互換性及測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)(第十三章)

1、互換性及測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)(第十三章)第一頁，共71頁。3.1 概述 “檢測(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。 檢驗(yàn)是指判斷被測(cè)物理量是否合格的過程。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。 測(cè)試則是指其有試驗(yàn)研究性質(zhì)的測(cè)量。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。 第二頁，共71頁。3.1 概述一、技術(shù)測(cè)量的概念 檢測(cè)的核心是測(cè)量技術(shù)。通過測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，不僅能判斷其合格性，還為分析產(chǎn)品制造過程中的質(zhì)

2、量狀況提供了最直接而可靠的依據(jù)。 “測(cè)量”是以確定量值為目的的全部操作。測(cè)量就是將被測(cè)量與具有計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量在數(shù)值上進(jìn)行比較，確定其比值的過程。 若被測(cè)量值為L(zhǎng)，計(jì)量單位為u，確定的比值為q，則被測(cè)量值可表示為: q=L/u L=qu 基本測(cè)量方程式 一個(gè)完整的測(cè)量過程應(yīng)包含四個(gè)要素：測(cè)量對(duì)象計(jì)量單位測(cè)量方法（含測(cè)量器具）測(cè)量精度第三頁，共71頁。 1.測(cè)量對(duì)象 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；表面粗糙度及幾何公差；螺紋、齒輪的各幾何參數(shù)等。 3.1 概述一、技術(shù)測(cè)量的概念 2.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

3、特定量。 第四頁，共71頁。 3.測(cè)量方法 是指進(jìn)行測(cè)量時(shí)所采用的測(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。 3.1 概述一、技術(shù)測(cè)量的概念 4.測(cè)量精度 指測(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：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。 第五頁，共71頁。 1.長(zhǎng)度的量值傳遞 量值傳遞是“將國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量值，通過檢定（或其它方法）傳遞給下一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（器），并依次逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具上，以保證被測(cè)對(duì)象的量值準(zhǔn)確一致的方式”。 我國(guó)長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖3-1所示，從最高基準(zhǔn)譜線

4、向下傳遞，有兩個(gè)平等的系統(tǒng)，即端面量具（量塊）和刻線量具（線紋尺）系統(tǒng)。其中尤以量塊傳遞系統(tǒng)應(yīng)用最廣。 3.1 概述二、尺寸傳遞 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”是光在真空中在1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)行進(jìn)路程的長(zhǎng)度。 第六頁，共71頁。長(zhǎng)度尺寸量值傳遞系統(tǒng)第七頁，共71頁。 2.角度的量值傳遞 角度基準(zhǔn)與長(zhǎng)度基準(zhǔn)有本質(zhì)的區(qū)別。角度的自然基準(zhǔn)是客觀存在的，不需要建立，因?yàn)橐粋€(gè)整圓所對(duì)應(yīng)的圓心角是定值（2rad或360）。因此，將整圓任意等分得到的角度的實(shí)際大小，可以通過各角度相互比較，利用圓周角的封閉性求出，實(shí)現(xiàn)對(duì)角度基準(zhǔn)的復(fù)現(xiàn)。 為了檢定和測(cè)量需要，仍

5、然要建立角度度量的基準(zhǔn) 。3.1 概述二、尺寸傳遞第八頁，共71頁。角度量值傳遞系統(tǒng)正八面棱體第九頁，共71頁。量塊（塊規(guī)） 1.其作用為：作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)的傳遞媒介。 1) 檢定和校準(zhǔn)測(cè)量工具和量?jī)x； 2) 相對(duì)測(cè)量時(shí)用來調(diào)整量具或量?jī)x的零位； 3) 用于精密測(cè)量、精密劃線和精密機(jī)床的調(diào)整。3.1概述三、量塊的基本知識(shí)第十頁，共71頁。 2.量塊的構(gòu)成 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（石英玻璃）制成。其形狀有長(zhǎng)方體和圓柱體兩種，常用的是長(zhǎng)方體。 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)0.012m以上

6、，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 。3.1概述三、量塊的基本知識(shí)第十一頁，共71頁。 上、下測(cè)量面極為光滑，具有粘合性3.1概述三、量塊的基本知識(shí)第十二頁，共71頁。 3.量塊的精度（級(jí)） 按國(guó)標(biāo)GB/T6093-2001，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、量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值、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)”

7、向市場(chǎng)銷售量塊。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。L+0-231k000L中含制造誤差3.1概述三、量塊的基本知識(shí)第十三頁，共71頁。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。 “級(jí)”：制造精度，按GB/T60932001規(guī)定6級(jí)：00、0、1、2、3和K。 特點(diǎn)：按公稱尺寸來使用量塊。包含了量塊的制造誤差和磨損誤差。無修正值。 “等”：檢定精度，有1、2、3、4、5共五等。 特點(diǎn)：按檢定的實(shí)際尺寸來使用量塊。包含了量塊的測(cè)量誤差。JJG14620

8、03 一定的“等”量塊只能從一定的“級(jí)”量塊中檢定出來。 測(cè)量誤差遠(yuǎn)小于制造誤差 , 按“等”使用量塊其精度高于按“級(jí)”使用?？稍诒３至繅K原有使用精度的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)其使用壽命。第十四頁，共71頁。 4.量塊的選用 成套生產(chǎn)的量塊共有17種套別總塊數(shù)尺寸系列 mm間隔mm塊數(shù)總塊數(shù)尺寸系列 mm間隔mm塊數(shù)830.511.0051.011.491.51.92.09.510100-0.010.10.5101114951610911.011.491.51.92.09.5101001.0011.00910.50.010.10.5100.001-49516109113.1概述三、量塊的基本知識(shí)第十五頁，共

9、71頁。 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45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 3.1概述三、量塊的基本知識(shí)第十六頁，共71頁。 1.標(biāo)準(zhǔn)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。按用途的不同量具可分為以下幾類： 單值量具 只能體現(xiàn)一個(gè)單一量值的量具?？?/p>

10、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。如量塊、角度量塊等。 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。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法一、計(jì)量器具的分類第十七頁，共71頁。 2.通用計(jì)量器具 有刻度，可測(cè)量一定范圍內(nèi)各種尺寸的零件并得出具體數(shù)值。 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。 量?jī)x：是指能將被測(cè)量值轉(zhuǎn)換成可直接觀測(cè)的指示值或等效信息的測(cè)量器具，由測(cè)頭(敏感元件)、變換、放大、傳遞及指示等部分組成。 按結(jié)構(gòu)可分為：固定刻線量具、游標(biāo)量具、微動(dòng)螺旋副類量?jī)x

11、、機(jī)械類量?jī)x、光學(xué)類量?jī)x、氣動(dòng)類量?jī)x、電動(dòng)式量?jī)x、光電式量?jī)x。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法一、計(jì)量器具的分類第十八頁，共71頁。 3.專用計(jì)量器具 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)(沒有刻度的，用以檢驗(yàn)零件尺寸或形狀、相互位置的專用檢驗(yàn)工具。它只能判斷零件是否合格，而不能得到具體數(shù)值的測(cè)量結(jié)果)，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。 4.檢驗(yàn)夾具 也是一種量具、量?jī)x和定位元件等組合的專用檢驗(yàn)工具，可迅速方便地檢查更多或更復(fù)雜的參數(shù)。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法一、計(jì)量器具

12、的分類第十九頁，共71頁。檢驗(yàn)光滑圓柱孔的光滑極限量規(guī)第二十頁，共71頁。中華人民共和國(guó)依法管理的主要長(zhǎng)度計(jì)量器具 比長(zhǎng)儀、干涉儀、穩(wěn)頻激光器，測(cè)長(zhǎng)機(jī)，測(cè)長(zhǎng)儀，工具顯微鏡，讀數(shù)顯微鏡，光學(xué)計(jì)，測(cè)量用投影儀，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、球徑儀樣板，圓度儀，錐度測(cè)量?jī)x，孔徑測(cè)量?jī)x，比較儀，測(cè)微儀，光學(xué)儀器檢具，量塊，尺，基線尺，線紋尺，光柵尺，光柵測(cè)量裝置，磁尺，容柵尺，水準(zhǔn)標(biāo)尺感應(yīng)同步器，測(cè)繩，卡尺、千分尺，百分表，千分表，測(cè)微計(jì)，小孔內(nèi)徑表，平晶，刀口尺，棱尺、平尺、測(cè)量平板準(zhǔn)直儀，調(diào)度塊，角度規(guī)，直角尺，正弦尺，方箱、水平儀、象限儀，直角尺檢定儀，水平儀檢定器、塞規(guī)，卡規(guī)、環(huán)規(guī)，圓椎套規(guī)，塞尺，半徑樣板，

13、螺紋量規(guī)，螺紋樣板，三針，粗糙度樣板，粗糙度測(cè)量顯微鏡，表面輪廓儀，齒輪漸開檢查儀，齒輪周節(jié)檢查儀，齒輪基節(jié)檢查儀 ，萬能測(cè)齒儀第二十一頁，共71頁。 1.刻線間距C 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0.752.5mm的等距離刻線。 2.分度值i 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。 3.測(cè)量范圍 在允許不確定度內(nèi)，測(cè)量器具所能

14、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025mm、2550mm等，機(jī)械式比較儀的測(cè)量范圍為0180mm，如圖所示。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法二、計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)第二十二頁，共71頁。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法二、計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)第二十三頁，共71頁。 4.示值范圍 由測(cè)量器具所指示的被測(cè)量值。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 3-5 所示。 5.靈敏度 計(jì)量器具反映被測(cè)幾何量微小變化的能力。如果被測(cè)參數(shù)的變化量為L(zhǎng)，引起測(cè)量器具示值變化量為x，則靈敏度S=x/L。當(dāng)分子分母

15、為同一類量時(shí)，靈敏度又稱放大比K。 6.示值誤差 測(cè)量?jī)x器的示值與被測(cè)量的真值之差。示值誤差是測(cè)量?jī)x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(cè)量器具的示值誤差。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法二、計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)第二十四頁，共71頁。 7.校正值 為校正計(jì)量器具系統(tǒng)測(cè)量誤差，用代數(shù)法加到測(cè)量結(jié)果上的值，與計(jì)量器具系統(tǒng)測(cè)量誤差的絕對(duì)值相等而符號(hào)相反。 8.回程誤差 在相同條件下，被測(cè)量值不變，測(cè)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(cè)量器具中測(cè)量系統(tǒng)的間隙、變形和磨擦等原因引起的。 9.重復(fù)精度 在相

16、同的測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)參數(shù)多次重復(fù)測(cè)量，其結(jié)果的最大差異。反映的是測(cè)量?jī)x器的工作穩(wěn)定性。儀器給予出非常相似響應(yīng)的能力。 10.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。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法二、計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)第二十五頁，共71頁。 11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。 12.允許誤差 技術(shù)規(guī)范、規(guī)程對(duì)給定計(jì)量器具所允許的誤差的極限值。 13.穩(wěn)定度 在規(guī)定的工作條件下，計(jì)量器具保持其計(jì)量特性恒定不變的程度。 14.分辨力 計(jì)量器具指示裝

17、置可以有效辨別所指示的緊密相鄰量值的能力的定量表示。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法二、計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)第二十六頁，共71頁。 廣義的測(cè)量方法：是指測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、計(jì)量器具和測(cè)量條件的總和。 1.按所測(cè)得的量（參數(shù)）是否為欲測(cè)之量分類 直接測(cè)量 從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上得到欲測(cè)之量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差。例如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量外圓直徑，用比較儀測(cè)量長(zhǎng)度尺寸等。 間接測(cè)量 先測(cè)出與欲測(cè)之量有一定函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量，然后按相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式，求得欲測(cè)之量的測(cè)量結(jié)果。 一般來說，直接測(cè)量比間接測(cè)量（受計(jì)算公式和計(jì)算精度影響）的精度高，無法進(jìn)行直接測(cè)量的場(chǎng)合采用間接測(cè)量。3.2 計(jì)量器具和測(cè)

18、量方法三、測(cè)量方法的分類第二十七頁，共71頁。間接測(cè)量舉例 例如用“弦高法”測(cè)量大尺寸圓柱體的直徑，由弦長(zhǎng)S與弦高H的測(cè)量結(jié)果，可求得直徑D的實(shí)際值，如圖所示。由圖可得 對(duì)上式微分后，得到測(cè)量結(jié)果的測(cè)量誤差為 式中 dS弦長(zhǎng)S的測(cè)量誤差dH弦高H的測(cè)量誤差。 S第二十八頁，共71頁。 2.按測(cè)量結(jié)果的讀數(shù)值不同分類 絕對(duì)測(cè)量 從測(cè)量器具上直接得到被測(cè)參數(shù)的整個(gè)量值的測(cè)量。例如用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件軸徑值。 相對(duì)測(cè)量 將被測(cè)量和與其量值只有微小差別的同一種已知量（一般為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量）相比較，得到被測(cè)量與已知量的相對(duì)偏差。 例如比較儀用量塊調(diào)零后，測(cè)量軸的直徑，比較儀的示值就是量塊與軸徑的量值之差。 一

19、般來說，由于可縮小溫度和測(cè)量力的變化造成的誤差，相對(duì)測(cè)量的精度比絕對(duì)測(cè)量的精度高。 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法三、測(cè)量方法的分類第二十九頁，共71頁。 3.按被測(cè)件表面與測(cè)量器具測(cè)頭是否有機(jī)械接觸分類 接觸測(cè)量 測(cè)量器具的測(cè)頭與零件被測(cè)表面接觸后有機(jī)械作用力的測(cè)量。如用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺測(cè)量零件等。為了保證接觸的可靠性，測(cè)量力是必要的，但它可能使測(cè)量器具及被測(cè)件發(fā)生變形而產(chǎn)生測(cè)量誤差，還可能造成對(duì)零件被測(cè)表面質(zhì)量的損壞。 非接觸測(cè)量 測(cè)量器具的感應(yīng)元件與被測(cè)零件表面不直接接觸，因而不存在機(jī)械作用的測(cè)量力。屬于非接觸測(cè)量的儀器主要是利用光、氣、電、磁等作為感應(yīng)元件與被測(cè)件表面聯(lián)系。如干涉顯微鏡

20、、磁力測(cè)厚儀、氣動(dòng)量?jī)x等。用于軟質(zhì)表面或薄壁工件。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法三、測(cè)量方法的分類第三十頁，共71頁。 4.按測(cè)量在工藝過程中所起作用分類 主動(dòng)測(cè)量 在加工過程中進(jìn)行的測(cè)量。其測(cè)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，所以又稱為積極測(cè)量。 被動(dòng)測(cè)量 加工完成后進(jìn)行的測(cè)量。其結(jié)果僅用于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品，所以被動(dòng)測(cè)量又稱消極測(cè)量。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法三、測(cè)量方法的分類第三十一頁，共71頁。 5.按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少分類 單項(xiàng)測(cè)量 單獨(dú)地、彼此沒有聯(lián)系地測(cè)量零件的單項(xiàng)參數(shù)。如分別測(cè)量齒輪的齒厚、齒形、齒

21、距等。這種方法一般用于量規(guī)的檢定、工序間的測(cè)量，或?yàn)榱斯に嚪治?、調(diào)整機(jī)床等目的。 綜合測(cè)量 檢測(cè)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(cè)量、用螺紋量規(guī)檢驗(yàn)螺紋的作用中徑等。綜合測(cè)量一般用于終結(jié)檢驗(yàn)，其測(cè)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。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法三、測(cè)量方法的分類第三十二頁，共71頁。 6.按被測(cè)工件在測(cè)量時(shí)所處狀態(tài)分類 靜態(tài)測(cè)量 測(cè)量時(shí)被測(cè)件表面與測(cè)量器具測(cè)頭處于靜止?fàn)顟B(tài)。例如用外徑千分尺測(cè)量軸徑、用齒距儀測(cè)量齒輪齒距等。 動(dòng)態(tài)測(cè)量 測(cè)量時(shí)被測(cè)零件表面與測(cè)量器具測(cè)頭處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或測(cè)量過程是模擬零件在工作或

22、加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它能反映生產(chǎn)過程中被測(cè)參數(shù)的變化過程，測(cè)量效率高。例如用激光比長(zhǎng)儀測(cè)量精密線紋尺，用電動(dòng)輪廓儀測(cè)量表面粗糙度等。3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法三、測(cè)量方法的分類第三十三頁，共71頁。 7.按測(cè)量中測(cè)量因素是否變化分類 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。 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

23、重要的科研實(shí)驗(yàn)中的高精度測(cè)量。 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法三、測(cè)量方法的分類第三十四頁，共71頁。 1.絕對(duì)誤差 即測(cè)得值減去被測(cè)量的真值所得的代數(shù)差。若真值為L(zhǎng)，測(cè)得值為x，測(cè)量誤差為 ，則 2.相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差與被測(cè)之量的真值之比，稱為相對(duì)誤差，常用百分?jǐn)?shù)表示。即相對(duì)誤差為 當(dāng)被測(cè)之量值相等(或很接近)時(shí)，的大小可反映測(cè)量準(zhǔn)確度；當(dāng)被測(cè)之量值不相等(尤其是它們相差懸殊)時(shí)，可反映測(cè)量準(zhǔn)確度。 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理一、測(cè)量誤差的基本概念第三十五頁，共71頁。 測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因： 1.測(cè)量器具的誤差； 2.基準(zhǔn)件誤差； 3.調(diào)整誤差； 4.測(cè)量方法誤差； 5.測(cè)量力誤差；測(cè)量力引起彈

24、性變形而產(chǎn)生的誤差。 6.環(huán)境誤差； 影響測(cè)量誤差的主要因素是工件和量?jī)x的溫度差。為了減小這種影響，在測(cè)量前應(yīng)使工件和量?jī)x進(jìn)行等溫，即將工件和量?jī)x放在同一溫度條件下，經(jīng)過一定時(shí)間使二者的溫度與周圍環(huán)境的溫度保持一致。 7.人為誤差 測(cè)量人員的主觀因素引起的誤差。3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理二、測(cè)量誤差的來源及防止第三十六頁，共71頁。影響測(cè)量精度的因素測(cè)量精度測(cè)量設(shè)備測(cè)量方法測(cè)量環(huán)境測(cè)量人員第三十七頁，共71頁。 根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)、出現(xiàn)的規(guī)律和特點(diǎn)，可分為三大類，即系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。 1.系統(tǒng)誤差 在相同條件下多次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差值保持恒定；或者當(dāng)條件改變時(shí)，其值按某一確定的規(guī)

25、律變化的誤差，統(tǒng)稱為系統(tǒng)誤差。 系統(tǒng)誤差按其出現(xiàn)的規(guī)律又可分為： 定值系統(tǒng)誤差：在測(cè)量時(shí)，對(duì)每次測(cè)的值的影響都相同。 變值系統(tǒng)誤差：在測(cè)量時(shí)，對(duì)每次測(cè)的值的影響按一定規(guī)律變化。3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理三、測(cè)量誤差的分類第三十八頁，共71頁。 2.隨機(jī)誤差 在相同條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的絕對(duì)值與符號(hào)均不確定，以不可預(yù)知的方式變化的測(cè)量誤差，稱為隨機(jī)誤差（偶然誤差） 。在一定測(cè)量條件下對(duì)同一值進(jìn)行大量重復(fù)測(cè)量時(shí)，總體隨機(jī)誤差的產(chǎn)生滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即具有有界性、對(duì)稱性、抵償性、單峰性。因此，可以分析和估算誤差值的變動(dòng)范圍，并通過取平均值的辦法來減小其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 3.粗大誤差 由于測(cè)

26、量不正確等原因引起的明顯歪曲測(cè)得值的測(cè)量誤差或超出規(guī)定條件下預(yù)計(jì)的誤差稱為粗大誤差。粗大誤差的出現(xiàn)具有突然性，它是由某些偶爾發(fā)生的反常因素造成的。這種顯著歪曲測(cè)得值的粗大誤差應(yīng)盡量避免，且在一系列測(cè)得值中按一定的判別準(zhǔn)則予以剔除。3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理三、測(cè)量誤差的分類第三十九頁，共71頁。測(cè)量誤差的處理定值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差粗大誤差理論上可以消除理論上不能消除但可減小應(yīng)該而且可以消除測(cè)量摩擦 力變化振動(dòng)或操作失誤溫度均勻變化零位調(diào)整誤差第四十頁，共71頁。 1.精密度 指在多次重復(fù)測(cè)量中所得到的數(shù)值重復(fù)一致的程度，是用于評(píng)定隨機(jī)誤差的精度指標(biāo)，表示隨機(jī)誤差大小的程度及隨機(jī)分散的

27、特性。 2.正確度 表示測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度，是用于評(píng)定系統(tǒng)誤差的精度指標(biāo)。 3.精確度 表示測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差綜合影響的程度，說明測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。精確度高正確度高精密度高隨機(jī)誤差小系統(tǒng)誤差大系統(tǒng)誤差小隨機(jī)誤差大系統(tǒng)誤差小隨機(jī)誤差小3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理四、測(cè)量精度第四十一頁，共71頁。(一)隨機(jī)誤差的分布及其特征 正態(tài)分布曲線 根據(jù)隨機(jī)誤差的特性及全部隨機(jī)誤差的概率之和為1的事實(shí)，可導(dǎo)出反應(yīng)隨機(jī)誤差特性的方程：式中：e自然對(duì)數(shù)底 隨機(jī)誤差 y概率密度 標(biāo)準(zhǔn)偏差(均方差)圖 正態(tài)分布曲線3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理五、隨機(jī)誤差的分布及其評(píng)定第四十二頁，共71頁。(

28、一)隨機(jī)誤差的分布及其特征1、特性 單峰性：隨機(jī)誤差的絕對(duì)值越小出現(xiàn)的概率越大，反之則反 對(duì)稱性：隨機(jī)誤差的絕對(duì)值相等的正負(fù)值出現(xiàn)的概率相等 有界性：在一定測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的分布范圍實(shí)際有限并且一定；即絕對(duì)值很大的隨機(jī)誤差趨于零 抵償性：對(duì)同一量多次測(cè)量，和測(cè)量的誤差算術(shù)平均值隨著測(cè)量次數(shù)的增多至無窮大時(shí)趨于零。3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理五、隨機(jī)誤差的分布及其評(píng)定第四十三頁，共71頁。1、算術(shù)平均值 真值是未知的，隨機(jī)誤差也未知，只要N夠大時(shí)，可用一系列測(cè)量值的算術(shù)平均值來代替真值（最為近似的真值)。算術(shù)平均值為： 殘余誤差：測(cè)量值與算術(shù)平均值之差。3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理五、隨機(jī)誤差的

29、分布及其評(píng)定(二)隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo)第四十四頁，共71頁。2、標(biāo)準(zhǔn)偏差 根據(jù)誤差理論，隨機(jī)誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差為各隨機(jī)誤差平方和之平均值的平方根，即： 式中： 隨機(jī)誤差,即消除系統(tǒng)誤差后的測(cè)量值 與真值之差x0：N重復(fù)測(cè)量的次數(shù)3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理五、隨機(jī)誤差的分布及其評(píng)定(二)隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo)第四十五頁，共71頁。(二)隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo)第四十六頁，共71頁。第四十七頁，共71頁。系統(tǒng)誤差的確定 1）定值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn) 用實(shí)驗(yàn)對(duì)比的方法發(fā)現(xiàn)，改變測(cè)量條件測(cè)量2）變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)殘余誤差法不存在變值系統(tǒng)誤差 系列殘余誤差大體正負(fù)相同，無顯著變化規(guī)律存在線性系統(tǒng)誤差 系列殘余誤差有規(guī)律地遞增

30、或遞減存在周期性系統(tǒng)誤差 系列殘余誤差有規(guī)律地逐漸由負(fù)變正或由正變負(fù)存在復(fù)雜系統(tǒng)誤差 系統(tǒng)殘差按某種特性規(guī)律變化該方法不能發(fā)現(xiàn)定值系統(tǒng)誤差3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理六、測(cè)量列中各類測(cè)量誤差的處理(一)系統(tǒng)誤差處理第四十八頁，共71頁。2 系統(tǒng)誤差的消除 1）從產(chǎn)生誤差根源上消除 根本方法，測(cè)量環(huán)節(jié)仔細(xì)分析，調(diào)整零位、工作臺(tái)等。2）用加修正值的方法消除 預(yù)先檢定誤差值，反號(hào)修正到實(shí)際測(cè)量值上。3）用兩次讀數(shù)方法消除 若兩次測(cè)量產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差大小相等、符號(hào)相反，則取兩次測(cè)量的平均值為測(cè)量結(jié)果。4）用對(duì)稱法消除 存在線性誤差時(shí)，采用比較測(cè)量，按步驟測(cè)工件，測(cè)標(biāo)準(zhǔn)件，測(cè)標(biāo)準(zhǔn)件，測(cè)工件，取 讀數(shù)平均值與

31、 讀數(shù)平均值之差作為施測(cè)偏差。5）用半波法消除 周期性系統(tǒng)誤差時(shí)，取相隔半個(gè)周期的兩測(cè)量值的平均值作為測(cè)量結(jié)果。第四十九頁，共71頁。(二)隨機(jī)誤差的處理第五十頁，共71頁。判斷粗大誤差 拉依達(dá)準(zhǔn)則（3準(zhǔn)則，服從正態(tài)分布的誤差且重復(fù)測(cè)量次數(shù)較多）(三) 粗大誤差的處理第五十一頁，共71頁。數(shù)據(jù)處理步驟判斷變值系統(tǒng)誤差；計(jì)算測(cè)量列的算術(shù)平均值；計(jì)算測(cè)量列殘余誤差；計(jì)算任一測(cè)得值的標(biāo)準(zhǔn)偏差；判斷有無粗大誤差，若有，剔除，重新計(jì)算；計(jì)算測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差和極限誤差；確定測(cè)量結(jié)果。3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理七、測(cè)量列中各類測(cè)量誤差的處理第五十二頁，共71頁。序號(hào) 測(cè)得值剩余誤差剩余誤差的平方1

32、234567891029.99929.99429.99829.99629.99729.99829.99729.99529.99929.9970.002-0.0030.001-0.00100.0010-0.0020.00204911010440例：對(duì)某一軸徑等精度測(cè)量10次，測(cè)得值如表，假設(shè)已消除了定值系統(tǒng)誤差，試求其測(cè)量結(jié)果。第五十三頁，共71頁。求求測(cè)量列的殘余誤差 ，如表。判斷變值系統(tǒng)誤差。根據(jù)“系統(tǒng)誤差觀察法”判斷，由于該測(cè)量列中的剩余誤差大體上正負(fù)相間，無明顯變化規(guī)律，故認(rèn)為無變值系統(tǒng)誤差。求 得判斷粗大誤差。用 準(zhǔn)則，由測(cè)量列剩余誤差均故不存在粗大誤差。第五十四頁，共71頁。求則7 測(cè)量結(jié)果。第五十五頁，共71頁。常用測(cè)量量具第五十六頁，共71頁。第五十七頁，共71頁。普通游標(biāo)卡尺數(shù)顯游標(biāo)卡尺高度游標(biāo)卡尺深度游標(biāo)卡尺角度游標(biāo)卡尺第五十八頁，共71頁。第五十九頁，共71頁。第六十頁，共71頁。螺旋副類量?jī)x普通外徑千分尺帶表外徑千分尺高度千分尺厚度外徑千分尺內(nèi)徑千分尺第六十一頁，共71頁。機(jī)械類量?jī)x 機(jī)械類量?jī)x是利用機(jī)械結(jié)構(gòu)將直線位移經(jīng)傳動(dòng)、放大后、通過讀數(shù)裝置表示出來的一種測(cè)量器具。主要有杠桿變換、齒輪變換和彈簧變換。第六十二頁，共71頁。光學(xué)類量?jī)x 19世紀(jì)末出現(xiàn)立式測(cè)長(zhǎng)儀，20世紀(jì)20年代前后已應(yīng)用自準(zhǔn)直、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡