测量员仪器，测量量具都有哪些？那个比较好？

制造行业中，圆形被广泛使用。根据大概的统计可知其数量要比其他形状的工件要多，例如螺丝、螺母、轴承等等都是圆形，圆形的应用度十分的高。今天分享的内容就是与大家一起了解下测量领域中的“圆度”，它具体是什么，又具备那些优势呢？

圆度的定义及表示方法

在JIS -1984｢形位偏差的定义及表示｣中，

圆度被定义为｢偏离了圆形形体的几何学上的正圆的大小｣，

表示方法被记录为｢圆度为圆形形体（C）被两个同心圆的几何上的圆相夹时，两个同心圆的间隔最小时用(f)表示两圆的半径差，圆度可用mm或者μm来表示。」

面对旋转的零部件来说，当前应要急切解决的问题一般是评估它们真实的圆“型”。这时就应从“圆度公差”说起了。

什么是“圆度公差”？

圆度公差带通常表示的是公差带在同一截面的2个同心圆之间。如下图所示，提取圆周范围应限制在半径之差为t的两个共面同心圆之间的公差带内。

那么为什么会出现圆度·圆柱度公差呢？产生的这些原因有以下几点：

1、加工机械的震动产生的圆度･圆柱度不良

2、加工机械的旋转部分的劣化引起的圆度･圆柱度不良

3、中心孔的形状不良产生的圆度･圆柱度不良

4、无心磨床研磨时，因为前序加工的变形而产生的圆度･圆柱度不良

5、环形部品的保持夹具或保持方法不当引起的加工物的歪变

6、切削工具的磨耗及安装不良、振动等引起的圆度不良

7、精加工后热处理引起的变形等

经过上述了解到了圆度的产生以及表示方式，那么应该怎样测量和评价圆度，都有哪些方法呢？

圆度的测量方式

圆度的测量方式有很多，每种方法都具备其各自的特点及优势，一般情况下会根据工件的需求来进行选择。

简易测量方法，如下所示：

01、直径法

可以采用千分尺等测量工具直接读取圆度的直径。

使用这种简易的测量方法的优势是操作十分方便。缺点则是在评价三角形、五角形等径应变圆时，在不是正圆的情况下容易被误测成正圆。

02、三点法

此方法可利用【Ｖ型块＋千分尺/表＋台架】来得出圆度数据。

可是，三点法中选择的支撑点处的切线不同，也存在无法正确测量的可能性。基准的中心没有办法确定，随着被测物的旋转发生的上下移动，将会发生误差。

按照相关标准为基础的测量方法，如下所示：

01、半径法

半径法主要采用了工件旋转一周所得出的最大半径值和最小半径值之差的方法来评价圆度。如下图的的这种评价方式，测量结果也非常容易遭到工件的水平运转的影响。

【公差带是在同一截面上的两个同心圆之间】

02、中心法

中心法的检测方法比较之下多用于更为精密的测量需求。圆度检测的数据取决于参考圆，考圆的评价方法不同，会导致参考圆的中心位置不同，也将会影响所测圆形特征的轴向位置。

● 最小二乘圆LSC

采用将一个圆拟合到所测轮廓，使轮廓数据与该圆偏离的平方和最小，然后，将圆度值定义为轮廓与该圆的最大偏差（最高峰值到最低谷值）之间的差距。ΔZｑ=Rmax-Rmin, 通过LSC表示圆度值的符号

● 最小区域圆MZC

利用对两个同心圆进行定位来包围所测轮廓，进而实现径向差最小。将圆度值定义为这两个圆的径向间隔。

ΔZｚ=Rmax-Rmin , 通过MZC表示圆度值的符号

● 最小外接圆MCC

创建可包围所测轮廓的最小圆。之后将圆度值定义为轮廓与该圆的最大偏差

在轴、杆等的评价中会被多次使用。ΔZｃ=Rmax-Rmin , 通过MCC表示圆度值的符号。

● 最大内切圆MIC

创建可包围所测轮廓的最大圆。之后把圆度值定义为轮廓与该圆的最大偏差。ΔZｉ=Rmax-Rmin , 采用MIC代表圆度值的符号。

在评价圆度过程中，为了减少或消除不必要的噪音影响，一般需要对所获得的轮廓进行滤波处理。

滤波器对所测轮廓的影响

测量需求不同时，滤波的方式也各不相同，设定的滤波截止值也不同。(UPR:每转的波动），从下图中可以知道滤波器的设置对所测轮廓的影响是各不相同的。

【无滤波器】

【低通滤波器】

【带通滤波器】

而作为评价者测量员仪器，测量量具都有哪些？那个比较好？，上述的图形又传递着什么信息？

测量图表的分析

【带通滤波器】

01、1UPR分量

1UPR：滤波后仅保留一个波：1UPR分量代表着工件相对于测量仪器的旋转轴的偏心。波形的振幅取决于对其水平的调节。

02、2UPR分量

2UPR分量可能表明：

● 测量仪器的水平调整不足;

● 出于工件在形成其形状的机床上安装错误而产生的圆形跳动;

● 工件的形状在设计上是椭圆形的测量员仪器，譬如在IC发动机活塞中。

03、3~5UPR分量

可能表示：

● 测量仪器上的保持卡盘过紧而产生的变形。

● 在从加工机床的固定卡盘上卸载时，因为应力释放产生的松弛变形。

04、5~分量

一般表示加工方法或生产工件的过程中存在的不平衡因素。

工装及测量，浅谈质量体系的设备、监视测量设备和工装

在日常的工作中，经常会有设备设施、工装、监视测量设备等等说法，这些仪器设备之间有什么区别与联系呢，很多朋友傻傻分不清，我们今天就详细来说一下。

一、设备与设施

在GJB -2017《质量管理体系 要求》标准的7.1.3条款中，基础设施可包括四个部分：

1）建筑物、工作场所及配套设施。如办公室、车间厂房、实验室、检验/试验场所等，以及相关配套的水、电、气供应设施，吊车、通风、照明、空调系统、空气净化系统等相关设施。

2）设备，包括硬件和软件。如设计开发过程使用的计算机系统（含工作站），生产和服务提供过程使用的加工设备（含软件）等。就军队装备而言，工艺设备是指用于产品生产和服务的专用设备，含工装、夹具、模具等辅助设备。

3）运输资源。如汽车、火车运输，船舶运输，航空运输等。

4）信息和通信技术。如ERP资源计划系统，OA办公自动化系统，通信及信息处理系统，VCS视频会议系统等。

在装备承制单位资格审查中，设备包括：加工制造设备、工装模具、信息化系统等；设施主要包括：研究室、实验室、生产或修理车间、仓库等工作场所，通信、运输及水、电、气、防静电、防雷电等保障措施。

理解一下，在GJB 9001标准中，基础设施包含了设备和设施，但没有对两者进行区分；在承制资格审查中，建筑物/工作场所及配套设施、运输资源等（GJB -2017的7.1.3的1、3条款）属于设施；设备、信息和通信技术等（GJB -2017的7.1.3的2、4条款）属于设备工装及测量，浅谈质量体系的设备、监视测量设备和工装，后续也可以按此界限进行划分。

在GJB -2017标准中，无论是设备还是设施，其管理要求只有六个字“确定、提供、维护”。确定是指企业依据运行需要，明确需要哪些设备设施，逻辑很简单，落实很困难，绝大部分企业都经常遇到设备设施紧张的问题，尤其是场地。既然这个问题普遍且长期存在，一定不容易解决的，究竟是设备设施真紧张，还是利用不合理，就需要企业自行识别了。提供是采用采购、租赁等方式获取设备设施，比较简单。维护是指日常维护、定期检查、分级保养和精度检查等，一般而言，设备设施的维护需要制定准则，明确维护方式、周期、计划等等内容。敲黑板，标准7.1.3条款是针对设备设施的基本要求，没有涉及计量检定。

二、监视测量设备

2.1 基本知识

在设备之中，有一种特殊的设备是监视测量设备，顾名思义，就是用于监视或测量的设备，以验证产品和服务是否符合要求，通俗来讲，就是用于检验的设备（敲黑板，即使同一台设备，用于检验和不用于检验时，两者的要求也是有差异的）。用于检验的设备，除了满足标准7.1.3设备的维护要求外，还应该满足以下要求：

1）设备的计量特性（如测量范围、测量不确定度、最大允许误差和灵敏度等）应满足被测参数（技术指标）要求，其最大允许误差一般为测量要求的1/3∽1/10。

2）应按要求进行检定或校准，标准设备送专业计量机构，专用设备自行编制计量规范，按规范进行计量校准。

3）标识设备的状态，如合格、准用、限用、禁用等。

4）如果发现校准或检定的测量设备偏离校准状态或使用中发现不符合要求，应对测量设备以前的测量结果有效性进行评价，必要时采取措施（如重新检验、召回等）。

5）用于监视和测量的计算机软件，初次使用前应经过验证和确认合格；生产和检验共用的测量设备，用作检验前应加以校准或验证合格；对一次性使用的测量设备，使用前应进行校准或检定合格。

2.2 资源VS设备

在GJB -2017的7.1.5条款，从“监视和测量设备”变成了“监视和测量资源”，两字之差，却具有更加广泛的内涵。“监视和测量设备”是物化的东西（含硬件、软件），但不包括人；“监视和测量资源”，包括从事监视和测量的人员、监视和测量设备、工辅料、方法、环境及保障条件等。采用“监视和测量资源”这一术语，进一步扩大了以往“监视和测量设备”表述的内涵，更适用于产品和服务的不同对象，例如：评酒师的味觉和嗅觉、PH试纸、检验颜色的色卡等就是特殊的测量资源。

在GB/T -2016《质量管理体系 基础和术语》中，测量设备是为实现测量过程所必须的测量仪器、软件、测量标准、标准物质或辅助设备或它们的组合。从这个概念看，测量设备不仅仅包括测量仪器、软件、测量标准、标准物质，还包括辅助设备，包括部分工装、配试设备等。把这个概念外推，监视和测量设备包括监视和测量仪器、软件、测量标准、标准物质或辅助设备或它们的组合，换句话说就是用于监视和测量过程所有物化的东西。

2.3 监视VS测量

依据GB/T -2016《质量管理体系 基础和术语》的定义，监视是确定体系、过程、产品、服务或活动的状态。测量是确定数值的过程（注1：根据GB/T 3358.2，确定的数值通常是量值）。

从定义可知，监视是一种观察、监督或检查的活动，得出的往往是非量化的结论，典型的监视资源如：生产线上显示设备工作状态的指示灯，摄像头监控器、天花板上的烟雾探测器、设备上的气压表或温度表等；测量是确定数值的过程，一般指对物理量、数量或尺寸的确定，如RoHS检测仪、光谱分析仪、金相显微镜、粗糙度仪、硬度计、拉升试验机等，以及尺寸检测量具：CMM、卡尺、塞规、通止规等。

2.4 检定VS校准

校准是在规定条件下，为确定计量仪器或测量系统的示值工装及测量，或实物量具或标准物质所代表的示值，与相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作。校准结果可用以评定计量仪器、测量系统或实物量具的示值误差，或给任何标尺上的标记赋值。简单地说，校准是把被测仪器或测量系统与已知参考标准的比较过程，并报告比较的结果，但不会给出仪器是否合格的结论。

检定是由法制计量部门或法定授权组织按照检定规程，通过实验，提供证明来确定测量器具的示值误差满足规定要求的活动。检定属于法制计量范畴，除与校准一样的比较过程外，检定还要对照技术规范——通常是计量器具厂家给定的技术指标，给出合格与否的结论。

目前，很多企业的监视测量设备都有检定和校准两种结论，在仪器使用过程中，如果是检定证书，并且结果合格，可以直接使用；如果是校准证书，只给出了不确定度、误差等计量特性，必须结合测量要求进行计量确认，确认合格后才能使用。

三、工装

按照GJB -2017的内容，工装是另外一种特殊的设备，是指在生产制造过程中为保障产品质量、提高生产效率、降低生产成本而使用的工具、装置和设备的总称。它是在生产制造过程中为了达到特定的生产目标而设计和制造的，可以是简单的工具，也可以是复杂的机械设备，还可以是某些特殊的工艺装备。按照工装功能的不同可分为：

1）定位工装：主要用于定位零件、夹紧零件，保证零件加工的精度和一致性。

2）夹持工装：主要用于夹持工件，保证加工过程中工件的稳定性和安全性。

3）切削工装：主要用于切削加工，如刀具、刀片、夹头等。

4）检测工装：主要用于检测零件的尺寸精度和形状精度，保证产品的质量。

5）组装工装：主要用于零部件的组装，如装配夹具、组装工装等。

工装对应于标准的7.1.3条款，检测工装因参与零件尺寸和形状的检测，属于监视和测量设备，除了满足7.1.3条款要求外，还要满足7.1.5的要求。

四、相互关系

可以用下图表示几个概念之间的关系。最大的是基础设施，可以分为设备、设施两大部分，应满足标准7.1.3的要求。在设备内部，有两类比较特殊的内容，一类叫监视测量设备，用于产品检验，包含检验过程中涉及的除产品外的所有设备；另一类叫工装，是生产过程中工具、装备和设备的总和，监视测量设备和工装的交集称为检测工装。

五、最后的话

在不同的企业中，仪器设备可能还有很多不同的名称（比如：配试设备等），但无论名称如何，都可以对应到标准的7.1.3或7.1.5条款，两部分的要求是不一样的，只有真正搞清楚它们之间的内涵差异，才能做到正确的管理和使用。