互換性與測量技術(shù)第三講.ppt

第二章 測量技術(shù)基礎(chǔ),本章要點(diǎn),2.3 計(jì)量器具與測量方法 2.4 測量誤差,2.3 計(jì)量器具和測量方法,量具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。,2.3.1 計(jì)量器具的分類 1 、量具如游標(biāo)卡尺 2 、量規(guī)沒有刻度的專用計(jì)量器具，作檢驗(yàn)用。 3 、量儀可將被測幾何量的量值轉(zhuǎn)換成直接觀測的指示值如指示表，顯微鏡讀值。 機(jī)械式量儀：指示表、杠桿比較儀、偏擺儀 光學(xué)式量儀：光學(xué)比較儀、干涉儀、立式光學(xué)計(jì) 電動(dòng)式量儀：電感比較儀 氣動(dòng)式量儀：水柱式氣動(dòng)量儀、浮標(biāo)式氣動(dòng)量儀 4 、計(jì)量裝置 計(jì)量器具和輔助設(shè)備的總體，可測較多幾何量和較復(fù)雜的零件,2.3.2計(jì)量器具的基本度量指標(biāo),計(jì)量器具的基本技術(shù)性能指標(biāo)是合理選擇和使用計(jì)量器具的重要依據(jù)，其主要指標(biāo)如下 1、標(biāo)尺分度值指計(jì)量器具標(biāo)尺或分度盤上每一刻度間距所代 表的量值。 2 、標(biāo)尺刻度間距指計(jì)量器具標(biāo)尺或分度盤上相鄰兩刻線中心 之間的距離或圓弧長度。為便于人眼觀察，刻度間距一般為 1 2.5mm 。 3 、示值由測量器具所指示的被測量值示值范圍,即由測量器具 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）。 4、測量范圍在允許不確定度內(nèi)，測量器具所能測量的被測量 值的下限值至上限值的范圍。例如，外徑千分尺的測量范圍有 025mm、2550mm等，機(jī)械式比較儀的測量范圍為0 180mm。 5、測量力在接觸式測量過程中，測量器具測頭與被測量面間 的接觸壓力。測量力太大會(huì)引起彈性變形，測量力太小會(huì)影響接 觸的穩(wěn)定性。,2.3.2計(jì)量器具的基本度量指標(biāo),6、靈敏度計(jì)量器具反映被測幾何量微小變化的能力。如果被測參數(shù)的變化量為L，引起測量器具示值變化量為x，則靈敏度S=x/L。當(dāng)分子分母為同一類量時(shí)，靈敏度又稱放大比K。 7、重復(fù)性在規(guī)定的使用條件下，重復(fù)用相同的激勵(lì)，測量儀器給予出非常相似響應(yīng)的能力。反映的是測量儀器的工作穩(wěn)定性。 8、示值誤差測量儀器的示值與被測量的真值之差。示值誤差是測量儀器本身各種誤差的綜合反映。因此，儀器示值范圍內(nèi)的不同工作點(diǎn)，示值誤差是不相同的。一般可用適當(dāng)精度的量塊或其它計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，來檢定測量器具的示值誤差。 9、回程誤差在相同條件下，被測量值不變，測量器具行程方向不同時(shí)，兩示值之差的絕對(duì)值。它是由測量器具中測量系統(tǒng)的間隙、變形和磨擦等原因引起的。,2.3.3 測量方法的分類,1 、按所測的幾何量是否為被測的幾何量分類 直接測量 如：用游標(biāo)卡尺、千分尺測量軸徑或孔徑 間接測量 指欲測量的幾何量的量值有實(shí)測幾何量的量值按一定的 函數(shù)關(guān)系式運(yùn)算后獲得。 2 、按測量結(jié)果的讀數(shù)值不同分類 絕對(duì)測量 從測量器具上直接得到被測參數(shù)的整個(gè)量值的測量。例 如用游標(biāo)卡尺測量零件軸徑值。 相對(duì)測量 將被測量和與其量值只有微小差別的同一種已知量（一 般為測量標(biāo)準(zhǔn)量）相比較，得到被測量與已知量的相對(duì) 偏差。例如比較儀用量塊調(diào)零后，測量軸的直徑，比較 儀的示值就是量塊與軸徑的量值之差。 一般來說，相對(duì)測量的測量精度比絕對(duì)測量的高。,2.3.3 測量方法的分類,3、按被測件表面與測量器具測頭是否有機(jī)械接觸分類 接觸測量 測量器具的測頭與零件被測表面接觸后有機(jī)械作用力的 測量。如用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺測量零件等。為了保 證接觸的可靠性，測量力是必要的，但它可能使測量器 具及被測件發(fā)生變形而產(chǎn)生測量誤差，還可能造成對(duì)零 件被測表面質(zhì)量的損壞。 非接觸測量 測量器具的感應(yīng)元件與被測零件表面不直接接觸，因而 不存在機(jī)械作用的測量力。屬于非接觸測量的儀器主要 是利用光、氣、電、磁等作為感應(yīng)元件與被測件表面聯(lián) 系。如干涉顯微鏡、磁力測厚儀、氣動(dòng)量儀等。,2.3.3測量方法的分類,4、按測量在工藝過程中所起作用分類 在線測量 在加工過程中進(jìn)行的測量。其測量結(jié)果直接用來控制零件 的加工過程，決定是否繼續(xù)加工或判斷工藝過程是否正常、 是否需要進(jìn)行調(diào)整，故能及時(shí)防止廢品的發(fā)生，所以又稱 為主動(dòng)測量或積極測量。 離線測量 加工完成后進(jìn)行的測量。其結(jié)果僅用于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品， 所以又稱被動(dòng)測量或消極測量。,2.3.3 測量方法的分類,5、按零件上同時(shí)被測參數(shù)的多少分類 單項(xiàng)測量 單獨(dú)地、彼此沒有聯(lián)系地測量零件的單項(xiàng)參數(shù)。如分別測 量齒輪的齒厚、齒形、齒距等。這種方法一般用于量規(guī)的 檢定、工序間的測量，或?yàn)榱斯に嚪治?、調(diào)整機(jī)床等目的。 綜合測量 檢測零件幾個(gè)相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合參數(shù)，從而綜合 判斷零件的合格性。例如齒輪運(yùn)動(dòng)誤差的綜合測量、用螺 紋量規(guī)檢驗(yàn)螺紋的作用中徑等。綜合測量一般用于終結(jié)檢 驗(yàn)，其測量效率高，能有效保證互換性，在大批量生產(chǎn)中 應(yīng)用廣泛。,2.3.3 測量方法的分類,6、按被測工件在測量時(shí)所處狀態(tài)分類 靜態(tài)測量 測量時(shí)被測件表面與測量器具測頭處于靜止?fàn)顟B(tài)。例如用 外徑千分尺測量軸徑、用齒距儀測量齒輪齒距等。 動(dòng)態(tài)測量 測量時(shí)被測零件表面與測量器具測頭處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 或測量過程是模擬零件在工作或加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它能 反映生產(chǎn)過程中被測參數(shù)的變化過程。例如用激光比長儀 測量精密線紋尺，用電動(dòng)輪廓儀測量表面粗糙度等。,2.3.3 測量方法的分類,7、按測量中測量因素是否變化分類 等精度測量 在測量過程中，決定測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)地測量同一個(gè)量。在一般情況下，為了 簡化測量結(jié)果的處理，大都采用等精度測量。實(shí)際上，絕 對(duì)的等精度測量是做不到的。 不等精度測量 在測量過程中，決定測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)中的高精度測量。,2. 4 測量誤差,2. 4.1 測量誤差的概念 對(duì)于任何測量過程來說，由于計(jì)量器具和測量條件的限制，不可避免地會(huì)出現(xiàn)或大或小的測量誤差。 測量誤差可用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差來表示。 絕對(duì)誤差： 是指被測幾何量的量值與其真值之差； 相對(duì)誤差： 是指絕對(duì)誤差（取絕對(duì)值）與真值之比。,2.4 測量誤差,2. 4.2 測量誤差的來源 1 、計(jì)量器具的誤差 比如計(jì)量器具在設(shè)計(jì)制造時(shí)不符合阿貝原則、 在使用過程中產(chǎn)生變形或磨損等。 2 、方法誤差 比如測量方法選擇不當(dāng)，工件安裝、 定位不準(zhǔn) 確。 3 、環(huán)境誤差 指測量環(huán)境不符合標(biāo)準(zhǔn)的測量條件所引起的測 量誤差比如熱脹冷縮引起測量器具的變形。 4 、人員誤差 比如測量人員使用方法不正確或讀數(shù)失誤等等,2.4 測量誤差,2. 4.3 測量誤差的種類和特性 1 、隨機(jī)誤差 指在一定測量條件下，連續(xù)多次測量同一被測幾何量 時(shí)，誤差的大小和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化的誤差。 2 、系統(tǒng)誤差 指在一定測量條件下，對(duì)同一被測幾何量進(jìn)行連續(xù)多次 測量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)均不變，或按一定規(guī)律變化 的測量誤差。前者稱定值系統(tǒng)誤差。如千分尺零位調(diào)整 不正確引起的測量誤差，它對(duì)各次測量的影響相同。后 者稱變值系統(tǒng)誤差。 3 、粗大誤差 指超出在一定條件下預(yù)計(jì)的測量誤差，即對(duì)測量結(jié)果產(chǎn) 生明顯歪曲的測量誤差。,2.4 測量誤差,2. 4.4 測量精度的分類 1 、正確度 反映測量時(shí)受系統(tǒng)誤差影響的程度若系統(tǒng)誤差小，則 正確度高。 2 、精密度 反映測量結(jié)果中隨機(jī)誤差的影響程度。它是指在一定 測量條件下連續(xù)多次測量所得的測得值之間相互接近 的程度。 3 、準(zhǔn)確度 系統(tǒng)隨機(jī)誤差綜合影響的程度。,2.4 測量誤差,(b)正確度高,(a)精密度高,(d)準(zhǔn)確度低,c)準(zhǔn)確度高,(,以打靶為例，如圖所示，小圈表示靶心，黑點(diǎn)表示彈孔.在圖（a）中，隨機(jī)誤差小而系統(tǒng)誤差大，表示打靶精密度高而正確度低；在圖（ b ）中，系統(tǒng)誤差小而隨機(jī)誤差大，表示打靶正確度高而精密度低；在圖（ c ）中，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，表示打靶準(zhǔn)確度高；在圖（ d ）中，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都大，表示打靶準(zhǔn)確度低。,思考題,思考題解答,思考題解答,答: (一) 隨機(jī)誤差是指在一定測量條件下，多次測量同一量值 時(shí)，其數(shù)值大小和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化的誤差。 是由于測量中的不穩(wěn)定因素綜合形成的