等。
11、塊規的使用時機11.1一般使用塊規的時機有下列狀況(1) 精密儀器,量具等其準確度有需要重新確認時(2) 在允許極微小尺寸變化的長度頇要增加時(3) 精密物件其準確度需要增加時(4) 從事高精確度的量測工作,而一般量具與技術無法達到時(5) 精密儀器之設計與製造時(6) 盡可能使用塊規附件夾持塊規使用,避免扭合塊規使用或直接使用塊規量測,因為扭合塊規使用直接使用,容易造成塊規的磨損與刮傷。
(7) 購買塊規頇視工作之需要而定,買小套組塊規較好,買一盒大的不如買兩盒小的,不要買精度等級過高的塊規,記住合用即可。
12、塊規的精度校驗12.1校驗周期: 1次/ 年12.2 校驗分類(1) 一般性校驗,可以在工廠內自行檢驗(2) 校正周期校驗12.3一般性塊規校驗項目(1) 準備工作: 首先必頇將塊規面清潔,使塊規表面無油脂,灰塵等,另外,注意校驗塊規場所的溫度必頇合於標準的環境。
(2) 外觀檢查: 使用放大鏡仔細檢查塊規面及四周邊角等,是否有刮痕、缺口、毛邊, 因為這些痕跡的存在,會使塊規在扭合密接時傷害另一塊塊規面, 甚至造成扭合密接困難. 去除刮痕的方法參照塊規的維護與保養方法, 或送原廠商整修。
(3) 真平度校驗: 將光學平鏡略施壓力壓在待校驗塊規面上,放在單色燈源下,使產生4―5條理想的干涉條紋為止,由干涉條紋直度或彎曲狀況,就能辨別塊規面的真平度是否正確(4) 平行度校驗: 將相同尺寸的標準塊規與待校驗塊規,一起放置在單色燈源與光學平鏡下面,略施壓力使產生4―5條干涉條紋以標準塊規的平行度為標準,觀查比較待校驗塊規面的干涉條紋數及次序,即可得知待校驗塊規的平行度。
12.4 校驗周期的塊規校驗項目(1) 首先要建立任何一種量測系統及追溯體系(2) 電子―機械式比較儀校驗系統(3) 光波干涉計的校驗方法七、游標卡尺校驗實務1、游標卡尺的種類,構造及各部分名稱(提示: 拿把游標卡尺講各部分名稱)(1) 游標卡尺可以區分為M . CM. CB三種,其它的特殊游標卡尺2、游標卡尺的原理游標卡尺是由本尺或稱主尺及游標尺或稱副尺組合而成的量具,利用本尺刻劃與副尺刻劃來讀取工作物面間的距離3、游標卡尺的刻度形式公制: 五種英制: 三種ISO―3599 1976 定出國際規格,最小讀數為0.1、0.05、0.02 mm 三種,主尺1 mm 刻劃。
