互換性與測量技術基礎（第3版） 課件第3章-測量技術基礎

第3章測量技術基礎第1節(jié)概述第2節(jié)測量器具與測量方法分類及常用術語第3節(jié)測量誤差與數(shù)據(jù)處理

第4節(jié)測量誤差產(chǎn)生的原因及測量的基本原則

第1節(jié)概述計量單位測量值被測量值就是將被測的量與具有確定計量單位的標準量進行比較，從而確定被測量的量值的操作過程。1.技術測量概念(1)檢驗(2)測量以確定量值為目的的一組操作

指判斷被測量是否在規(guī)定范圍內的過程，它不要求得到被測量的具體數(shù)值。Measurement(3)測試是具有試驗性質的測量。

它具有探索性、研究性和試驗性的特點，是測量和計量的前期工作。當測量方法、測量條件及測量設備都成熟時就可轉化為測量或計量。

(4)計量與計量學

計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的活動。

計量學是關于測量的科學。

計量學研究測量、保證量值統(tǒng)一和準確；

是基礎科學，也是應用科學、先導科學。Metrology計量的分類：科學計量、工程計量、法制計量計量的特點：準確性、一致性、溯源性、法制性Traceability

通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結果或測量標準的值能夠與規(guī)定的參考標準，通常是與國家測量標準或國際測量標準聯(lián)系起來的特性。計量是為實現(xiàn)量值傳遞或溯源而對測量儀器、標準器具的測量；在實際工作中表現(xiàn)為檢定、校準、比對及（對測量儀器）測試等。唯有計量部門從事的測量才能稱為“計量”，因其從事的測量是“實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的活動”，并為各專業(yè)的測量活動提供了實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的保證。Metrology(5)計量檢定

指查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標記和出具檢定證書。

計量檢定具有法制性，其對象是法制管理范圍內的計量器具。計量檢定是進行量值傳遞（或量值溯源）保證量值統(tǒng)一和準確可靠的重要措施。2.測量過程測量對象:計量單位：在幾何量測量中，被測對象是指長度、角度、表面粗糙度、形狀與位置誤差等。測量方法：用以度量同類量值的標準量。我國規(guī)定的法定計量單位中，長度單位為米（m)，角度單位為弧度（rad)以及

度(°)、分(′)、秒(〞)指測量原理、測量器具和測量條件的總和。測量精度：指測量結果與真值一致的程度。3.尺寸傳遞(1)長度量值傳遞系統(tǒng)量值傳遞是“將國家計量基準所復現(xiàn)的計量值，通過檢定（或其它方法）傳遞給下一等級的計量標準（器具），并依次逐級傳遞到工作計量器具上，以保證被測對象的量值準確一致的方式”。兩個平行的系統(tǒng)：端面量具（量塊）刻線量具（線紋尺）（應用較廣）（2）量塊（GaugeBlock）量塊又稱塊規(guī)?？勺鏖L度基準，是檢定和校準測量工具或量儀，還可用于精密測量。1）量塊長度（LengthofaGaugeBlock）l2）量塊中心長度（CentralLengthofaGaugeBlock）lC3）量塊標稱長度（NominalLengthofaGaugeBlock)ln4）量塊長度變動量（VariationinLengthofaGaugeBlock）V5）研合性(Wringing)GB/T6093－2001:

量塊按準確度級別分為

0級、1級、2級和3級

0級準確度最高，3級最低標稱長度ln／mmK級0級1級2級3級±tetv±tetv±tetv±tetv±tetv最大允許值/μmln≤1010＜ln≤2525＜ln≤5050＜ln≤7575＜ln

≤1000.200.300.400.500.600.050.050.060.060.070.120.140.200.250.300.100.100.100.120.120.200.300.400.500.600.160.160.180.180.200.450.600.801.001.200.300.300.300.350.351.001.201.602.002.500.500.500.550.550.60標稱長度的極限偏差te;長度變動量最大允許值tv

JJG146－2003:

以量塊長度的測量不確定度，將其分為1等～5等標稱長度ln

／mm1等2等3等4等5等測量不確定度長度變動量測量不確定度長度變動量測量不確定度長度變動量測量不確定度長度變動量測量不確定度長度變動量最大允許值／μmln≤1010＜ln≤2525＜ln≤5050＜ln≤7575＜ln≤1000.0220.0250.0300.0350.0400.050.050.060.060.070.060.070.080.090.100.100.100.100.120.120.110.120.150.180.200.160.160.180.180.200.220.250.300.350.400.300.300.300.350.350.60.60.80.91.00.500.500.550.550.60tvK級0級1級2級3級

為了減少量塊的組合誤差，應盡量減少量塊的組合塊數(shù)，一般不超過4塊。36.742－1.002…………①

35.74－1.24

…………②

34.5－4.5

…………③

30.0

…………④要求：從91塊一套的量塊中選取尺寸為36.742mm的量塊組

從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，每選一塊至少應減去所需尺寸的一位尾數(shù)。第2節(jié)測量器具與測量方法的分類及常用術語

1.測量器具的分類

（1）標準測量器具指測量時體現(xiàn)標準量的測量器具。如：量塊、直角尺、各種曲線樣板和標準量規(guī)等。

（2）通用測量器具通用性強，可測量某一范圍內的任一尺寸(或其它幾何量)，并能獲得具體讀數(shù)值的測量器具。

如：固定刻線量具；游標量具；螺旋副式量儀；機械式量儀；光學式量儀；氣動式量儀；電動式量儀；光電式量儀（3）專用測量器具

指專門用來測量某種特定參數(shù)的測量器具。

如：圓度儀、漸開線檢查儀、絲杠檢查儀、極限量規(guī)等。

（4）檢驗夾具

指與量具、量儀和定位元件等組合的一種專用的檢驗工具。配合各種比較儀，能檢驗更多更復雜的參數(shù)。

2.測量方法的分類（1）直接測量與間接測量直接測量：所測值就是被測量游標卡尺被測件間接測量：測量有關量，并通過一定的函數(shù)關系，

求得被測量的數(shù)值。LHR

（2）絕對測量與相對測量

絕對測量：從計量器具標尺上直接讀出被測量的整個數(shù)值。

相對測量：計量器具標尺上指示的值是被測量相對于標準量

的偏差值。

標準值

被測件調零偏差值（3）綜合測量與單項測量綜合測量：同時測量零件上的幾個有關參數(shù)，從而綜合評定

零件是否合格。單項測量：分別測量零件的各個參數(shù)。“三針法”測量外螺紋單一中經(jīng)外螺紋的檢驗內螺紋的檢驗（4）接觸測量與非接觸測量接觸測量：儀器的測量頭與測量零件表面接觸，并有機械作用

力存在。被測表面杠桿測頭軸線測量線非接觸測量：儀器的測量頭與被測量零件表面不接觸，沒有機

械作用力存在。（5）離線測量與在線測量離線測量：零件加工后進行的測量；在線測量：零件在加工過程中進行的測量。反饋在位測量

（6）靜態(tài)測量與動態(tài)測量靜態(tài)測量：測量時，被測表面與測量頭相對靜止動態(tài)測量：測量時，被測表面與測量頭有相對運動；能反映被測參數(shù)的變化過程。3.測量器具與測量方法的常用術語（1）刻度間距(a)：計量器具刻度標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刻度間距+_（2）分度值(i)：計量器具標尺上每刻線間距所代表的量值。一般長度計量器具的分度值有0.1、0.01、0.001、0.0005刻度間距刻度值μm_+（3）測量范圍：在允許的誤差極限內，計量器具所能測量的工

件大小。

儀器測量范圍（0～180）mm測量范圍>工件尺寸（4）示值范圍：測量器具標尺上能顯示的最低值到最高值的范圍。

μm_+

示值范圍示值范圍>工件公差（5）示值誤差(δi)

：計量器具示值減去被測量的真值所得的差值。

即δi

=

Li

-Lg（6）修正量(△)：為消除系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到測量結果上的

值?！?-δi

，修正后得Lg

=Li

+△（7）示值變動性：在相同的測量條件下，對同一被測量進行多

次測量時，所測值的最大差異。（8）不確定度：由于測量誤差的存在而對被測量值不能肯定的

程度。

測量不確定度是與測量結果相關聯(lián)的、表征合理地賦予被測量值分散性的參數(shù)。主要包含以下三個含義：

（l）該參數(shù)是一個分散性參數(shù)，是可以定量表示測量結果的指標，它可以是標準差的倍數(shù)，也可以是某置信水平下的區(qū)間半寬。A類評定的分量是依據(jù)一系列測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布獲得的實驗標準差。B類評定的分量是基于經(jīng)驗或其他信息假定的概率分布給出的標準差。

（3）該參數(shù)用于完整表征測量結果，應包括對被測量的最佳估計和分散性參數(shù)兩部分。分散性部分應包含所有的不確定度分量。（2）該參數(shù)一般由若干分量組成，稱為不確定度分量。

不確定度與誤差是兩個不同的概念，兩者既有區(qū)別又有聯(lián)系。區(qū)別主要是：（1）誤差用于修正測量結果，不確定度用于表征被測量之值的

分散性；（2）誤差為帶有正號或負號的量值，不確定度為無符號的參數(shù)；（3）不確定度的大小決定了測量結果的使用價值，而誤差主要

是用于對誤差源的分析方面。第3節(jié)測量誤差與數(shù)據(jù)處理

1.測量誤差的基本概念

測量結果與被測量真值之差稱為測量誤差。

絕對誤差：l---測得結果；L---真值δ---測量結果相對其真值的偏離程度

相對誤差：產(chǎn)生測量誤差的原因：測量器具、基準件誤差、測量方法、調整誤差、環(huán)境誤差、測量力誤差及人為誤差等。

系統(tǒng)誤差

(SystematicError)在重復性條件下對同一被測量進行無限多次測量，所得結果的平均值與被測量的真值之差。

定值系統(tǒng)誤差、變值系統(tǒng)誤差；

隨