空气量规利用空气流量和压力测量零件尺寸，非常适合于对公差小于0.13mm的零件尺寸进行测量。由于空气量规不接触零件，因而可用于测量硬度低的工件、薄壁工件及其他精密工件，是一种可靠的、重复性好的测量技术。

空气量规的工作原理

空气量规是利用压缩空气流来测定精密量孔（如喷嘴）与工件之间间隙的。由于空气的流量、压力与间隙是成正比的，而流量与压力是成反比的，因此，当间隙增大时，空气流量就会增加，而空气压力则会降低；当间隙减小时，空气流量会减小，而空气压力则会增加，由此可以绘制出空气流量和压力值相对于喷嘴与被测表面间隙的关系曲线。在大多数的测量范围内，这些关系曲线都是线性的。

从空气喷嘴出来的空气压力极小，不会使硬度低的材料产生变形，因此，空气量规的测量结果十分可靠，而且系统的使用也十分方便，即使是不熟练的操作者也能实现准确快捷的测量操作，获得精确的测量结果。同时，从量规出来的空气流会自动吹去零件表面上的杂屑，因而不需要清洗零件，节省了操作的时间，同时，空气流还持续不断地清洗着量规本身，可使它避免积污。

空气量规基本上没有运动件，测量技术应用十分灵活，使用它不仅能测量零件尺寸，而且还能测量零件的几何形状和相关特性，包括垂直度和平行度、椭圆度、锥度、缸孔的直线度以及孔中心之间的距离。但是，由于空气量规的测量范围小，因而不能用于测量粗加工零件或表面粗糙度Ra＞50μin（1in=25.4mm）的零件。该测量系统的初始成本也相对较高，并且要求使用清洁、干燥的压缩空气。

整套空气量规系统包括空气调节器、放大器、量具和调整用校对规。空气调节器向放大器提供恒定的空气压力，通常为70～300kPa。放大器可以是气－电式压力柱仪表、刻度盘式仪表或管型流量计，同时也作为操作者的目测指示器。

量具的形状随被测工件而定，可以做成塞规、环规或其他形状。它利用若干个凹槽形喷嘴和特殊喷口让空气流出工件，以此来反映测量的空气压力或流量。

调整用校对规是用来标定空气量规系统的物理标准，通常是由硬质合金或钢制成的圆盘形或环形。校对规的实际尺寸要用鉴定用块规进行检验。

空气量规系统既可以用一个校对规也可以用两个校对规来进行标定。单校对规只能在一个刻度位置对放大器或读数值进行标定，因此，它只能确保指示零件公差的标称值或零值。双校对规则可以标定零件公差的最大值和最小值，相比之下对读数值线性偏差的敏感性要比单校对规的小。

空气量规系统的类型

第一套空气量规是在第二次世界大战前为测量飞机化油器喷嘴而研发的，采用了简单的背压技术。为了适应各种用途，人们已开发出了另外几种结构的测量装置，如背压泄放装置、差压装置和流量装置。

背压泄放装置可以与各种不同空气量规系统的量具联用。该装置用一个固定的调节器来控制输入的空气压力，以获得最佳的线性度。这种装置通用性好的关键是在输出支管对面的供气管路中添加了一个第二可调节流阀，其特点是：使用者可以针对不同的空气量规量具和流量范围，通过改变输入的空气压力来进行调节。背压泄放装置的一种变型采用了特殊的偏流回路，该偏流回路不需要精确的空气调节器，并能够获得相同的测量结果，通常成本较低。输入管路的压力被分成两个分支，其中一个分支通向常规的背压泄放装置，另一个分支通向一个气－电式压差薄片。当管路压力改变时，两个分支之间的压力差相互抵消，无论管路压力变化与否该压差始终为零。

在差压装置中，空气流分两路流经两个固定的节流阀。该装置的一侧终端是一个零位（调零）阀门，它用来平衡该装置另一侧的压力。由跨接两侧的压力表测量压差值。

对于各种量具，可用单校对规将该装置调整到零位。但是，各种不同的放大器也只能进行零位调整，对于损坏或磨损的量具就会导致测量读数不准确。每只放大器只能适用于一种量程，必须为不同的装置定购量具以达到要求的放大倍率。如果某一种用途要求测量不同的公差，可能就会需要几个放大器。

流量装置测定空气流量的变化，它用一种浮子式管形流量计提供目测读数指示。流量装置要求采用两个校对规，可以用两个可调的节流阀来调整放大倍率和零位。这样，该装置就能以很高的精确度记录工件在公差范围内的偏差。同时，可以通过改变管形流量计的刻度，而不是通过简单的调整来增加放大倍率的范围。

流量装置需要用较大的空气量来使浮子移动。该装置还要求采用具有较大喷嘴的量具，也必须更靠近被测零件，因而容易被磨损。在采用较小的喷嘴时可能很难达到适当的放大率。

但是，流量装置可以用于长孔的测量而不会影响放大器的响应时间，这一特点使得该装置适用于检测诸如油道衬套之类的长孔，也适用于量规动作时间必须保持最短的大量生产应用场合。

空气量规的应用范围

最常用的方式是利用一只空气塞规测量缸孔的内径。操作者将塞规插入缸孔，放大器就会以背压为函数记录缸孔的直径。大多数塞规都有两个喷嘴，所以使用者只要将塞规转动180o就能检查零件的圆度。

同样的原理，用空气环规代替塞规就能测量零件的外径。对于不方便使用空气环规的零部件或正在机床上加工着的零件，可以用叉形空气量规（空气卡规）进行测量。

空气量规的量具也可以安装在常规的夹具中，可以在工具或夹具中以精确的间隔配置喷嘴，使之同时测量许多精确间距的零部件。

在使用空气量规测量平整度时，将一个称之为空气探头的特殊空气喷嘴平齐嵌装在一块平台或其它基准面上，使用者只要将工件放在平台表面上使之来回滑动，量规就能检测出喷嘴与零件之间的距离。此外，测量高度、厚度、平行度和垂直度用的量规其测量方法也与此基本相同。

空气量规的另一个应用对象是公差要求严格零件的“配对量规”，如喷油器针阀与针阀体或精密滚动轴承的内、外座圈。在量规的两个回路中，一个回路有一个测量零件内径用的塞规，另一个回路有一个测量零件外径用的环规，如果将两个尺寸正确的配对零件放置在量具上，则两个回路中的压力相等，量规读数为零。如果这两个零件的尺寸偏差量相等，两个回路会记录到相等的压力，表明这两个零件之间的间隙是合适的。

但是，如果只有一个零件的尺寸偏大或偏小，或者两个零件偏离标称尺寸的方向正好相反，则两个回路就会显示出压差，同时，量规会显示一个大于或小于标准规格的间隙值。然后，使用者可以从量具上取下一个零件，并用若干个配对零件进行试配，直至找到能达到正确间隙的“适配”零件为止。

空气量规的特定用途

能发挥空气量规特长的特定用途是测量有严格公差和分辨率要求的零件，包括压缩机零件、泵活塞和喷油器零件制造过程中的测量。空气量规系统可以按几种方式为喷油器制造厂提供加工过程的控制，如：预加工用量规和加工后用量规与加工过程中用的“传统”量规结合使用，能够即时完成零件的配对，或检验零件是否合格并决定希望制造哪一等级的零件。

有些客户想要了解喷油器体直径沿轴线的变化情况，而不是要了解轴线本身的形状，为此，Marposs公司开发了一种能检测零件形状呈计时沙漏形或腰桶形而不是香蕉形的空气量规系统。

根据客户的需要，该系统也能借助于控制喷油器头部位置的外部传感器来检测轴线的形状。直观的零件内径实际形状能让人们决定采取哪一种补偿措施来调整机床角度、直径等参数，或决定如何加工配对的零件。现在，欧洲的OEM和顶级供应商已采用了这种测量设备。

空气量规系统的另一种应用对象是用人工操作的塞规进行功能性测试，它可以通过测定由气门座角度变化、气门座失圆和刀具颤抖引起的漏气量来控制气缸盖气门座的加工过程。

由于刀具颤抖和形状误差会对漏气量产生一定的影响，因此还需要用其他量规来确定有关零部件是否符合公差要求，并检验加工过程是否处于正常控制状态。但是，使用者可以通过试验来确定塞规测定的漏气量与各种气门座形状误差、刀具磨损状况的相互关系。

在汽车制造厂里，操作者经常会在检查气门导管孔直径的同时用空气量规进行气门座的漏气检查，而集成后的测量系统能实现气门座的全自动检测。