量表

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1量表的特徵量表的基本特徵是描述性、比較性、程度和起點。其中,描述性是指用某一特定的詞或標識來代表劃分的每個等級;比較性指的是描述的相對規模;當比較了所有的不同點並且分級表示以後,量表還有另外的特徵――程度;如果某個量表有一特定的起點或零點,那麼,我們就說它有起點這個特性。量表的每個特徵都是建立在前一個特徵上的,如果一個量表有高一級的特性,那麼,它一定有低一級的特性;反之則不成立。

2量表的測量標準量表設計的標準有很多種,並且每種都有各自的特性,不同量表的特性決定了它的測量標準。

量表是一種既簡單又容易操作的儀器,它可配合支架或其它量具形成功能更佳的測量儀器,甚至成為專用儀器如真圓度測量儀、表面粗糙度測量儀、輪廓測量儀、高度測量儀、齒形測量儀等等。另外可將數個量表組成一種多測頭之測量儀器,專為特定工件測量之用,適於大量生產過程之測量,如多點測量儀、凸輪軸測量儀等。因此,需對量表深入了解。

3量表的種類量表種類繁多,以下來源於中國儀器超市的資料工業界常用的量表,依其構造大致可區分為機械式、電氣式、電子式、光電式、氣壓式等。若依外形又可區分為一般 ( 垂直 ) 式和杠桿式等兩種量表。

機械式量表一般式機械量表常稱為針盤指示表 (Dial indicators) 或針盤比測儀 (Dial Comparators)。測量時系將測頭接觸工件表面,表面若有高低不平,測頭即將其所感測之位移變化量,經放大機構及指針的旋轉,在量表面上顯示讀數。換言之,即量表測頭所行經之垂直距離,經由內部齒輪傳動而由外部盤面顯示尺寸大小。指示量表內部構造隨廠商而有不同的設計,美國聯邦(Federal) 公司出品之指示量表,當測軸移動時,經由齒條傳到小齒輪及同軸之大齒輪,再傳至第二組小齒輪及同軸之第二組大齒輪,再由第二組大齒輪傳送至與指針同軸之齒輪。由於小齒輪有鑽石軸承及不鏽鋼製成的齒輪、齒條、小齒輪等,並有彈簧等裝置條件,使測量時可保持高精度。日本三豐公司和瑞士Tesa公司等出品之指示量表,當齒條 ( 測軸 ) 上下移動,傳至小齒輪 (10齒 ) 和同軸大齒輪 (100齒 ),然後傳至中心齒輪 (10齒 ) 和同軸指針 ( 刻度100格 )。由圖中得知齒輪比為10 : 1,刻度分划與中心齒輪之比為10 : 1。因此測軸移動距離與指針之轉動比值為1 : 100。通常此型量表最小讀數為0.01 mm。瑞士Tesa公司出品之指示量表,其測軸先經扇形齒輪之杠桿作用,才傳到小齒輪,而杠桿放大值為10倍,因此測軸移動與指針刻度之比值為1 : 1000,此型量表最小讀數為 1μ(0.001 mm)。

杠桿式量表(Lever indicators) 係為彌補指示量表不足而設計,測頭及測軸均相當細小。測量時測頭觸及工件,並作上下搖擺經杠桿作用放大,將測頭之位移在刻度盤上顯示出來。利用單杠桿放大原理之內部構造,當測頭觸及工件時以樞軸承為支點,傳至扇形齒輪,再傳至第一小齒輪,次由第一小齒輪帶動冠狀齒輪,再傳至與指針同軸的第二小齒輪。利用雙杠桿放大原理之內部構造,只是多用一個杠桿之放大作用,以減少量表長度,其餘動作全同。杠桿式指示量表測量範圍約一般分為(0~0.2)mm、(0~0.4)mm、(0~0.6)mm、(0~0.8)mm,最小讀值一般分為0.01/0.002/0.001 mm ,錶盤大小一般為直徑38.4 mm最常見,也有少量28.4 mm。

電子式量表電子量表又稱電子比測儀 (Electronic Comparators),它亦需利用量塊或標準規設定尺寸后,再作比較測量,當然在電子量表有效線性範圍內即可作直接測量。成套電子量表包括測頭、支架、指示量表等三大部分。電子量表若從內部電路構造可區分為電感式和電容式兩種。

電感式電子量表電感式電子量表,常用的二種類型,第一型為應用線性差動變壓器 (Linear Variable Differential Transformer,簡稱LVDT) 其測量原理乃是將微小的尺寸變化透過測桿之鐵心在感應線圈內作移動,使初級線圈與電感式電子量表次級線圈間產生電壓差異,而此種差異與測桿移動距離成比例。測量時,先用量塊歸零,再測量工件,即可測知工件與標準尺寸之差量。第二型是應用半橋式,其測量原理與LVDT相似,僅電路改為半個惠斯登 (Wheatstone) 電橋故稱半橋式。測量時,探針上下移動帶動鐵心上下造成電位差,若鐵心在中心位置時,電位差即為零。電感式電子量表之優點為最佳精準度可高達1 μ,但測量範圍通常較小,一般常用為(3~5) mm以下最佳,若超過此範圍時,其線性將大為降低。

電容式電子量表電容式電子量表又稱電容式比測儀 (Capacitive Comparators),系由電子測頭與比測儀組成,主要是利用改變極板間的間隙或遮蓋面積引起電容發生變化的原理設計而成。(a) 為氣壓式電容感測器,當測頭移動時,氣壓所造成兩極板間隙 改變,因而電容量發生變化;(b) 為面積式電容感測器,當測桿移動時,遮蓋面積隨著 改變,使電容量發生變化。當測頭隨待測工件之表面移動時,造成使可動極板偏離兩個固定極板的中間位置,使可變電容 和 隨之產生相應變化,造成一增一減,進而使電橋失去平衡,而輸出一個與測頭位移成比例的電壓變化訊號送入放大器,經功率放大器放大和同步整流器整流后,由指示表顯示測量值或記錄測量曲線。圖2-2-13為電容式電子量表之外觀。其測量範圍可達100 mm,而精度在 內。目前有國內廠商代理瑞士Sylvac公司出品各類型電容式測量儀器,包括各式量表、游標尺、分厘卡、數字尺、深度尺等。(a) 距離變化式差動可變電容感測器 (b) 面積式差動可變電容感測器。

光電式量表光電式量表 (Optical electrical indicators),它是應用光柵 (Optical grating) 原理,光源由燈炮XX出后,經視准透鏡、固定刻度板、移動刻度板傳到光電管 (Sensor)。由於兩刻度板上的平行細線裝置成微小角度的傾斜,造成光電管上接收到光強度 ( 明暗 ) 之差異,轉換成電子信號經處理后,再由計數器直接顯示出來 。此種光電式量表最小讀數1μ ,最佳精準度可達 2μ ,以替代機械式量表。

(1)量表的類型

按照我們對客觀事物現象測度的程度或精確水平來看,可將所採用的計量尺度由低級到高級、由粗略到精確分為四個層次,主要有:類別量表、順序量表、等距量表和等比量表。採用不同的計量尺度可以對不同類型的市場調查數據進行測度。

其中,類別量表的作用是將數據分成各種互相排斥互不相容的各種類別;順序量表不僅具有類別量表用數字代表特徵的功能,而且具有對數據排序的能力;等距量表在順序量表所具有的功能的基礎上,又增加了量表範圍內各點之間的間距相等這一維度;等比量綜合了前三種量表的功能,並又增加了絕對零點或原點的概念。

(2)量表標準的重要性

第一,度量的標準決定了你對調研對象所要收集的信息,也決定了你是否可對調研對象進行評價。

第二,度量標準決定了你可以採用的分析統計方法,也就是說,在量表中包含的信息限制了所採用的統計分析方法

心理量表心理量表大體上可以分為順序量表、等距量表和比例量表3類。

①順序量表。既沒有相等單位也沒有絕對零點。根據順序量表只能知道某事物按照規定的標誌在一定順序中所處的位置。用對偶比較法和等級排列法可製作順序量表。

②等距量表。只有相等單位而沒有絕對零點。根據等距離量表不僅可以知道兩事物之間在某種特點上有無差別,還可以知道它們相差多少。可用差別閾限法製作等距量表。

③比例量表。既有相等單位又有絕對零。它不僅可以表明就其一特點來說兩事物相差多少,而且還可以表明它們之間的比例關係。可用數量估計法製作比例量表。


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