2.3 测量方法
广义的测量方法，指的是测量时所采用的测量原理、测量器具和测量条件（测量环境和操作者等）的总和。但在实际工作中，往往单纯从被测量与标准量比较的方法（测量原理）来理解测量方法。
2.3.1 测量方法的分类
（1）按测量时读数是否为被测量的全值分
绝对测量——测量时，从测量器具上可直接读出被测量的全部量值。例如，用游标卡尺测量尺寸。
相对测量——相对测量也称为比较测量。测量时，从测量器具上直接读出的是被测量相对于调零标准量的偏差值，将此偏差与调零标准量相加得到的才是被测量的全部量值，如图2-6所示。由于调零标准量往往具有较高的精度，故一般情况下相对测量的测量精度比绝对测量高，但使用的设备及操作过程较为复杂，各种比较仪进行的测量均属此类。
图2-6 相对测量
（2）按获得测量结果的途径分
直接测量——测量时，从测量器具上直接读出被测量的全部量值或相对于调零标准量的偏差。
间接测量——通过测量某些与被测量存在某种函数关系的间接量，然后将这些间接量的测量结果代入函数关系式而得到被测量。
在有些情况下，被测量的量值不易直接测得，或直接测量不能达到预期的精度要求，此时可以通过间接测量实现。图2-7（a）、图2-7（b）分别为间接测量不完整圆盘类零件半径和孔心距的测量示意图。
图2-7 间接测量
（3）按测量器具的敏感元件与被测件之间有无机械接触分
接触测量——测量时，测量器具的敏感元件（测头）与被测件之间有机械接触，即有测量力作用。例如，用游标卡尺、千分尺测量尺寸。
非接触测量——测量时，测量器具的敏感元件（测头）与被测件之间无机械接触，即无测量力作用。例如，用工具显微镜测量螺纹的几何参数、用光切显微镜测量表面粗糙度、用电容测微仪测量尺寸等。
（4）按同时测量的几何参数多少分
单项测量——分别测量同一被测件上的各个单项参数，例如，在工具显微镜上测量螺纹的中径、螺距和牙型半角。
综合测量——同时测量出被测件上与几个单一参数有关的综合参数，从而综合地判断零件的合格性。例如，用齿轮单面啮合检查仪测量齿轮的切向综合误差、用螺纹量规检验螺纹的作用中径等。
（5）按测量在生产过程中的作用分
被动测量——零件加工完以后所进行的测量。此时，测量的目的在于判断零件是否合格，即仅用于发现并剔除废品。
主动测量——在零件加工过程中所进行的测量。此时，测量的目的是判断零件的几何参数是否符合加工要求，根据实时的测量结果决定是否继续加工或是否需要调整机床。因此，主动测量可以防止废品的产生。
（6）按被测量的状态分
静态测量——测量时，被测量的量值不随时间的变化而变化。
动态测量——测量时，被测量的量值随时间的变化而变化。
2.3.2 测量器具及其分类
测量（计量）器具指的是单独地或与其他测量器具一起，用以确定几何量值的器具。根据测量器具的原理、结构特点及用途的不同，测量器具可以分为以下四类。
（1）实物量具 实物量具（简称量具）指的是使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知量值的器具，例如刀口尺、直角尺、量块、多面棱体、曲线样板、铸铁平板等。量具的特点是：一般没有指示器，不包含测量过程中运动着的测量元件，对被测量无放大能力。习惯上将游标卡尺、千分尺等简单测量仪器也称为量具。
（2）量规 量规是一种按照特定的尺寸、形状与位置关系制造，没有刻度的专用的检测器具，例如光滑极限量规、螺纹量规、功能量规等。使用量规只能定性地判断被测件的尺寸、形状及位置是否符合精度要求，不能测得被测件的具体局部尺寸或形状、相对位置的误差值。使用量规检验零件的合格性主要用于批量生产。
（3）测量仪器 测量仪器（简称量仪）指的是可单独地或连同辅助装置一起用以确定几何量量值的测量器具。量仪的特点是：仪器本身包含着可运动的测量元件，对被测量具有转换、放大的能力，可以获得被测量的具体量值。根据工作原理的不同，量仪可分为机械式量仪（如机械比较仪）、光学式量仪（如工具显微镜、光学比较仪）、电动式量仪（如电感比较仪、电容测微仪）、气动式量仪（如水柱式气动量仪、浮标式气动量仪）、组合式量仪（如双频激光干涉仪、三坐标测量机）等。
（4）测量装置 测量装置是由测量器具和辅助装置组成、用于完成特定测量的整体。测量装置的特点是能够高效率地测量特定工件上的多个几何参数，适用于批量生产工件的专门检测。如连杆参数综合测量装置、滚动轴承套圈专用测量装置等。
2.3.3 测量器具的特性指标
测量器具的特性指标是合理选用及使用测量器具的重要依据，以下仅以指针式机械比较仪为例介绍最常用的几个特性指标。
（1）标称值 用于指导使用的测量器具特性的圆整值或近似值。例如，标记在量块上的30mm；标记在螺纹量规上的M10×1.2-6g等。
（2）示值 测量器具上所给出的量的值。例如，图2-8中给出的示值为+0.016mm。
图2-8 测量器具的特性指标
（3）标尺间距 沿着标尺长度的同一条线测得的标尺标记之间的距离。为便于观察，标尺间距通常取1～2.5mm。
（4）分度值 测量器具上对应两相邻标尺标记的两个被测量值之差。例如，图2-8中的比较仪的分度值为0.002mm，表示两相邻标尺标记的被测量值之差为0.002mm，即每格对应于0.002mm的被测量。
分度值反映的是测量器具的读数精度，原则上与测量器具的精度无关，但一般二者之间是相互协调的，即分度值越小，测量器具的精度就越高。
（5）测量范围 测量器具的误差在规定极限内的一组被测量的值，可以理解为在规定的误差极限内，测量器具所能测得的被测量的最小值到最大值的范围，见图2-8中的L。例如，某机械比较仪的测量范围是0～180mm；某千分尺的测量范围是50～75mm。
（6）示值范围 极限示值界限内的一组值，可以理解为测量器具所能显示的被测几何量起始值到终止值的范围，见图2-8中的B。例如，某机械比较仪的示值范围是±0.06mm；某千分尺的示值范围是50～75mm。一般来说，用于绝对测量的测量器具的测量范围与示值范围基本相同，而用于相对比较测量的测量器具的测量范围要远大于示值范围。
（7）灵敏度 测量器具的响应变化除以激励变化，即单位被测量（激励）变化所引起的测量器具示值（响应）的变化。灵敏度反映了测量器具对被测量变化的敏感程度。
（8）示值误差 测量器具与对应输入量的（约定）真值之差。
（9）重复性 在相同测量条件下，重复测量同一被测量，测量器具提供相近示值的能力。
（10）不确定度 与测量结果相联系的参数，表征可被合理地赋予被测量的量值的分散特性。不确定度可以认为是在规定条件下进行测量时，由于测量误差的存在而使测量结果不能肯定的程度。
测量器具的示值误差、重复性、不确定度是测量器具的精度指标。不确定度是测量器具示值误差、重复性、回程误差等精度指标的综合。不确定度通常用误差限表示。