測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)解析課件

機(jī)械工程學(xué)院秋學(xué)期學(xué)風(fēng)建設(shè)重點(diǎn)提示

從我做起，從現(xiàn)在做起，請(qǐng)執(zhí)行學(xué)生手冊(cè)！上課：杜絕遲到，曠課5次需重修、曠課3次考核總分打折。課程：修滿規(guī)定的學(xué)分和課程是畢業(yè)的前提?？荚嚕喝航y(tǒng)一實(shí)施全覆蓋課程考核，中期考試占40%、結(jié)束考試占40~50%、平時(shí)占10%、實(shí)驗(yàn)占10%。創(chuàng)新：創(chuàng)新學(xué)分必須完成，是畢業(yè)的剛性指標(biāo)。學(xué)籍：欠25學(xué)分淚別本班，欠35學(xué)分與鹽工再見。學(xué)位：考核均分達(dá)70分，英語四級(jí)380分，無處分。紀(jì)律：考試作弊即獲留校察看或開除學(xué)籍處分。資源：主動(dòng)獲取教師與實(shí)驗(yàn)室資源，不用考慮費(fèi)用。機(jī)械工程學(xué)院秋學(xué)期學(xué)風(fēng)建設(shè)重點(diǎn)提示從我做起，從現(xiàn)在做起，請(qǐng)第三章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)

第一節(jié)概述為了滿足機(jī)械產(chǎn)品的功能要求，在正確合理地完成了可靠性、使用壽命、運(yùn)動(dòng)精度等方面的設(shè)計(jì)以后，還須進(jìn)行加工和裝配過程的制造工藝設(shè)計(jì)，即確定加工方法、加工設(shè)備、工藝參數(shù)、生產(chǎn)流程及檢測(cè)手段。其中，特別重要的環(huán)節(jié)就是質(zhì)量保證措施中的精度檢測(cè)?！皺z測(cè)”就是確定產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)要求的過程，即判斷產(chǎn)品合格性的過程。檢測(cè)的方法可以分為兩類：定性檢驗(yàn)和定量測(cè)試。定性檢驗(yàn)的方法只能得到被檢驗(yàn)對(duì)象合格與否的結(jié)論，而不能得到其具體的量值。因其檢驗(yàn)效率高、檢驗(yàn)成本低而在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。定量測(cè)試的方法是在對(duì)被檢驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行測(cè)量后，得到其實(shí)際值并判斷其是否合格的方法。第三章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)

第一節(jié)概述為了滿足機(jī)械產(chǎn)品的功能要一、技術(shù)測(cè)量的概念“測(cè)量”是以確定量值為目的的全部操作。測(cè)量過程實(shí)際上就是一個(gè)比較過程，也就是將被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的單位量進(jìn)行比較，確定其比值的過程。若被測(cè)量為L(zhǎng)，計(jì)量單位為u，確定的比值為q，則測(cè)量可表示為L(zhǎng)=q?u一個(gè)完整的測(cè)量過程應(yīng)包含被測(cè)量、計(jì)量單位、測(cè)量方法（含測(cè)量器具）和測(cè)量精度等四個(gè)要素。一、技術(shù)測(cè)量的概念“測(cè)量”是以確定量值為目的的全部操作。測(cè)量被測(cè)量被測(cè)量在機(jī)械精度的檢測(cè)中主要是有關(guān)幾何精度方面的參數(shù)量，其基本對(duì)象是長(zhǎng)度和角度。但是，長(zhǎng)度量和角度量在各種機(jī)械零件上的表現(xiàn)形式卻是多種多樣的，表達(dá)被測(cè)對(duì)象性能的特征參數(shù)也可能是相當(dāng)復(fù)雜的。因此，認(rèn)真分析被測(cè)對(duì)象的特性，研究被測(cè)對(duì)象的含義是十分重要的。例如，表面粗糙度的各種評(píng)定參數(shù)，齒輪的各種誤差項(xiàng)目，尺寸公差與形位公差之間的獨(dú)立與相關(guān)關(guān)系等。被測(cè)量被測(cè)量在機(jī)械精度的檢測(cè)中主要是有關(guān)幾何精度方面的參數(shù)量計(jì)量單位計(jì)量單位（簡(jiǎn)稱單位）是以定量表示同種量的量值而約定采用的特定量。我國(guó)規(guī)定采用以國(guó)際單位制（SI）為基礎(chǔ)的“法定計(jì)量單位制”。它是由一組選定的基本單位和由定義公式與比例因數(shù)確定的導(dǎo)出單位所組成的。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等為基本單位。機(jī)械工程中常用的長(zhǎng)度單位有“毫米”、“微米”和“納米”，常用的角度單位是非國(guó)際單位制的單位“度”、“分”、“秒”和國(guó)際單位制的輔助單位“弧度”、“球面度”。在測(cè)量過程中，測(cè)量單位必須以物質(zhì)形式來體現(xiàn)，能體現(xiàn)計(jì)量單位和標(biāo)準(zhǔn)量的物質(zhì)形式有：光波波長(zhǎng)、精密量塊、線紋尺、各種圓分度盤等。

計(jì)量單位計(jì)量單位（簡(jiǎn)稱單位）是以定量表示同種量的量值而約定采測(cè)量方法測(cè)量方法是根據(jù)一定的測(cè)量原理，在實(shí)施測(cè)量過程中對(duì)測(cè)量原理的運(yùn)用及其實(shí)際操作。廣義地說，測(cè)量方法可以理解為測(cè)量原理、測(cè)量器具（計(jì)量器具）和測(cè)量條件（環(huán)境和操作者）的總和。在實(shí)施測(cè)量過程中，應(yīng)該根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)（如材料硬度、外形尺寸、生產(chǎn)批量、制造精度、測(cè)量目的等）和被測(cè)參數(shù)的定義來擬定測(cè)量方案、選擇測(cè)量器具和規(guī)定測(cè)量條件，合理地獲得可靠的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量方法測(cè)量方法是根據(jù)一定的測(cè)量原理，在實(shí)施測(cè)量過程中對(duì)測(cè)量測(cè)量精度測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。不考慮測(cè)量精度而得到的測(cè)量結(jié)果是沒有任何意義的。真值的定義為：當(dāng)某量能被完善地確定并能排除所有測(cè)量上的缺陷時(shí)，通過測(cè)量所得到的量值。由于測(cè)量會(huì)受到許多因素的影響，其過程總是不完善的，即任何測(cè)量都不可能沒有誤差。對(duì)于每一個(gè)測(cè)量值都應(yīng)給出相應(yīng)的測(cè)量誤差范圍，說明其可信度。測(cè)量精度測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。不考慮測(cè)量精度而得到的測(cè)量檢測(cè)的一般步驟確定被檢測(cè)項(xiàng)目

認(rèn)真審閱被測(cè)件圖紙及有關(guān)的技術(shù)資料，了解被測(cè)件的用途，熟悉各項(xiàng)技術(shù)要求，明確需要檢測(cè)的項(xiàng)目。設(shè)計(jì)檢測(cè)方案根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目的性質(zhì)、具體要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、批量大小、檢測(cè)設(shè)備狀況、檢測(cè)環(huán)境及檢測(cè)人員的能力等多種因素，設(shè)計(jì)一個(gè)能滿足檢測(cè)精度要求，且具有低成本、高效率的檢測(cè)預(yù)案。選擇檢測(cè)器具按照規(guī)范要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)器具，設(shè)計(jì)、制作專用的檢測(cè)器具和輔助工具，并進(jìn)行必要的誤差分析。檢測(cè)的一般步驟確定被檢測(cè)項(xiàng)目認(rèn)真審閱被測(cè)件圖紙及有關(guān)檢測(cè)的一般步驟（續(xù)）檢測(cè)前準(zhǔn)備清理檢測(cè)環(huán)境并檢查是否滿足檢測(cè)要求，清洗標(biāo)準(zhǔn)器、被測(cè)件及輔助工具，對(duì)檢測(cè)器具進(jìn)行調(diào)整使之處于正常的工作狀態(tài)。采集數(shù)據(jù)安裝被測(cè)件，按照設(shè)計(jì)預(yù)案采集測(cè)量數(shù)據(jù)并規(guī)范地作好原始記錄。數(shù)據(jù)處理對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，獲得檢測(cè)結(jié)果。填報(bào)檢測(cè)結(jié)果將檢測(cè)結(jié)果填寫在檢測(cè)報(bào)告單及有關(guān)的原始記錄中，并根據(jù)技術(shù)要求作出合格性的判定。檢測(cè)的一般步驟（續(xù)）檢測(cè)前準(zhǔn)備清理檢測(cè)環(huán)境并檢查是否滿二、尺寸傳遞在國(guó)際單位制及我國(guó)法定計(jì)量單位中，長(zhǎng)度的基本單位名稱是“米”，其單位符號(hào)為“m”?！懊住钡亩x于18世紀(jì)末始于法國(guó)，當(dāng)時(shí)規(guī)定“米等于經(jīng)過巴黎的地球子午線的四千萬分之一”。19世紀(jì)“米”逐漸成為國(guó)際通用的長(zhǎng)度單位。1889年在法國(guó)巴黎召開了第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)，從國(guó)際計(jì)量局訂制的30根米尺中，選出了作為統(tǒng)一國(guó)際長(zhǎng)度單位量值的一根米尺，把它稱之為“國(guó)際米原器”。1983年第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)又更新了米的定義，規(guī)定：“米”是在真空中在1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)行進(jìn)路程的長(zhǎng)度。二、尺寸傳遞在國(guó)際單位制及我國(guó)法定計(jì)量單位中，長(zhǎng)度的基本單位第三章-測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)解析課件三、量塊的基本知識(shí)使用波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)，雖然可以達(dá)到足夠的精確度，但因?qū)?fù)現(xiàn)的條件有很高的要求，不便在生產(chǎn)中直接用于尺寸的測(cè)量。因此，需要將基準(zhǔn)的量值按照定義的規(guī)定，復(fù)現(xiàn)在實(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器上。常見的實(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器有量塊（塊規(guī)）和線紋尺。量塊用鉻錳鋼等特殊合金鋼或線膨脹系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨以及不易變形的其它材料制成。其形狀有長(zhǎng)方體和圓柱體兩種，常用的是長(zhǎng)方體。三、量塊的基本知識(shí)使用波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)，雖然可以達(dá)到足夠的精（一）量塊的構(gòu)成及術(shù)語長(zhǎng)方體的量塊有兩個(gè)平行的測(cè)量面，其余為非測(cè)量面。測(cè)量面極為光滑、平整，其表面粗糙度Ra值達(dá)0.012μm以上，兩測(cè)量面之間的距離即為量塊的工作長(zhǎng)度（標(biāo)稱長(zhǎng)度）。標(biāo)稱長(zhǎng)度到5.5mm的量塊，其公稱值刻印在上測(cè)量面上；標(biāo)稱長(zhǎng)度大于5.5mm的量塊，其公稱長(zhǎng)度值刻印在上測(cè)量面左側(cè)較寬的一個(gè)非測(cè)量面上（一）量塊的構(gòu)成及術(shù)語長(zhǎng)方體的量塊有兩個(gè)平行的測(cè)量面，其余為

兩相互平行的測(cè)量面之間的距離為量塊的工作長(zhǎng)度，稱為標(biāo)稱長(zhǎng)度（量塊上標(biāo)出的長(zhǎng)度）。從量塊一個(gè)測(cè)量面上任意點(diǎn)到與這個(gè)量塊另一個(gè)測(cè)量面相研合的面的垂直距離稱為量塊長(zhǎng)度Li。從量塊一個(gè)測(cè)量面中心點(diǎn)到與這個(gè)量塊另一個(gè)測(cè)量面相研合的面的垂直距離稱為量塊的中心長(zhǎng)度。L4L3L2L量塊L1平晶圖3-4量塊L4L3L2L量塊L1平晶圖3-4量塊（二）量塊的用途作為長(zhǎng)度尺寸標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)物載體，將國(guó)家的長(zhǎng)度基準(zhǔn)按照一定的規(guī)范逐級(jí)傳遞到機(jī)械產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)量值統(tǒng)一。作為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度標(biāo)定量?jī)x，檢定量?jī)x的示值誤差。相對(duì)測(cè)量時(shí)以量塊為標(biāo)準(zhǔn)，用測(cè)量器具比較量塊與被測(cè)尺寸的差值。也可直接用于精密測(cè)量、精密劃線和精密機(jī)床的調(diào)整。（二）量塊的用途作為長(zhǎng)度尺寸標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)物載體，將國(guó)家的長(zhǎng)度基準(zhǔn)（三）量塊的精度（級(jí)）

按國(guó)標(biāo)GB6093-85，量塊按制造精度分6級(jí)，即00、0、1、2、3和K級(jí)，其中00級(jí)精度最高，3級(jí)最低，K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)，主要根據(jù)量塊長(zhǎng)度極限偏差、測(cè)量面的平面度、粗糙度及量塊的研合性等指標(biāo)來劃分的。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級(jí)”向市場(chǎng)銷售量塊。用量塊長(zhǎng)度極限偏差（中心長(zhǎng)度與標(biāo)稱長(zhǎng)度允許的最大誤差）控制一批相同規(guī)格量塊的長(zhǎng)度變動(dòng)范圍；用量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量（量塊最大長(zhǎng)度與最小長(zhǎng)度之差）控制每一個(gè)量塊兩測(cè)量面間各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的長(zhǎng)度變動(dòng)范圍。用戶則按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊。因此，按“級(jí)”使用量塊必然受到量塊長(zhǎng)度制造偏差的影響，將把制造誤差帶入測(cè)量結(jié)果。（三）量塊的精度（級(jí)）按國(guó)標(biāo)GB6093-85，量塊按制造量塊的精度（等）制造高精度的量塊的工藝要求高、成本也高，而且即使制造成高精度量塊，在使用一段時(shí)間后，也會(huì)因磨損而引起尺寸減小，使其原有的精度級(jí)別降低。因此，經(jīng)過維修或使用一段時(shí)間后的量塊，要定期送專業(yè)部門按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其各項(xiàng)精度指標(biāo)進(jìn)行檢定，確定符合哪一“等”，并在檢定證書中給出的標(biāo)稱尺寸的修正值。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了量塊按其檢定精度分為六等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低，“等”主要依據(jù)量塊中心長(zhǎng)度測(cè)量的極限偏差和平面平行性允許偏差來劃分的。量塊的精度（等）制造高精度的量塊的工藝要求高、成本也高，而且量塊的“級(jí)”與“等”量塊的“級(jí)”和“等”是從成批制造和單個(gè)檢定兩種不同的角度出發(fā)，對(duì)其精度進(jìn)行劃分的兩種形式。按“級(jí)”使用時(shí)，以標(biāo)記在量塊上的標(biāo)稱尺寸作為工作尺寸，該尺寸包含其制造誤差。按“等”使用時(shí)，必須以檢定后的實(shí)際尺寸作為工作尺寸，該尺寸不包含制造誤差，但包含了檢定時(shí)的測(cè)量誤差。就同一量塊而言，檢定時(shí)的測(cè)量誤差要比制造誤差小得多。所以，量塊按“等”使用時(shí)其精度比按“級(jí)”使用要高，且能在保持量塊原有使用精度的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)其使用壽命。量塊的“級(jí)”與“等”量塊的“級(jí)”和“等”是從成批制造和單個(gè)檢量塊的選用量塊是定尺寸量具，一個(gè)量塊只有一個(gè)尺寸。為了滿足一定范圍的不同要求，量塊可以利用其測(cè)量面的高精度所具有粘合性，將多個(gè)量塊研合在一起，組合使用。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6093—85規(guī)定，我國(guó)成套生產(chǎn)的量塊共有17中套別，每套的塊數(shù)分別為91、83、46、12、10、8、6、5、等。表3-4所列為83塊組和91塊組一套的量塊的尺寸系列。粘合性：測(cè)量層表面有一層極薄的油膜，在切向推合力的作用下，由于分子間吸引力，使兩量塊研合在一起的特性。量塊的選用量塊是定尺寸量具，一個(gè)量塊只有一個(gè)尺寸。為了滿足一量塊的組合為了減少量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的組合塊數(shù)，一般不超過4塊。選用量塊時(shí)，應(yīng)從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，每選一塊至少應(yīng)減去所需尺寸的一位尾數(shù)。例如，從83塊一套的量塊中選取尺寸為36.745mm的量塊組，選取方法為：36.745…………所需尺寸

-1.005…………第一塊量塊尺寸

35.74

-1.24…………第二塊量塊尺寸

34.5

-4.5…………第三塊量塊尺寸30.0…………第四塊量塊尺寸量塊的組合為了減少量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的組合塊數(shù)，量塊使用的注意事情項(xiàng)量塊必須在使用有效期內(nèi)，否則應(yīng)及時(shí)送專業(yè)部門檢定。使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)及灰塵對(duì)測(cè)量面的損傷，影響其粘合性。分清量塊的“級(jí)”與“等”，注意使用規(guī)則。所選量塊應(yīng)用航空汽油清洗、潔凈軟布擦干，待量塊溫度與環(huán)境溫度相同后方可使用。輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對(duì)量塊的腐蝕及手溫對(duì)測(cè)量精確度的影響。使用完畢，應(yīng)用航空汽油清洗所用量塊，并擦干后涂上防銹脂存于干燥處。

量塊使用的注意事情項(xiàng)量塊必須在使用有效期內(nèi)，否則應(yīng)及時(shí)送專業(yè)第二節(jié)計(jì)量器具和測(cè)量方法是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一個(gè)或多個(gè)已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類：⑴單值量具只能體現(xiàn)一個(gè)單一量值的量具?？蓙硇?duì)和調(diào)整其它測(cè)量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量直接進(jìn)行比較。如量塊、角度量塊等。⑵多值量具可體現(xiàn)一組同類量值的量具。同樣能校對(duì)和調(diào)整其它測(cè)量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量直接進(jìn)行比較。如線紋尺、90°角尺等。第二節(jié)計(jì)量器具和測(cè)量方法是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提測(cè)量器具的分類（續(xù)）⑶專用量具專門用來檢驗(yàn)?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見的有：檢驗(yàn)光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī)，判斷內(nèi)螺紋或外螺紋合格性的螺紋量規(guī)，判斷復(fù)雜形狀的表面輪廓合格性的檢驗(yàn)樣板，用模擬裝配通過性來檢驗(yàn)裝配精度的功能量規(guī)等等。⑷通用量具我國(guó)習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x器稱為通用量具。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。測(cè)量器具的分類（續(xù)）⑶專用量具專門用來檢驗(yàn)?zāi)撤N特定參數(shù)的

二、測(cè)量器具的基本度量指標(biāo)量具的標(biāo)稱值標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺寸，標(biāo)在刻線尺上的尺寸，標(biāo)在角度量塊上的角度,量塊的標(biāo)注值等。刻線間距測(cè)量器具標(biāo)尺或刻度盤上兩相鄰刻線中心間的距離。為便于讀數(shù)，一般做成刻線間距為0.75～2.5mm的等距離刻線。分度值測(cè)量器具的標(biāo)尺上，相鄰兩刻線所代表的量值之差。如一外徑千分尺的微分筒上相鄰兩刻線所代表的量值之差為0.01mm，則該測(cè)量器具的分度值為0.01mm。分度值是一種測(cè)量器具所能直接讀出的最小單位量值，它反映了讀數(shù)精度的高低，從一個(gè)側(cè)面說明了該測(cè)量器具的測(cè)量精度高低。二、測(cè)量器具的基本度量指標(biāo)量具的標(biāo)稱值標(biāo)注在量具上用

測(cè)量器具的基本度量指標(biāo)（續(xù)）示值由測(cè)量器具所指示的被測(cè)量值。示值范圍由測(cè)量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍。如機(jī)械式比較儀的示值范圍為-0.1～+0.1mm（或±0.1mm），如圖所示。測(cè)量范圍在允許不確定度內(nèi)，測(cè)量器具所能測(cè)量的被測(cè)量值的下限值至上限值的范圍。例如，外徑千分尺的測(cè)量范圍有0～25mm、25～50mm等，機(jī)械式比較儀的測(cè)量范圍為0～180mm，如圖所示。測(cè)量力在接觸式測(cè)量過程中，測(cè)量器具測(cè)頭與被測(cè)量面間的接觸壓力。測(cè)量力太大會(huì)引起彈性變形，測(cè)量力太小會(huì)影響接觸的穩(wěn)定性。測(cè)量器具的基本度量指標(biāo)（續(xù)）示值由測(cè)量器具所指示第二節(jié)常用計(jì)量器具的技術(shù)指標(biāo)1刻度間距(a)：計(jì)量器具刻度標(biāo)尺或度盤上兩相鄰刻線中心線間的距離。為了便于讀數(shù)，刻度間距一般為1～2.5mm?？潭乳g距儀器標(biāo)尺+_第二節(jié)常用計(jì)量器具的技術(shù)指標(biāo)1刻度間距(a)：計(jì)量2分度值(i)：計(jì)量器具標(biāo)尺上每刻線間距所代表的量值。一般長(zhǎng)度計(jì)量器具的分度值有0.1、0.01、0.001、0.0005mm。儀器標(biāo)尺刻度間距刻度值mm_+2分度值(i)：計(jì)量器具標(biāo)尺上每刻線間距所代表的量值。一般

3測(cè)量范圍：在允許的誤差極限內(nèi)，計(jì)量器具所能測(cè)量的工件大小。測(cè)量范圍>工件尺寸儀器測(cè)量范圍（0～180）mm儀器標(biāo)尺_(dá)+3測(cè)量范圍：在允許的誤差極限內(nèi)，計(jì)量器具所能測(cè)量的4示值范圍：測(cè)量器具標(biāo)尺上能顯示的最低值到最高值的范圍。示值范圍>工件公差儀器標(biāo)尺mm_+

示值范圍4示值范圍：測(cè)量器具標(biāo)尺上能顯示的最低值到最儀器標(biāo)尺mm_5示值誤差(δi)

：計(jì)量器具示值減去被測(cè)量的真值所得的差值。即δi=

Li-Lg6修正量(△)：為消除系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到測(cè)量結(jié)果上的值?！?-δi

，修正后得Lg

=Li+△

7示值的變動(dòng)性：在相同的測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，所測(cè)值的最大差異。8靈敏度:計(jì)量器具指針對(duì)被測(cè)量變化的反映能力。

S=ΔL/ΔX

放大比K=a/i

9不確定度：由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值不能肯定的程度。5示值誤差(δi)：計(jì)量器具示值減去被測(cè)量的真值所得的差測(cè)量器具的基本度量指標(biāo)（續(xù)）靈敏閾引起測(cè)量器具示值可覺察變化的被測(cè)量值的最小變化量。反映量?jī)x對(duì)被測(cè)量值微小變動(dòng)的不敏感程度。重復(fù)性在規(guī)定的使用條件下，重復(fù)用相同的激勵(lì)，測(cè)量?jī)x器給予出非常相似響應(yīng)的能力。反映的是測(cè)量?jī)x器的工作穩(wěn)定性。測(cè)量器具的基本度量指標(biāo)（續(xù)）靈敏閾引起測(cè)量器具示值可覺第三節(jié)測(cè)量方法的分類一直接測(cè)量與間接測(cè)量

1直接測(cè)量：所測(cè)值就是被測(cè)量游標(biāo)卡尺被測(cè)件·第三節(jié)測(cè)量方法的分類一直接測(cè)量與間接測(cè)量1直2間接測(cè)量：測(cè)量有關(guān)量，并通過一定的函數(shù)關(guān)系，求得被測(cè)量的量值。LHR

R=+L28HH22間接測(cè)量：測(cè)量有關(guān)量，并通過一定的函數(shù)關(guān)系，求得被測(cè)量的二絕對(duì)測(cè)量與相對(duì)測(cè)量

1絕對(duì)測(cè)量：從計(jì)量器具標(biāo)尺上直接讀出被測(cè)量的整個(gè)數(shù)值。

2相對(duì)測(cè)量：計(jì)量器具標(biāo)尺上指示的值是被測(cè)量相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的偏差值。標(biāo)準(zhǔn)值被測(cè)件調(diào)零偏差值二絕對(duì)測(cè)量與相對(duì)測(cè)量1絕對(duì)測(cè)量：從計(jì)量器具標(biāo)尺上直接三綜合測(cè)量與單項(xiàng)測(cè)量

1綜合測(cè)量：同時(shí)測(cè)量零件上的幾個(gè)有關(guān)參數(shù)，從而綜合評(píng)定零件是否合格。min公差工件軸通端止端用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)工件時(shí),通端能通過工件,止端不能通過工件時(shí),則該工件是合格的.2單項(xiàng)測(cè)量：分別測(cè)量零件的各個(gè)參數(shù)。max三綜合測(cè)量與單項(xiàng)測(cè)量1綜合測(cè)量：同時(shí)測(cè)量零件上的幾個(gè)有四接觸測(cè)量與非接觸測(cè)量1接觸測(cè)量：儀器的測(cè)量頭與測(cè)量零件表面接觸，并有機(jī)械作用力存在。被測(cè)表面杠桿測(cè)頭軸線測(cè)量線2非接觸測(cè)量：儀器的測(cè)量頭與被測(cè)量零件表面不接觸，沒有機(jī)械作用力存在。四接觸測(cè)量與非接觸測(cè)量1接觸測(cè)量：儀器的測(cè)量頭與測(cè)量零五離線測(cè)量與在線測(cè)量1離線（被動(dòng)）測(cè)量：零件加工后進(jìn)行的測(cè)量2在線（主動(dòng)）測(cè)量：零件在加工過程中進(jìn)行的測(cè)量反饋五離線測(cè)量與在線測(cè)量1離線（被動(dòng)）測(cè)量：零件加工后進(jìn)行的六靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量

1靜態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量頭是相對(duì)靜止的。測(cè)量頭測(cè)量表面

2動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量頭有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它能反映被測(cè)參數(shù)的變化過程。六靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量1靜態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量方法分類（續(xù)）7、按測(cè)量中測(cè)量因素是否變化分類⑴等精度測(cè)量在測(cè)量過程中，決定測(cè)量精度的全部因素或條件不變。例如，由同一個(gè)人，用同一臺(tái)儀器，在同樣的環(huán)境中，以同樣方法，同樣仔細(xì)地測(cè)量同一個(gè)量。在一般情況下，為了簡(jiǎn)化測(cè)量結(jié)果的處理，大都采用等精度測(cè)量。實(shí)際上，絕對(duì)的等精度測(cè)量是做不到的。⑵不等精度測(cè)量在測(cè)量過程中，決定測(cè)量精度的全部因素或條件可能完全改變或部分改變。由于不等精度測(cè)量的數(shù)據(jù)處理比較麻煩，因此一般用于重要的科研實(shí)驗(yàn)中的高精度測(cè)量。測(cè)量方法分類（續(xù)）7、按測(cè)量中測(cè)量因素是否變化分類第三節(jié)

測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理

一、測(cè)量誤差的概述二、隨機(jī)誤差1.隨機(jī)誤差的分布規(guī)律及其特性

隨機(jī)誤差可用試驗(yàn)方法來確定。實(shí)踐表明，大多數(shù)情況下，隨機(jī)誤差符合正態(tài)分布。為便于理解，現(xiàn)舉例說明。測(cè)量誤差＝系統(tǒng)誤差+隨機(jī)誤差+粗大誤差

測(cè)量精度：精密度（重復(fù)性）正確度（系統(tǒng)誤差大?。?精確度（準(zhǔn)確度）第三節(jié)測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理

一、測(cè)量誤差的概述二、隨機(jī)誤差表3-2測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

尺寸分組區(qū)間/mm組號(hào)區(qū)間中心值/mm每組出現(xiàn)的次數(shù)（頻數(shù)ni）頻率（ni/n）19.990～19.99219.992～19.99419.994～19.99619.996～19.99819.998～20.00020.000～20.00220.002～20.00420.004～20.00620.006～20.00820.008～20.01020.010～20.012123456789101119.99119.99319.99519.99719.99920.00120.00320.00520.00720.00920.0112410243745392312310.010.020.050.120.1850.2250.1950.1150.060.0150.005表3-2測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表尺寸分組區(qū)間/mm組號(hào)區(qū)間中心yO正態(tài)分布曲線δμ教材圖3-9頻率直方圖和正態(tài)分布曲線19.99120.0070.2250.120.01x=20.0

ni/n實(shí)際分布曲線yO正態(tài)分布曲線δμ教材圖3-9頻率直方圖和正態(tài)分布曲線19從理論上講，正態(tài)分布中心位置的均值μ代表被測(cè)量的真值Q，標(biāo)準(zhǔn)偏差σ代表測(cè)得值的集中與分散程度。不同的σ對(duì)應(yīng)不同形狀的正態(tài)分布曲線，σ越小，ymax值越大，曲線越陡，隨機(jī)誤差越集中，即測(cè)得值分布越集中，測(cè)量精密度越高；σ越大，ymax值越小，曲線越平坦，隨機(jī)誤差越分散，即測(cè)得值分布越分散，測(cè)量精密度越低。圖3-10所示為σ1<σ2<σ3時(shí)三種正態(tài)分布曲線，因此，σ可作為表征各測(cè)得值的精度指標(biāo)。0σ1σ2σ36σ16σ26σ3yδ教材圖3-10總體標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)隨機(jī)誤差分布特性的影響從理論上講，正態(tài)分布中心位置的均值μ代表被測(cè)量的真值Q，標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)誤差理論，等精度測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ是各隨機(jī)誤差δ平方和的平均值的正平方根，即式中n

測(cè)量次數(shù)；測(cè)量列中各測(cè)得值相應(yīng)的隨機(jī)誤差。（3-8）

3.隨機(jī)誤差的極限值

由于超出δ=±3σ的概率已很小，故在實(shí)踐中常認(rèn)為δ=±3σ的概率P≈1。從而將±3σ看作是單次測(cè)量的隨機(jī)誤差的極限值，將此值稱為極限誤差，記作δlim

=±3σ

（3-13）

根據(jù)誤差理論，等精度測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)即單次測(cè)量的測(cè)量結(jié)果為

x=xi±δlim=xi±3σ

（3-14）式中

xi

某次測(cè)得值。

4.測(cè)量列中隨機(jī)誤差的處理

（1）測(cè)量列的算術(shù)平均值在評(píng)定有限測(cè)量次數(shù)測(cè)量列的隨機(jī)誤差時(shí)，必須獲得真值，但真值是不知道的，因此只能從測(cè)量列中找到一個(gè)接近真值的數(shù)值加以代替，這就是測(cè)量列的算術(shù)平均值。若測(cè)量列為x1、、x2、…、xn，則算術(shù)平均值為

（3-15）

即單次測(cè)量的測(cè)量結(jié)果為x=xi±δlim（2）殘差（剩余誤差）及其應(yīng)用=xi

-

（3-16）

由符合正態(tài)分布曲線分布規(guī)律的隨機(jī)誤差的分布特性可知?dú)埐罹哂邢率鰞蓚€(gè)特性：1）當(dāng)測(cè)量次數(shù)n足夠多時(shí)，殘差的代數(shù)和趨近于零，即≈0；2）殘差的平方和為最小即。實(shí)際應(yīng)用中，常用代數(shù)和≈0來驗(yàn)證數(shù)據(jù)處理中求得的值是否正確。單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的估計(jì)值（用S表示）。S可用下式表示為S=（3-17）（2）殘差（剩余誤差）及其應(yīng)用=xi-由式（3-17），算出S后，便可取±3S代替作為單次測(cè)量的極限誤差。即δlim=±3S（3-18）

（3）測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差相同條件下，對(duì)同一被測(cè)量，將測(cè)量列分為若干組，每組進(jìn)行n次的測(cè)量稱為多次測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)偏差σ代表一組測(cè)得值中任一測(cè)得值的精密程度，但在多次重復(fù)測(cè)量中是以算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果的。因此，更重要的是要知道算術(shù)平均值的精密程度，可用算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。根據(jù)誤差理論，測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差用下式計(jì)算

（3-19）

由式（3-17），算出S后，便可取±3S代替作為單次測(cè)量的極

由上式可知，多次測(cè)量的總體算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為單次測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)差的。這說明隨著測(cè)量次數(shù)的增多，越小，測(cè)量的精密度就越高。但當(dāng)S一定時(shí)，n＞20以后，減小緩慢，即用增加測(cè)量次數(shù)的方法來提高測(cè)量精密度，收效不大，故在生產(chǎn)中，一般取n=5～20，通常取≤10次為宜。故測(cè)量列的算術(shù)平均值的測(cè)量極限誤差為

=（3-20）

這樣，

測(cè)量列的測(cè)量結(jié)果可表示為

Q==（3-21）

這時(shí)的置信概率P=99.73％。由上式可知，多次測(cè)量的總體算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為單三、系統(tǒng)誤差(自學(xué))

四、粗大誤差判斷粗大誤差常用拉依達(dá)(PaйTa))準(zhǔn)則(又稱3σ準(zhǔn)則)。該準(zhǔn)則的依據(jù)主要來自隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律。從隨機(jī)誤差的特性中可知，測(cè)量誤差越大，出現(xiàn)的概率越小，誤差的絕對(duì)值超過±3σ的概率僅為0.27％，即在連續(xù)370次測(cè)量中只有一次測(cè)量的殘差超出±3σ（370×0.0027≈1次），而連續(xù)測(cè)量的次數(shù)決不會(huì)超過370次，測(cè)量列中就不應(yīng)該有超出±3σ的殘差。因此，凡絕對(duì)值大于3σ的殘差，就看作為粗大誤差而予以剔除。在有限次測(cè)量時(shí)，其判斷式為

|vi|>3S

（3-22）剔除具有粗大誤差的測(cè)量值后，應(yīng)根據(jù)剩下的測(cè)量值重新計(jì)算S，然后再根據(jù)3σ準(zhǔn)則去判斷剩下的測(cè)量值中是否還存在粗大誤差。每次只能剔除一個(gè)，直到剔除完為止。在測(cè)量次數(shù)較少(小于10次）的情況下，最好不用3σ準(zhǔn)則，而用其他準(zhǔn)則。三、系統(tǒng)誤差(自學(xué))四、粗大誤差判斷粗大誤差常用拉依達(dá)(P小結(jié)本節(jié)課主要內(nèi)容包括測(cè)量的基本概念；量塊基本知識(shí)，隨機(jī)誤差的分布規(guī)律及其特性；

測(cè)量列中隨機(jī)誤差的處理；測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理。小結(jié)本節(jié)課主要內(nèi)容包括測(cè)量的基本概念；量塊基本第六節(jié)光滑工件尺寸的檢測(cè)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《極限與配合》中測(cè)量與檢驗(yàn)部分規(guī)定了這兩種檢測(cè)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：《光滑工件尺寸的檢驗(yàn)》（GB/T3177－1997）《光滑極限量規(guī)》（GB/T1957－1981）第六節(jié)光滑工件尺寸的檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《極限與一、通用計(jì)量器具測(cè)量工件

表3-4計(jì)量器具的極限誤差計(jì)量器具名

稱分度值mm所用量塊尺寸范圍

mm檢定等別精度級(jí)別1～1010～5050～8080～120120～180180～2600260～360360～500測(cè)

量

極

限

誤

差

±μｍ立式臥式光學(xué)計(jì)測(cè)外尺寸0.00145120.40.70.61.00.81.31.01.61.21.81.82.52.53.53.04.5立式臥式測(cè)長(zhǎng)0.001絕對(duì)測(cè)量1.11.51.92.02.32.33.03.5儀測(cè)外尺寸臥式測(cè)長(zhǎng)儀0.001絕對(duì)測(cè)量2.53.03.33.53.84.24.8—測(cè)內(nèi)尺寸測(cè)長(zhǎng)機(jī)0.001絕對(duì)測(cè)量1.01.31.62.02.54.05.06.0萬能工具顯微鏡0.001絕對(duì)測(cè)量1.522.52.533.5——大型工具顯微鏡0.01絕對(duì)測(cè)量55

接觸式干涉儀

Δ≤0.1μｍ一、通用計(jì)量器具測(cè)量工件表3-4計(jì)量器具的極限誤差計(jì)量器具驗(yàn)收極限的適用性圖3-16Cp>1采用包容要求時(shí)的驗(yàn)收極限D(zhuǎn)max(L)

ADmin(M)上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限孔公差帶DM上驗(yàn)收極限下驗(yàn)收極限軸公差帶dmax(M