計量基礎(chǔ)知識

基礎(chǔ)理論：一、 計量法二、 國際單位：米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、開爾文（K）、摩爾（mol）、坎德拉（cd）。米（m）是光在真空中，在1/299792458S的時間間隔內(nèi)所經(jīng)路程的長度。千克（kg）是質(zhì)量單位，等于國際千克原器的質(zhì)量。秒（S）是銫-133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級間躍遷對應(yīng)輻射9192631770個周期的持續(xù)時間。安培（A）是電流單位。在真空中，兩根相距1m的無限長、截面積可以忽略的平行圓直導(dǎo)線內(nèi)通過等量恒定電流，若導(dǎo)線間相互作用力在每米長度上為2x10（-7）N，則每根導(dǎo)線中的電流為1A。開爾文（K）是熱力學(xué)溫度單位，等于水的三相點熱力學(xué)溫度的1/273.16。摩爾（mol）是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等。使用摩爾時，基本原子可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子，或是這些粒子的特定組合?？驳吕╟d）是一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該光源發(fā)出的頻率為540x10（12）Hz的單色輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/683W/sr。三、 法定計量單位：國際單位制基本單位國際單位制的輔助單位國際單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出單位國家選定的非國際單位制單位有以上單位構(gòu)成的組合形式的單位由詞頭和以上單位所構(gòu)成的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位輔助單位在國際單位制中，平面角的單位一一弧度和立體角的單位——球面度未歸入基本單位或?qū)С鰡挝?，而稱之為輔助單位。輔助單位既可以作為基本單位使用，又可作為導(dǎo)出單位使用。它們的定義如下：弧度（rad）是一個圓內(nèi)兩條半徑在圓周上所截取的弧長與半徑相等時，它們所夾的平面角大小。球面度（sr）是一個立體角，其頂點位于球心，而它在球面上所截取的面積等于以球半徑為邊長的正方形體積。導(dǎo)出單位在選定了基本單位和輔助單位之后，按物理量之間的關(guān)系，由基本單位和輔助單位以相乘或相除的形式所構(gòu)成的單位稱為導(dǎo)出單位。誤差理論：一、有效數(shù)字：對于一個近似數(shù)，從左邊第一個不是0的數(shù)字起，到精確到的位數(shù)止，所有的數(shù)字都叫做這個數(shù)的有效數(shù)字。是指在分析工作中實際能夠測量到的數(shù)字。所謂能夠測量到的是包括最后一位估計的，不確定的數(shù)字。我們把通過直讀獲得的準(zhǔn)確數(shù)字叫做可靠數(shù)字；把通過估讀得到的那部分?jǐn)?shù)字叫做存疑數(shù)字。把測量結(jié)果中能夠反映被測量大小的帶有一位存疑數(shù)字的全部數(shù)字叫有效數(shù)字。舍入規(guī)則：當(dāng)保留n位有效數(shù)字，若第n+1位數(shù)字V4就舍掉。當(dāng)保留n位有效數(shù)字，若第n+1位數(shù)字26時，則第n位數(shù)字進(jìn)1。當(dāng)保留n位有效數(shù)字，若第n+1位數(shù)字=5且后面數(shù)字為0時，則第n位數(shù)字若為偶數(shù)時就舍掉后面的數(shù)字，若第n位數(shù)字為奇數(shù)時加1；若第n+1位數(shù)字=5且后面還有不為0的任何數(shù)字時，無論第n位數(shù)字是奇或是偶都加1。當(dāng)計算的數(shù)值為lg或者pH、pOH等對數(shù)時，由于小數(shù)點以前的部分只表示數(shù)量級，故有效數(shù)字位數(shù)僅由小數(shù)點后的數(shù)字決定。例如lgx=9.04為2位有效數(shù)字，pH=7.355為三位有效數(shù)字。對數(shù)的有效數(shù)字為小數(shù)點后的全部數(shù)字，如lgx=1.23有效數(shù)字為2.3，lga=2.045有效數(shù)字為0、4.5,pH=2.35有效數(shù)字為3.5。當(dāng)特別地,當(dāng)?shù)谝晃挥行?shù)字為8或9時，因為與多一個數(shù)量級的數(shù)相差不大，可將這些數(shù)字的有效數(shù)字位數(shù)視為比有效數(shù)字?jǐn)?shù)多一個。例如8.314是五位有效數(shù)字，96845是六位有效數(shù)字。整體遵循四舍六入五成雙的方法計算規(guī)則：1.加減法以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，其他數(shù)據(jù)修約至與其相同，再進(jìn)行加減計算，最終計算結(jié)果保留最少的位數(shù)。例：計算50.1+1.45+0.5812=?修約為：50.1+1.4+0.6=52.12.乘除法以有效數(shù)字最少的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，其他有效數(shù)修約全相同，再進(jìn)行乘除運算，計算結(jié)果仍保留最少的有效數(shù)字。例：計算0.0121x25.64x1.05728=?修約為：0.0121x25.6x1.06=0.328計算后結(jié)果為：0.3283456,結(jié)果仍保留為三位有效數(shù)字。例：計算2.5046x2.005x1.52=?當(dāng)把1.13532x1010保留3個有效數(shù)字時，結(jié)果為1.14x1010運算中若有n、e等常數(shù)，以及-2.1/2等系數(shù)，其有效數(shù)字可視為無限，不影響結(jié)果有效數(shù)字的確定。3,乘方乘方的有效數(shù)字和底數(shù)相同。例：（341）2=1.16x102修約：通過省略原數(shù)值的最后若干位數(shù)字，調(diào)整保留的末位數(shù)字，使最后所得到的值最接近原數(shù)值的過程稱為數(shù)值修約。二、誤差分類：系統(tǒng)誤差：在重復(fù)性條件下，對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。隨機(jī)誤差：測量結(jié)果與在重復(fù)條件下，對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值之差。絕對誤差：測量值-真值相對誤差：（測量值-真值）/真值粗大誤差：又叫做粗誤差或寄生誤差。在一定的測量條件下，測得值明顯地偏離實際值所形成的誤差。引用誤差：靈敏度是指儀器對輸入量的反應(yīng)時間，分辨率是指能感應(yīng)的最小單位的能力。分辨率：表示測量儀器對于被測量的最小變化反應(yīng)的能力特性的大小分辨率越高，精度越高，精度最高為分辨率的3倍.儀表的靈敏度是指對被測參數(shù)變化儀表反應(yīng)的靈敏程度，也可以說是對被測參數(shù)變化輸出的放大程度。靈敏度可以這表示：靈敏度（應(yīng)該是Q=響應(yīng)變化量/被測量變化量?？梢钥闯觯`敏度其實就是儀表對被測量參數(shù)的一種反映的程度。我們平時講靈敏度高，簡單講就是一點點變化，儀表都能正確反應(yīng)出來。比如：地磅稱和天平。地磅稱你放個1公斤，反映都沒有，但是天平，你放1克，反應(yīng)就大力。我們就說，天平對稱重來說，靈敏度高。分辨率，為儀器對測量值差異的分辨能力。這個就相當(dāng)于誤差的概念來。可以這樣表達(dá)，就是分辨率=儀表輸出的被測量變化量/被測量變化量。也就說，是儀表能檢測到的，可確信的被測量變化的最小值的真實程度。一般來說，靈敏度越高，分辨率越好。比如上面那個稱重的例子。假設(shè)稱黃豆，天平的靈敏度高，黃豆可以一個一個稱（可以分辨），但是你放磅秤上，就不能一個個稱（無法分辨）。不確定度：U（擴(kuò)展不確定度）=ks（標(biāo)準(zhǔn)不確定度/合成不確定度）阿貝原則：被測量軸線只有與標(biāo)準(zhǔn)量的測量軸線重合或在其延長線上時，測量才會的到精確地結(jié)果。千分尺符合；游標(biāo)卡尺不符合。量塊（使用它的中心尺寸）按制造精度分為5級：K級；0級；1級；2級；3級。按堅定精度分為5等：1等；2等；3等；4等；5等。按級使用使用時直接用標(biāo)稱值按等使用要把修正值考慮進(jìn)去為什么外國要用級，而國家卻規(guī)定用等？因為物體由于環(huán)境因素使得量塊的膨脹系數(shù)發(fā)生改變，人為因素使得量塊的表面受到磨損，這些都會導(dǎo)致系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)，為了使得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，我們得到的測量值要把修正值考慮進(jìn)去得出最后結(jié)果。膨脹系數(shù)是表征物體熱膨脹性質(zhì)的物理量，即表征物體受熱時其長度、面積、體積增大程度的物理量。長度的增加稱“線膨脹”，面積的增加稱“面膨脹”，體積的增加稱“體膨脹”，總稱之為熱膨脹。單位長度、單位面積、單位體積的物體，當(dāng)溫度上升1°C時，其長度、面積、體積的變化，分別稱為線膨脹系數(shù)、面膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù)，總稱之為膨脹系數(shù)。線膨脹系數(shù)亦稱線脹系數(shù)。固體物質(zhì)的溫度每改變1攝氏度時，其長度的變化和它在OC時長度之比，叫做“線膨脹系數(shù)”。單位為1/開。符號為al。其定義式是；a1=（lt-l0）/l0t即有；lt=l0（1+alt）。；由于物質(zhì)的不同，線膨脹系數(shù)亦不相同，其數(shù)值也與實際溫度和確定長度1時所選定的參考溫度有關(guān)，但由于固體的線膨脹系數(shù)變化不大，通?？梢院雎?，而將a當(dāng)作與溫度無關(guān)的常數(shù)。修正值：為補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，以代數(shù)法加與未修正測量結(jié)果的一個值。修正值是指“用代數(shù)方法與未修正測量結(jié)果相加，以補(bǔ)償其系統(tǒng)誤差的值”。當(dāng)計量器具的示值誤差為已知時，則可通過減去（當(dāng)示值誤差為正值時）或加上（當(dāng)示值誤差為負(fù)值時）該誤差值，使測量值等于被測量的實際值。減去或加上的這個值即為修正值，它與示值誤差在數(shù)值上相等，但符號相反。有量值就有誤差，有誤差就需要修正。量塊檢定：用汽油進(jìn)行清洗，并放在20C的等溫恒壓下進(jìn)行檢定檢定量快主要檢定四個方面：①測量面平面度②測量面的研合性③長度變動量（兩測量面之間的平面平行性）④中心長度尺寸標(biāo)準(zhǔn)光隙法（檢定平面度方法之一）標(biāo)準(zhǔn)光隙法通過光的衍射原理，通過光的顏色（當(dāng)出現(xiàn)兩種以上的顏色時，選擇波長最大的光），判斷光隙。用光隙法時，首先保證在暗室，防止其它光的干擾，其次要保證一個具有燈箱環(huán)境下的光束，用刀口形直尺（樣板尺）直接接觸被檢物體，選擇具有代表性的四個點，（因為面是由無數(shù)條直線組成，我們選擇對角交叉或和平行測量面的四條直線，可以代表一個面）產(chǎn)生一個縫隙，光束透過縫隙產(chǎn)生衍射，得到的光隙量按照圖表進(jìn)行判斷其被檢物體的表面粗糙度。紅5橙4黃3綠2紫1（微米）技術(shù)光波干涉法

用平面平晶采用光的干涉法原理檢定平面度，首先將被測物體與平面平晶緊貼形成一個很小的契角，將白光或單色光透過平晶經(jīng)過契角發(fā)生干涉，產(chǎn)生相鄰的十涉條紋，該干涉條紋的彎曲度：—（m為單條干涉條紋中心到干涉條紋上下端M邊的距離，M為相鄰兩條干涉條紋之間的距離）。F（平面度）=mX一M2形位公差共包含14個項目，其中形狀公差6項，位置公差8項。形狀公差：直線度，平面度，圓度，圓柱度，線輪廓度，面輪廓度。位置公差：平行度，垂直度，傾斜度，同軸度，對稱度，位置度，圓跳動，全跳動。零件的形位公差共14項，其中形狀公差6個，位置公差8個，列于下表。直線度平面直線度平面度圓度圓柱度線輪廓度面輪廓度平行度垂直度傾斜直線度公差是實際線對理想直線所允許的最大變動量。也就是在圖樣上所給定的，用以限制實際線加工誤差所允許的變動范圍。平面度是表示零件的平面要素實際形狀，保持理想平面的狀況。也就是通常所說的平整程度。平面度公差是實際表面對平面所允許的最大變動量。也就是在圖樣上給定的，用以限制實際表面加工誤差所允許的變動范圍。圓度是表示零件上圓的要素實際形狀，與其中心保持等距的情況。即通常所說的圓整程度。圓度公差是在同一截面上，實際圓對理想圓所允許的最大變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際圓的加工誤差所允許的變動范圍。圓柱度是表示零件上圓柱面外形輪廓上的各點，對其軸線保持等距狀況。圓柱度公差是實際圓柱面對理想圓柱面所允許的最大變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際圓柱面加工誤差所允許的變動范圍。線輪廓度是表示在零件的給定平面上，任意形狀的曲線，保持其理想形狀的狀況。線輪廓度公差是指非圓曲線的實際輪廓線的允許變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際曲線加工誤差所允許的變動范圍。面輪廓度是表示零件上的任意形狀的曲面，保持其理想形狀的狀況。面輪廓度公差是指非圓曲面的實際輪廓線，對理想輪廓面的允許變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際曲面加工誤差的變動范圍。平行度是表示零件上被測實際要素相對于基準(zhǔn)保持等距離的狀況。也就是通常所說的保持平行的程度。平行度公差是:被測要素的實際方向，與基準(zhǔn)相平行的理想方向之間所允許的最大變動量。也就是圖樣上所給出的，用以限制被測實際要素偏離平行方向所允許的變動范圍。垂直度是表示零件上被測要素相對于基準(zhǔn)要素，保持正確的90。夾角狀況。也就是通常所說的兩要素之間保持正交的程度。垂直度公差是：被測要素的實際方向，對于基準(zhǔn)相垂直的理想方向之間，所允許的最大變動量。也就是圖樣上給出的，用以限制被測實際要素偏離垂直方向，所允許的最大變動范圍。傾斜度是表示零件上兩要素相對方向保持任意給定角度的正確狀況。

圍。度傾斜度公差是：被測要素的實際方向，對于基準(zhǔn)成任意給定角度的理想方向之間所允許的最大變動量。對稱度對稱度是表示零件上兩對稱中心要素保持在同一中心平面內(nèi)的狀態(tài)。對稱度公差是：實際要素的對稱中心面（或中心線、軸線）對理想對稱平面所允許的變動量。該理想對稱平面是指與基準(zhǔn)對稱平面（或中心線、軸線）共同的理想平面。同軸度同軸度是表示零件上被測軸線相對于基準(zhǔn)軸線，保持在同一直線上的狀況。也就是通常所說的共軸程度。同軸度公差是：被測實際軸線相對于基準(zhǔn)軸線所允許的變動量。也就是圖樣上給出的，用以限制被測實際軸線偏離由基準(zhǔn)軸線所