培训教材-角度计量26371.docx

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1、第一章 角度单位与国家检定系统角度是一种种重要的的物理量量。角度度计量是是几何量量计量的的重要组组成部分分。角度度量的范范围广，平平面角按按平面所所在的空空间位置置可分为为：在水水平面内内的水平平角(或或称方位位角)，在在垂直面面内的垂垂直角(或倾斜斜角)，空空间角是是水平角角和垂直直角的合合成；按按量程可可分为圆圆周分度度角和小小角度；按标称称值可分分为定角角和任意意角；按按组成单单元可分分为线角角度和面面角度；按形成成方式可可分为固固定角和和动态角角，固定定角是指指加工或或装配成成的零组组件角度度，仪器器转动后后恢复至至静态时时的角位位置等，动动态角是是指物体体或系统统在运动动过程中中的角

2、度度，如卫卫星轨道道对地球球赤道面面的夹角角，精密密设备主主轴转动动时的轴轴线角漂漂移，测测角设备备在一定定角速度度和角加加速度运运动时，输输出的实实时角度度信号等等。对一一些特定定角，往往往赋予予专门名名称，如如基面、轴轴线或准准线相互互间夹角角为0或1880时时称为平平行度，990或或2700时称称为垂直直度；角角度量在在应用时时还往往往引入特特定的参参考基准准，所指指的角度度是对参参考基准准的夹角角，如：水平度度是以大大地水平平面或铅铅垂线为为参考的的倾斜角角；天文文方位角角是以天天文北为为参考的的水平角角；经、纬纬度是以以通过格格林尼治治天文台台的子午午线和赤赤道面为为参考的的水平角角

3、和垂直直角。第一节 角度单单位人类的生产产、生活活、战争争等活动动都离不不开计量量单位。国国际单位位制规定定了七个个基本单单位和两两个辅助助单位，这这两个辅辅助单位位就是“平平面角”和和“立体体角”。平平面角是是在平面面内的夹夹角，其其单位是是“弧度度”(rrad)，“弧弧度”是是一圆内内两条半半径之间间的平面面角，这这两条半半径在圆圆周上截截取的弧弧长与半半径相等等，它所所对应的的角称为为一弧度度，一圆圆周所对对应的圆圆心角等等于2弧弧度，31141 5922 6。立体体角的单单位为“球球面度”(sr)，“球球面度”是是顶点位位于球心心的一立立体角，它它在球面面上所截截取的面面积等于于以球半

4、半径为边边长的正正方形面面积。弧弧度和球球面度都都纯属几几何单位位，其定定义都是是无量纲纲的量，但但应用时时，可以以作为无无量纲的的数，也也可以作作为有独独立量纲纲的量，作作为有独独立量纲纲的量时时，可以以作为基基本单位位，如角角速度单单位为弧弧度每秒秒(raad/s)，角角加速度度单位为为弧度每每二次方方秒(rrad/s2)等，弧弧度是基基本单位位；当作作为无量量纲的数数时，可可作为导导出单位位，如：电动机机的机械械功率(牛顿米米每秒(Nmm/s)等等于转矩矩牛顿米米(Nm)和和转速弧弧度每秒秒(raad/s)之之积，转转速的弧弧度在运运算中自自动消失失，否则则等号两两边就不不平衡，这这就是

5、辅辅助单位位的两重重性。用用球面度度表示的的国际导导出单位位如辐射射强度的的单位为为瓦特每每球面度度(W/sr)等。按按科研生生产的普普遍性需需求，本本篇的内内容仅限限于平面面角。弧度单位主主要用于于理论计计算及工工程计算算，以保保证量纲纲的正确确，在工工程实践践中主要要是使用用六十进进制单位位，另外外还有很很少用的的百进制制与密位位单位，因因此平面面角单位位共有下下列四种种表示形形式：一、弧度制制在一个圆内内，两条条半径间间的夹角角，在圆圆周上所所截取的的弧长恰恰好等于于半径的的长度时时，它所所对应的的角称为为一弧度度，一弧弧度过去去也称一一弪。用用弧长作作单位来来量角的的单位制制度，叫叫弧

6、度制制。一圆圆周所对对应的圆圆心角等等于2弧度(31411 5992 66，一一般计算算时331441 66)。二、六十进进制六十进制又又称秒角角度制。将将整个圆圆周分成成3600等份时时，每一一等份弧弧长所对对应的圆圆心角，叫叫一“度度”，记记作1，再将将一度的的弧长分分为600等份，每每一等份份弧所对对应的圆圆心角称称为l“分分”，记记作1。同样样1分弧弧长分成成60等等份，每每一等份份称作11“秒”，记记作1。因此此，一圆圆周所对对应的圆圆心角等等于366021 60001129 6000。秒秒是六十十分制的的最小单单位，小小于一秒秒时，习习惯按十十进制计计算。例例如十分分之五秒秒，写作

7、作0.5。对对于不满满一度的的分度值值，也可可按十进进制计算算，例如如30可写作作0.5。三、百进制制在18世纪纪末，法法国数学学家和力力学家拉拉格朗日日提出了了“百进进位制”的的系统，又又称新度度，百进进位制的的基本单单元是直直角，“规定两两条直线线相交使使其邻角角相等”。直直角因其其特殊优优点及自自检方便便，在任任何系统统中，都都占有重重要地位位。百分分制角度度单位，是是将整圆圆分成四四个直角角，每个个直角又又分成1100等等份，每每份记为为g，又又分成1100等等份，每每份记为为c，11c又分分成1000等份份，每份份记为ccc，即即一圆周周角4400gg=400 0000c4 0000

8、 0000cc。四、密位密位是军用用光学仪仪器的一一种角度度计量单单位。目目前世界界各国定定义密位位的方法法有两种种：一是是将圆周周角分为为6 0000等等份，每每一等份份即为11密位，相相当六十十进位制制的336；另外外一种是是将圆周周角分为为6 4400等等份，每每一等份份为1密密位，相相当于33222.5。“密位”所所取的等等份数，是是依据对对数取的的位数，并并保持11密位所所对应的的弧长是是的1/10000。当当半径为为R时，圆圆周长CC=R。为计计算方便便，当取取3时，则则C6R，以11/60000圆周周角作为为1密位位，则11密位所所对弧长长;当31411 6时时，仍取取6 000

9、0等等份，11密位所所对弧长长就等于于l/9555。同理理，当，圆圆周长，当当1/6 4400的的圆周角角作为11密位时时，则11密位所所对弧长长。密位位的写法法如下：6 0000密密位写作作6000；6000密位写写作066000；600密位写写作000600；6密密位写作作0006；0.66密位写写作0000006；33 2554密位位写作332554。五、角度单单位制的的换算(一)六十十进制与与弧度制制的换算算已知一圆周周角为22弧度，即即等于六六十进制制的3660，因因此：反之,或或或分别为弧度度换算为为六十进进位角度度的常数数,在角度测量量中,当当被测角角小于33时,常用近近似计算算

10、式,两两点的距距离为LL,高度度差为,则其角角度： (11-1-1)式中：单单位为秒秒()；的单位为为mm。此式运用起起来很方方便，在在测量垂垂直度、小小角度以以及倾斜斜度时，常常用弧度度换算为为角度。（二）六十十进制与与百进制制的换算算任意一个圆圆周内所所包含的的角度，对对六十进进制为3360，而对对百进制制则为4400gg。3660=4000g；相反：（三）弧度度制与百百进制的的换算因为4000g=3360=2=6.283318rrad,故第二节 平面角角计量器器具国家家计量检检定系统统1985年年颁布的的中华人人民共和和国计量量法，规规定-国国务院计计量行政政部门负负责连立立各种计计量基

11、准准器具，作作为统一一全国量量值的最最高依据据。根据据计量法法，国家家技术监监督局批批准JJJG 220577900；平面面角计量量器具检检定系统统；如图图；1-1-1所示示，它规规定了平平面角单单位国家家基准由由面角度度、线角角度和小小角度等等三部分分组成。规规定了具具体的传传递途径径，使角角度量的的传递法法制化、科学化化、系列化化，也为角角度计量量技术的的发展和和测角设设备的研研制起到到了推动动相指导导作用。“面角度”是是指由“面面”组成成的角度度，“面面”主要要是指平平面，如如多齿工工作台、多多面棱体体角度度块、角角度规等等，但也也可以是是球面或或曲面，如如钢球分分度台、圆圆弧齿分分度台

12、、圆柱形刻槽式容栅等，因因此“面面角度”是是“由平平面或曲曲面组成成的角度度”，面面角度国国家基准准是“精精密测角角装置基基准”：由整分分度及非非整分度度精密多多齿分度度台、光光电自准准直仪及及与副基基准比对对用的小小型多齿齿分度台台组成。面面角度国国家基准准的量限限范围为为3600，分分区间隔隔测量不不确定度度(消除除分度的的系统不不确定度度，为其其置信因因子为33。面角角度副基基准为“精精密侧角角装置副副基准”，其指标和基准相同，副基准用于与基准比对，复现平面角汁量单位，并向一等计量际准器具传递量值，面角度计量标准器具共分为六等，一等标准为标准测角仪或测角装置，以及标准整度或非整度多面棱体

13、。其量限范围为360。分度间隔测量不确定度(消除分度的系统不确定度，置信因子为3，以下同）为；二等标准包括：标准非整度多面棱体，标准整度多面棱体，标准测角仪或测角装置，量限范围为360，测量不确定度为0.2，三等标准包括：标准经纬仪检定装置、标准测角仪或测角装置、标准整度多面棱体和标准非整度多面陵体，其量限范围为360测量不确定度为；四等标准包括；0级角度块。其量限范围为100，测量不确定度为1，以及标准整度多面棱体、标准非整度多面棱体、标准倾斜仪、标准测角仪或测角装置、标准经纬仪检定装置等，其量限范围均为360，测量不确定度均为2；五等标准为1级角度块，量限范围为100，测量不确定度为3，以

14、及标准测角仪或NJ角装置，量限范围为360，测量不确定度为5；六等标准为2级角度块，量限范围为100，测量不确定度为10。属于面角度的工作计量器具有角度规。J07，J1，J2，J6，J30经纬仪倾斜仪(允许误差：5，10)、整度或非整度多面棱体(允许误差：5、10)、分度头或分度台(允许误差：2，10，30)、测角仪或测角装置(允许误差：10，30)、测角比较仪等。基准、标准和工作汁量器具之间的传递方法有比对、排列互比、常角组合、直接测量和多位置测量等五种，国家基准和副基准采用相互“比对”的方法排列互比用于计量基准、标准之间的检定，可以是高一级对下级标准的传递，也可用于同级标准之间的检定，例如

15、：副基准对一等计量标准的传递需采用排列互比法以减小传递误差；二、三等计量标准中，同等的标准多面棱体和标准测角仪或测角装置可以采用排列互比法检定；直接测量法、常角组合法、多位置测量法用于上级计量标准对下级计量标准或工作计量器具的检定。这五种方法的选用应按“平面角计量器具检定系统框图”的规定执行。“线角度”是指由刻线或类似刻线组成的角度，光学度盘、光栅编码器(码盘）、感应同步器是由刻线组成的角度，而磁栅尽管没有可见的刻线，但是所录的磁信号相当于刻线的作用，因此也属于线角度。线角度国家基准和副基准是“精密圆打度测量仪”基准和副准，精密圆分度测量仪基准由精密圆分度测量仪及与副基准比耐用的光栅盘组成，基

16、准和副基准的量限范围为360，分度间隔测量不确定度(消除分度的系统不确定度，置信因子为3)为0.03。线角度的计量标准器具共分为四等，一等计量标准为标准圆分度检验仪和标准圆分度器具，其量限范围均为360，测量不确定度均为0.05；二等标准的标准圆分度检验仪和标准圆分度器具的量限范围均为360，测量不确定度均为0.2；三等标准的标准圆分度检验仪和标准圆分度器具的量限范围均为360，测量不确定度均为0.5；四等标准为标准圆分度检验仪，量限范围为360，测量不确定度为2。线角度的工作计量器具为圆分度器具，量限范围为360，允许误差为1.5，6。线角度的传递方法有比对、排列互比，直接测量等三种，国家基

17、准和副基准之间用比对，同等标准之间用排列互比法检定，即标准圆分度检验仪可与同等的标准圆分度器具以排列互比法检定；上级基准、标准对下级标准或工作计量器具的检定具有排列互比和直接测量两种方法。这两种方法按检定系统框图选用。小角度是指指量限范范围在土土1以以内的角角度，光光栅、感感应同步步器等器器具小于于刻划角角栅距的的误差，即即细分误误差(感感应同步步器常称称为“函函数误差差”)；各种用用于对准准并测量量微小偏偏差的自自准直仪仪、各种种水平仪仪都属于于小角度度的范畴畴。小角角度国家家基准和和副基准准为激光光小角度度测量仪仪，其量量限范围围为土ll，以以零为起起点分度度的总不不确定度度为0.03，其

18、置置信因子子为3，激激光小角角度测量量仪基准准由激光光小角度度测量仪仪和与副副基准比比对用的的专用角角度块以以及光学学角规组组成。小小角度计计量标准准器具共共分为四四等，一一等标准准包括：标准光光学角规规，量限限范围为为10，测量量不确定定度为00.055，标标准小角角度测量量仪，量量限范围围为101，测测量不确确定度为为0.005；二等标标准的标标准光学学角规的的量限范范围为10，测量量不确定定度为00.2，标准准小角度度测量仪仪的量限限范围为为10，测量量不确定定度为00.2；三等等标准的的标准光光学角规规量限范范围为10，测量量不确定定度为00.5；四等等标准的的标准水水平仪检检定器，量

19、量限范围围为1.5mmm/m，以以线值表表示的总总不确定定度为公公称分度度值的55，该该检定器器也可用用长度标标准立式式光学计计及四等等量块检检定。属属于小角角度的工工作计量量器具有有：自准准直仪(允许误误差：00.2，0.4，22，33等)、电子子水平仪仪(允许许误差：0.0001 mm/m，00.000500.011 mmm/m)、合合象水平平仪(允允许误差差：0.002mmm/m)、水水平仪和和水准器器(允许许误差为为公称分分度值的的20)等，工工作计量量器具中中的正弦弦尺、直直角尺、角角度量具具由长度度标准传传递。小小角度的的传递方方法除了了基准和和副基准准之间用用比对法法外，其其余均

20、采采用直接接测量法法。“平面角计计量器具具检定系系统”适适用于“以以各种技技术手段段(如机机械、光光学、电电学等)进行圆圆分度的的器件或或由其组组成的测测角仪器器、测角角装置以以及非整整圆分度度的各种种平面角角计量器器具的检检定”，因因此无论论采用什什么原理理、什么么方法的的计量器器具都应应按检定定系统的的要求，纳纳入量值值传递的的轨道。检定系统的的规定具具有一定定的灵活活性，例例如：小小角度基基准和副副基准规规定了采采用“激激光干涉涉”，这这便于量量值溯源源至光波波波长，并并具有较较小的木木确定度度，但是是自一等等标准开开始是“标标准小角角度测量量仪”，并并没有规规定必须须采用激激光干涉涉的

21、方法法，允许许采用其其他原理理和技术术，只要要能达到到检定系系统的要要求，就就可以申申请建为为相应“等等”的计计量标准准；面角角度计量量标准中中“标准准测角仪仪或测角角装置”同同样可以以采用多多种原理理和技术术，建立立的标准准可以是是仪器，也也可以是是装置。检检定系统统采用了了“双线线”传递递的办法法，面角角度可用用标准测测角仪或或多面棱棱体传递递；线角角度可用用标准圆圆分度检检验仪或或标准圆圆分度器器具两条条途径传传递，小小角度可可用标准准光学角角规或标标准小角角度测量量仪传递递，最高高统二于于国家基基准，这这便于各各单位根根据本单单位的实实际情况况，选用用传递途途径，建建立本系系统和本本单

22、位的的传递系系统，也也便于多多种技术术和器具具的研究究和发展展。平面角计量量器具国国家计量量检定系系统的指指标要求求是很高高的，按按当前实实际情况况，即使使是国家家基准也也没有完完全达到到检定系系统的要要求，下下属单位位的计量量标准和和检定系系统的差差距更大大，国防防科研工工业系统统的特殊殊需求还还很多,国家检检定系统统文件本本身也需需要一个个修改完完善的过过程,但但是颁布布这一检检定系统统,对统统一量值值,基准准、标准准的建立立，以及及计量检检定技术术发展和和精密仪仪器研制制能力的的提高，都都具有指指导和促促进作用用。第二章 面角度度计量器器具面角度计量量是角度度计量的的主要组组成部分分，角

23、度度的量值值传递主主要是面面角度，多多齿分度度台、多多面棱体体、角度度块是角角度量值值传递的的实物标标准，在在角度计计量中应应用非常常广泛，是是量值传传递的主主要角度度计量器器具。第一节 多齿分分度台一、多齿分分度台的的工作原原理多齿分度台台是利用用成对的的直径、齿齿数、齿齿形均相相同的端端面齿盘盘，在不不同的位位置上啮啮合，产产生角度度位移的的圆分度度器具，其其结构与与齿轮端端面离合合器相似似。多齿齿分度台台的工作作顺序如如图2-1-1所示：图a表表示上下下齿盘初初始啮合合状态；图b为为下齿盘盘固定，把把上齿盘盘升起超超过一个个齿高，使使上下齿齿盘脱啮啮；图cc为上齿齿盘转过过一个或或几个齿

24、齿，即按按要求进进行分度度；图dd为上齿齿盘降下下使之重重新与下下齿盘啮啮合定位位，当将将工件或或反光镜镜安置在在上齿盘盘台面上上时，就就随之回回转一个个预定的的角度。图5-3-1是最常常见的上上齿盘(台面)升降式式，也可可制成上上齿盘(台面)不升降降，只转转动，而而以下齿齿盘作轴轴向移动动进行啮啮合和脱脱啮。但但其基本本工作程程序：啮啮合一脱脱啮一转转位一啮啮合，则则是一样样的，在在啮合状状态时，尚尚需加以以固定的的轴向力力，使啮啮合可靠靠。图2-1-1多齿齿分度台台工作顺顺序图多齿分度技技术是圆圆分度技技术领域域中的一一个重要要方面，多多齿分度度台由于于上下齿齿盘啮合合定位状状态取决决于许

25、多多齿相互互啮合的的综合效效果，具具有平均均效应，因因此分度度误差小小，能自自动定中中心。由由于使用用中的啮啮合次数数与对研研过程相相比是微微不足道道的，因因此不会会产生使使用中的的磨损而而造成精精确度下下降。由由于啮合合时接触触面积大大，两齿齿盘犹如如一个整整体，因因此能承承受较大大的载荷荷和一般般的切削削力；而而且多齿齿分度台台的结构构简单、加加工工艺艺性好、操操作方便便、工作作可靠，因因此多齿齿分度台台在计量量测试、精精密仪器器、机械械加工，航航空、航航海、航航天等行行业都有有广泛的的用途和和重要的的效用。国国家平面面角计量量器具检检定系统统把多齿齿分度台台选为面面角度的的国家基基准、副

26、副基准，并并可作为为计量标标准，说说明了多多齿分度度技术的的重要性性。多齿分度台台是计量量器具、加加工设备备和分度度元件三三者的统统一，一一台齿盘盘刚性良良好的多多齿分度度台既可可用于计计量测试试，又能能用做机机械加工工的圆分分度设备备。多齿齿分度台台还可作作为分度度元件应应用于专专用仪器器和设备备上，且且具有结结构简单单和误差差小的特特点，应应用方便便。多齿齿分度台台在计量量测试中中的应用用日益增增多，具具有重要要的意义义，和多多面棱体体相比，多多齿分度度台具有有很多优优点；分分度误差差小，可可以安装装大面积积反光镜镜，而多多面棱体体由于反反光面尺尺寸小，平平面度的的影响较较大，对对自准直直

27、仪灵敏敏度的要要求很高高，也避避免了多多面棱体体反光面面的塔差差影响。NN数齿的的多齿分分度台相相当于NN面的多多面棱体体，齿数数N可以以高达11 4440个，一一般也比比较容易易做成3360齿齿与7220齿，而而多面棱棱体制成成72面面即具有有相当大大的体积积。多齿齿分度台台由于齿齿数多，因因此能使使用的角角度值也也较多，一一台多齿齿分度台台往往相相当于多多块多面面棱体。例例如3991齿的的多齿分分度台相相当于3391面面、177面和223面三三块多面面体。由由于小型型多齿分分度台便便于携带带，很宜宜作为检检定角度度计量测测试仪器器的量值值传递标标准。采采用数控控方式自自动进行行两齿盘盘脱开

28、、转转动、啮啮合的多多齿分度度台，使使用时可可罩在有有机玻璃璃罩中而而不用手手转动，避避免了人人体热量量影响和和打开有有机玻璃璃罩时引引起空气气流动造造成测量量不稳定定，对检检定高准准确度仪仪器和进进行高准准确度测测量特别别有利。多齿分度台台的缺点点为：只只用多齿齿分度台台不能任任意连续续分度，分分度时至至少要转转过一个个齿，齿齿距角一一般较大大，1 4400个齿的的多齿分分度台，转转过一个个齿的角角度也达达15之多，为为了减小小最小分分度值，可可用差动动式结构构，例如如以8664齿(角齿距距25)和9900齿齿(角齿齿距244)差差动，最最小分度度值可为为1。但但是采用用差动式式结构增增加了

29、结结构的复复杂性和和工艺难难度，为为了能进进行小于于一个齿齿距角的的分度，增增加了丝丝杆、激激光小角角度测量量仪、感感应同步步器等细细分装置置，成为为带细分分装置的的多齿分分度台。多齿分度台台的品种种很多，从从分度单单元的结结构形式式划分，有有自山、弧弧形卤和和钢球，绝绝大部分分多齿分分度台都都为自由由结构。弧弧形齿是是由于航航空机械械的需要要首先以以联轴节节的形式式研制出出来的，具具有极大大的强度度和刚性性适用用由承受受大切削削力和传传递大扭扭矩。从多山分度度台的齿齿数划分分，有整整分度与与非整分分度两大大类。整整分度多多占分度度台主要要用于检检定计量量器具的的整分度度误差，常常用的齿齿数有

30、3360齿齿、7220齿、11 4440齿和1200齿等。非整整分度多多齿分度度台是指指数对3360不能整除除，因此此分度角角具有“度度”、“分分”、“秒秒”，用用于对计计量器具具整分度度误差和和细分误误差进行行综合检检定，齿齿数有3391齿齿和5552齿，3991是117I和和23的的乘积，因因此3991齿可可作为117齿，223齿和3991齿三三种齿数使用用；5552足224和223的乘乘积，224齿是是整分度度可用于于检定整整分度误误差，223是非非整分度度，可用用于检定定包含细细分误差差在内的的综合误误差，因因此5552齿是是整分度度和非整整分度的的结合，常常用做经经纬仪的的检定装装置

31、。从多齿分度度台的使使用状态态划分，有有台面水水平(轴轴系垂直直)状态态使用与与台面垂垂直(轴轴系水平平)状态态使用。能能轴系水水平状态态使用的的多齿分分度台常常称为“卧卧轴”式式，卧轴轴式能轴轴系垂直直、轴系系水平以以及轴系系成倾斜斜角状态态使用，而而立轴式式只能轴轴系垂直直状态使使用。多齿分度台台的操作作方式有有手动(包括机机械式与与液压式式手动)、自动动、半自自动式。自自动多齿齿分度台台能自动动进行齿齿的脱啮啮、转位位与啮合合过程。从脱啮的方方式划分分，有上上齿盘(台面)升降式式和下齿齿盘移动动式。 下齿盘盘移动式式的上齿齿盘(台台面)不不升降，只只转动，啮啮合与脱脱啮以移移动下盘盘完成

32、。适适用于台台面升降降会造成成工件信信号丢失失或影响响；被测测工件性性能的场场合。多齿分度台台还有单单盘式，差差动式和和具细分分机构式式等机构构形式。二、多齿分分度技术术简介多齿分度技技术的历历史可追追溯到220世纪纪30年年代，但但作为一一个完整整的分度度器件的的面貌出出现时首首先由美美国A.A.Gagge公司司研制成成功的IIndeexinng FFixtturee,并于于19660年获获得专利利,专利利号2,9211,4887,商商品名称称为Ulltreedexx,分度度误差为为。近年年来，多多齿分度度台无论论在准确确度、性性能、品品种等方方面都有有很大的的民展。美美国摩尔尔公司（MMo

33、orre sspecciall Toool Cl.Incc.）研研制生产产的14440多多齿分度度台（114400Inddex）.具有机机械式和和液压式式两种结结构，分分度间隔隔为155分度度误差为为。其机机械式分分度台经经美国NN.B.S、英英国N.P.LL、德国国P.TT.B检检定合格格美国AA.A.Gagge公司司研制生生产了多多种规格格和性能能的多齿齿分度台台。例如如：能于于台面垂垂直状态态（轴系系水平）使使用的多多齿分度度台；工工作台只只转动，不不升降的的多齿分分度台，具具有感应应同步器器细分的的多齿分分度台；自动进进行齿的的脱开、转转动和啮啮合的数数控多齿齿分度台台；分度度误差为为

34、峰一峰峰值、3360齿齿多齿分分度台等等。我国的多齿齿分度技技术于660年代代中期开开始研究究,国内内许多单单位做了了大量的的工作,取得了了可喜的的进展。当当前国内内已能生生产多种种型号的的多齿分分度台，形形成了系系列，其其中DFFT14440DD多齿分分度台分分度误差差，重复复性标准准不确定定度为；由于于采用加加油的氮氮化齿结结构，因因此防锈锈性能比比国外同同类产品品更为优优越；我我国独特特研究民民展的弹弹性结构构，在原原理和性性能上都都有独到到之处；研究的的奇数齿齿多齿分分度台具具有奇数数面多面面棱体的的特点，可可以进行行测角仪仪器分度度误差和和细分误误差的综综合检定定，和奇奇数面多多面棱

35、体体是相互互配套的的设备。第二节 正多面面棱体一、正多面面棱体的的类型和和等级多面棱体是是把外圆圆柱面制制成多个个具反光光性能的的工作面面，以各各工作面面法线所所组成的的夹角作作为工作作角的面面角度计计量器具具，为了了尽量增增大工作作面的面面积，改改善反光光性能，相相邻工作作面往往往制成相相交成一一条直线线，因此此，外圆圆柱面不不复存在在，外圆圆柱面的的位置是是多个反反光工作作面以及及相邻工工作面相相交成的的多条棱棱线，棱棱线可用用同一假假想圆柱柱面包络络，因此此称为“多多面棱体体”。各各相邻工工作面法法线间夹夹角的名名义值相相同的称称为“正正多面棱棱体”，不不相同的的称为“非非正多面面棱体”

36、。一一个棱体体上的反反光面总总数能对对3600整除的的称为“整整分数正正多面棱棱体”，用用于整度度数误差差的检定定，常用用的面数数有8面面(相邻邻角为445)、99面(相相邻角为为40)、112面(相邻角角为300)、224面(相邻角角为155)和336面(相邻角角为100)等；反光面面总数对对3600不能整整除的称称为“非非整分数数正多面面棱体”，用用于对整整度数误误差和细细分误差差的综合合检定，常常用的面面数有117面（相相邻角221110335.33)和233面（相相邻角为为15397.88）非非整分数数正多面面棱体虽虽然其相相邻角是是相等的的，但是是统一从从零度开开始的零零起工作作角却

37、是是不重复复的，以以17面面为例，其其零起工工作角依依次为00，2l1035.3,4222110.6,6333145.9,等等，因此此17面面体具有有17个个不重复复的检测测点。制制造棱体体的材料料有金属属和非金金属两种种，金属属棱体用用优质合合金钢制制造，需需经淬火火和时效效处理，以以保证工工作面的的反光性性能，对对工作于于恶劣环环境，如如潮湿、高高温、低低温环境境的棱体体，可用用不锈钢钢制造，但但需保证证表面的的高硬度度，即用用马氏体体不锈钢钢时需经经淬火时时效，用用奥氏体体不锈钢钢时需经经离子氮氮化；非非金属棱棱镜用光光学玻璃璃或熔融融石英制制造，工工作面需需镀全反反射膜，以以增大反反射

38、率。正多面棱体体是一种种重要的的面角度度计量器器具，应应用广，使使用方便便。正多多面棱体体的技术术要求和和检定方方法按国国家计量量检定规规程JJJG 228397执执行。按按照JJJG 220577900平面角角计量器器具检定定系统和和JJGG 2883997正多多面棱体体检定规规程，正正多面棱棱体分为为二等、三三等和四四等。棱棱体工作作角的偏偏差：二二等小于于等于1，三等等小于等等于2，四等等小于等等于55，工作作角的偏偏差是指指零起偏偏差，即即“0工作面面法线至至任意工工作面法法线之间间在测量量平面上上的实际际夹角与与标称角角的差值值”。工工作角的的测量不不确定度度：二等等棱体小小于等于于

39、0.2，三等等小于等等于0.5，四等等小于等等于1.0，工作作角的测测量不确确定度远远小于工工作角偏偏差的原原因是工工作角偏偏差是可可以加修修正量修修正的，而而测量不不确定度度是不能能修正的的。检定定系统主主要是要要求测量量不确定定度，检检定规程程不仅要要求测量量不确定定度，而而且要求求工作角角偏差是是保证测测量不确确定度的的一种措措施，对对有的使使用情况况，偏差差值小的的棱体可可直接按按名义值值进行检检定，而而不必加加修正值值，因此此方便了了使用。工工作角的的检定方方法有“排排列互比比法”和和“直接接检定法法”两种种，对二二等棱体体用0级级多齿分分度台和和分度值值不大于于0.2的自准准直仪以

40、以“排列列互 比比法”检检定，有有关“排排列互比比法”将将在本篇篇第五章章统一介介绍，三三等棱体体以0级级多齿分分度台、四四等棱 体以ll级多齿齿分度台台，配合合分度值值不大于于0.2的自准准直仪以以直接法法进行检检定，但但需用“多多位置法法”，即即在多齿齿分度台台的0，1220，2400三个个位置检检定，取取平均值值，以减减小检定定误差。工工作角偏偏差也可可选用测测量不确确定度符符合要求求的其他他方法检检定，但但是由于于用多齿齿分度台台检定操操作方便便，测量量效率高高，因此此作为优优选的方方法。二、正多面面棱体工工作面的的技术要要求正多面棱体体的工作作面具有有很高的的技术要要求，以以保证棱棱

41、体的传传递准确确度。在在棱体设设计时工工作面的的尺寸应应大于等等于155mml5mmm或5 mmm，因因为工作作面越小小，反射射光越弱弱，要求求自准直直仪具有有更高的的灵敏度度，而自自准直仪仪灵敏度度的提高高会引起起漂移、跳跳字、指指针摆动动等问题题。工作作面减小小，棱体体使用时时棱体至至自准直直仪的距距离也需需缩短，在在有的使使用情况况下，会会造成使使用不便便。更重重要的是是反光面面尺寸越越小，则则反光面面平面度度引起的的误差，包包括检定定棱体时时的测量量误差与与使用棱棱体的传传递误差差都将增增大，但但是工作作面尺寸寸也不能能太大，否否则棱体体的体积积和质量量都将增增加，造造成使用用不便，所

42、所以检定定规程规规定了工工作面的的最小尺尺寸。在在加工棱棱体时需需保证工工作面的的平面度度、表面面粗糙度度(0.0255m)，以以及对基基准面的的垂直度度。工作作面对基基准面的的垂直度度：二等等棱体应应小于等等于5，三等等小于等等于100，四等等小于等等于200，与基基准面的的垂直度度也称“塔塔差”，因因为把工工作面无无限延长长时，工工作面的的交线将将形成一一个多棱棱的尖塔塔形，在在棱体检检定及使使用时，会会引起反反射的十十字线象象在非测测量方向向的移动动。例如如棱体水水平放置置测量水水平角时时会引起起十字象象垂直方方向移动动，棱体体垂直放放置测量量垂直角角时会引引起其水水平方向向的移动动，同

43、样样会引起起测量误误差。正多面棱体体工作面面的平面面度是非非常重要要的技术术指标，减减小平面面度偏差差是棱体体研制和和生产的的发展方方向。在在棱体用用于排列列互比法法测量时时，只要要有关器器具的位位置严格格不变，棱棱体平面面度偏差差是可以以抵消的的。但用用棱体直直接测量量时，其其平面度度将引起起测量误误差，使使应用棱棱体的传传递误差差增大，如如果能降降低棱体体的平面面度偏差差，则棱棱体的测测量准确确度可以以提高，使使用范围围可以扩扩大，和和棱体使使用方便便、用平平行光工工作对安安装偏心心不敏感感等其他他特点相相结合，棱棱体将成成为用途途更广泛泛的计量量器具。因因此在检检定棱体体时，无无论是新新

44、制、使使用中或或修理后后的检定定，平面面度都是是必检的的项目。棱棱体的平平面度要要求：二二等棱体体应小于于等于00.03，三三等小于等于于0.05，四四等小于于等于00.1。平面面度用平平面等厚厚干涉仪仪逐面检检定，测测量干涉涉条纹的的弯曲度度除以条条纹间距距，再乘乘以光源源的半波波长即为为平面度度。干涉涉仪是不不接触测测量，不不会损伤伤棱体的的工作面面，适用用于金属属和非金金属棱体体平面度度的检定定。检定定规程允允许以11级平晶晶，用技技术光波波干涉法法检定钢钢制棱体体的平面面度，但但测量时时需非常常小心，避避免划伤伤工作面面。而且且平晶不不能检定定非金属属棱体平平面度，因因此配置置等厚干干

45、涉仪是是开展棱棱体检定定的优选选方案。检检定平面面度时应应在棱体体工作面面上相互互垂直的的两个方方向上进进行，如如两个方方向上平平面度偏偏差都凸凸或都凹凹，则取取其最大大值为该该面的平平面度。如如果两个个方向上上有凸有有凹，则则取最大大凸值和和最大凹凹值之和和作为该该面的平平面度，距距工作面面边缘00.5mmm的平面面度可以以不计在在内。在惯性技术术领域中中，还经经常使用用一种特特殊的正正多面棱棱体，就就是立方方体或长长方体，小小尺寸的的立方体体边长约约为200mm，大大尺寸的的长方体体的最长长边可达达1400mm左左右。六六个面都都是工作作面，共共组成112个990角，可可以看作作是三块块四

46、个面面的正多多面棱体体，这是是非常重重要的器器具。因因为900角是最最常用的的角，惯惯性平台台和惯性性组合中中各种仪仪表的安安装都要要保持垂垂直或平平行，测测试时要要测试其其垂直或或平行度度，零件件加工中中垂直或或平行度度是主要要技术指指标之一一。因此此以六面面体作为为安装、调调试、测测量以及及加工中中的分度度定位的的标准，能能有效地地保证惯惯性器件件的准确确度，其其检定方方法可以以参照正正多面棱棱体的检检定规程程进行。第三节角度度块角度块一般般用钢质质材料制制成，用用于对角角度规、角角度样板板的检定定，角度度的精密密测量和和对机床床在加工工过程中中的角度度调整。角角度块有有两种：一块角角度块

47、上上只具有有一个工工作角和和一块角角度块上上有多个个工作角角(一般般为四个个工作角角和三个个工作角角)。角角度块可可以单独独使用，也也可借助助于夹具具，由两两块或多多块角度度块组合合成所需需的角度度后使用用。角度度块的检检定按国国家计量量检定规规程JJJG 770-220044执行。角度块分为为0级、11级和22级，对对应于平平面角计计量器具具检定系系统中的的四等、五五等和六六等，其其工作角角的偏差差：0级级小于等等于土33，1级级小于等等于土110，2级级小于等等于土330。工作作角值的的总不确确定度：0级小小于等于于1，1级级小于等等于3，2级级小于等等于100。工作作面的平平面度：0级小小于等于于0.15，11级小于于等于00.30，22级小于于等于00.60。工工作面与与下非工工作面的的垂直度度：0级级小于等等于300，1级级小于等等于1220，2级小于等于120。角度块工作作角的检检定方法法：0级角度度块用准准确度22的测角角仪，在在测角仪仪度盘均均匀分布布的5个个以上不不同位置置分别检检定，取取其测量量值的算算术平均均值作为为检定结结果。11级角度度块用22测角仪仪在测角角仪度盘盘均匀分分布的33个以上上不同位位置检定定，也可可采用55测角仪仪在5个个以上位位置检定定。2级级角度块块用5测角仪仪以1个个位置检检定。检定时并不不是直接接测量角角度块两两工作面