PPT6 測(cè)量的種類(lèi).ppt

1、第六講測(cè)量的種類(lèi),一、測(cè)量方法,1.測(cè)量方法是根據(jù)測(cè)量對(duì)象的特點(diǎn)來(lái)選擇和確定的。 特點(diǎn)：主要是指測(cè)量對(duì)象的尺寸大小、精度要求、形狀特點(diǎn)、材料性質(zhì)以及數(shù)量等,一、測(cè)量方法,2. 測(cè)量方法的分類(lèi) 2.1 按獲得被測(cè)結(jié)果的方法分類(lèi) 直接測(cè)量：測(cè)量時(shí)，直接從測(cè)量器具上讀出被測(cè)幾 何量的大小值 間接測(cè)量 ：被測(cè)幾何量無(wú)法直接測(cè)量時(shí)，首先測(cè)出與被測(cè)幾何量有關(guān)的其他幾何量，然后，通過(guò)一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算來(lái)求得被測(cè)幾何量的尺寸值,一、測(cè)量方法,例如：在測(cè)量一個(gè)截面為圓的劣弧的幾何量所在圓的直徑D。由于無(wú)法直接測(cè)量，可以間接測(cè)量圓的直徑,1.測(cè)出該劣弧的弦長(zhǎng)b以及相應(yīng)的弦高h(yuǎn) 2. 通過(guò)公式D=h+b2/4

2、h計(jì)算出其直徑D,一、測(cè)量方法,2. 測(cè)量方法的分類(lèi) 2.2 據(jù)被測(cè)結(jié)果讀數(shù)值的不同分類(lèi)（讀數(shù)值是否直接表示被測(cè)尺寸） 絕對(duì)測(cè)量（全值測(cè)量）： 測(cè)量器具的讀數(shù)值直接表示被測(cè)尺寸。 相對(duì)測(cè)量（微差或比較測(cè)量） 測(cè)量器具的讀數(shù)值表示被測(cè)尺寸相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的微差值或偏差。 (特點(diǎn)：對(duì)零、精度高）,一、測(cè)量方法,2. 測(cè)量方法的分類(lèi) 2.3 根據(jù)零件的被測(cè)表面是否與測(cè)量器具的測(cè)量頭有機(jī)械接觸分類(lèi) 接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)量頭與零件被測(cè)表面以機(jī)械測(cè)量力接觸。 不接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)量頭與被測(cè)表面不接觸，不存在機(jī)械測(cè)量力。,一、測(cè)量方法,2. 測(cè)量方法的分類(lèi) 2.4 根據(jù)同時(shí)測(cè)量參數(shù)的多少分類(lèi) 單項(xiàng)測(cè)量：?jiǎn)?/p>

3、獨(dú)測(cè)量零件的每一個(gè)參數(shù)。 綜合測(cè)量：測(cè)量零件兩個(gè)或兩個(gè)以上相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合指標(biāo)。,一、測(cè)量方法,2. 測(cè)量方法的分類(lèi) 2.5 根據(jù)測(cè)量對(duì)機(jī)械制造工藝過(guò)程所起的作用不同 被動(dòng)測(cè)量：在零件加工后進(jìn)行的測(cè)量 。 主動(dòng)測(cè)量：在零件加工過(guò)程中進(jìn)行的測(cè)量 。,一、測(cè)量方法,2. 測(cè)量方法的分類(lèi) 2.6 根據(jù)被測(cè)量或敏感元件（測(cè)量頭）在測(cè)量中相對(duì)狀態(tài)的不同分類(lèi) 靜態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量頭處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài) 。 動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量頭處于工作（或模擬）過(guò)程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 。,二、測(cè)量器具,1. 分類(lèi)：按其測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用途分為五類(lèi) 基準(zhǔn)量具和量?jī)x 通用量具和量?jī)x ：固定刻線(xiàn)量

4、具、游標(biāo)量具、螺旋測(cè)微量具、機(jī)械式量?jī)x、光學(xué)量?jī)x、氣動(dòng)量?jī)x、電動(dòng)量?jī)x 極限規(guī) 檢驗(yàn)量具 主動(dòng)測(cè)量裝置,二、測(cè)量器具,常用通用量具和量?jī)x 游標(biāo)卡尺,二、測(cè)量器具,常用通用量具和量?jī)x 螺旋測(cè)微器,二、測(cè)量器具,2. 度量指標(biāo)： 測(cè)量中應(yīng)考慮的測(cè)量工具的主要性能 它是選擇和使用測(cè)量工具的依據(jù)。,二、測(cè)量器具,機(jī)械比較儀,二、測(cè)量器具,刻度間距（隔）C：簡(jiǎn)稱(chēng)刻度，標(biāo)尺上相鄰兩刻線(xiàn)中心線(xiàn)之間的實(shí)際距離（或圓周弧長(zhǎng)）。（12.5mm） 分度值（刻度值、精度值）i ：簡(jiǎn)稱(chēng)精度，它是指測(cè)量器具標(biāo)尺上一個(gè)刻度間距所代表的測(cè)量數(shù)值。 示值范圍：測(cè)量器具標(biāo)尺上全部刻度間隔所代表的測(cè)量數(shù)值。,2. 度量指標(biāo)：,二、測(cè)

5、量器具,量程：計(jì)量器具示值范圍的上限值與下限值之差。 靈敏度：能引起量?jī)x指示數(shù)值變化的被測(cè)尺寸的最小變動(dòng)量。 示值誤差：量具或量?jī)x上的讀數(shù)與被測(cè)尺寸實(shí)際數(shù)值之差。,2. 度量指標(biāo)：,二、測(cè)量器具,測(cè)量范圍：測(cè)量器具所能測(cè)量出的最大和最小的尺寸范圍。一般地，將測(cè)量器具安裝在表座上，包括：1）標(biāo)尺的示值范圍 2）表座上安裝儀表的懸臂能夠上下移動(dòng)的最大和最小的尺寸范圍。,2. 度量指標(biāo)：,二、測(cè)量器具,測(cè)量力： 在測(cè)量過(guò)程中量具或量?jī)x的測(cè)量頭與被測(cè)表面之間的接觸力。 放大比（傳動(dòng)比）K ：指量?jī)x指針的直線(xiàn)位移（或角位移）與引起這個(gè)位移的原因（即被測(cè)量尺寸變化）之比。這個(gè)比等于刻度間距與分度值之比，即

6、K=C/ i。,2. 度量指標(biāo)：,三、測(cè)量誤差及其處理,1.測(cè)量誤差 被測(cè)量的實(shí)際測(cè)得值與被測(cè)量的真值之間的差異 =XQ,用來(lái)判定相同被測(cè)幾何量的測(cè)量精確度,用來(lái)判定不同大小的同類(lèi)幾何量的測(cè)量精確度,三、測(cè)量誤差及其處理,例如：有兩個(gè)被測(cè)量的實(shí)際測(cè)得值X1=100mm，X2=10mm，1=2=0.01mm， 則其相對(duì)誤差為： 1=1/ X1100%=0.01/100100%=0.01% 2=2/ X2100%=0.01/10100%=0.1% 由上例可以看出，兩個(gè)不同大小的被測(cè)量，雖然具有相同大小的絕對(duì)誤差，其相對(duì)誤差是不同的， 顯然，12，表示前者的精確度比后者高。,三、測(cè)量誤差及其處理,2

7、.測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因,計(jì)量器具誤差 計(jì)量器具誤差是指由于計(jì)量器具本身存在的誤差而引起的測(cè)量誤差。 具體地說(shuō)是由于計(jì)量器具本身的設(shè)計(jì)、制造以及裝配、調(diào)整不準(zhǔn)確而引起的誤差，一般表現(xiàn)在計(jì)量器具的示值誤差和重復(fù)精度上。,三、測(cè)量誤差及其處理,2.測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因,基準(zhǔn)件誤差 所有的基準(zhǔn)件或基準(zhǔn)量具，雖然制作的非常精確，但是都不可避免的存在誤差。基準(zhǔn)件誤差就是指作為標(biāo)準(zhǔn)量的基準(zhǔn)件本身存在的誤差。 基準(zhǔn)件的誤差應(yīng)不超過(guò)總測(cè)量誤差的1/31/5,三、測(cè)量誤差及其處理,2.測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因,方法誤差 方法誤差是指選擇的測(cè)量方法和定位方法不完善所引起的誤差。 環(huán)境誤差 環(huán)境誤差是指由于環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)

8、狀態(tài)不一致所引起的測(cè)量誤差。 影響測(cè)量結(jié)果的環(huán)境因素有溫度、濕度、振動(dòng)和灰塵等。,長(zhǎng)度計(jì)量中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度為20,三、測(cè)量誤差及其處理,2.測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因,人員誤差及讀數(shù)誤差 人員誤差是指由于人的主觀和客觀原因所引起的測(cè)量誤差。 測(cè)量力引起的變形誤差 使用計(jì)量器具進(jìn)行接觸測(cè)量時(shí)，測(cè)量力使零件與測(cè)量頭接觸的部分發(fā)生微小變形而產(chǎn)生測(cè)量誤差。,三、測(cè)量誤差及其處理,3.測(cè)量誤差分類(lèi),系統(tǒng)誤差 系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，誤差的數(shù)值大小和符號(hào)均保持不變；或按某一確定規(guī)律變化的誤差，稱(chēng)為系統(tǒng)誤差。,定值系統(tǒng)誤差,變值系統(tǒng)誤差,三、測(cè)量誤差及其處理,3.測(cè)量誤差分類(lèi),隨

9、機(jī)誤差 指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱(chēng)為隨機(jī)誤差。 從表面看，隨機(jī)誤差沒(méi)有任何規(guī)律，表現(xiàn)為純粹的偶然性，因此也講其稱(chēng)為偶然誤差。,三、測(cè)量誤差及其處理,3.測(cè)量誤差分類(lèi),隨機(jī)誤差 指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱(chēng)為隨機(jī)誤差。從表面看，隨機(jī)誤差沒(méi)有任何規(guī)律，表現(xiàn)為純粹的偶然性，因此也將其稱(chēng)為偶然誤差。 多次重復(fù)測(cè)量，誤差的變化服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，所以，可利用統(tǒng)計(jì)原理和概率論對(duì)它進(jìn)行處理。,三、測(cè)量誤差及其處理,3.測(cè)量誤差分類(lèi),粗大誤差（也叫過(guò)失誤差） 是指超出了在一定條件下可

10、能出現(xiàn)的誤差。 它的產(chǎn)生是由于測(cè)量時(shí)疏忽大意（如讀數(shù)錯(cuò)誤、計(jì)算錯(cuò)誤等）或環(huán)境條件的突變（沖擊、振動(dòng)等）而造成的某些較大的誤差。 在處理數(shù)據(jù)時(shí)，必須按一定的準(zhǔn)則從測(cè)量數(shù)據(jù)中剔除。,三、測(cè)量誤差及其處理,4.測(cè)量精度分類(lèi) 測(cè)量精度是指幾何量的測(cè)得值與其真值的接近程度。,a）精密度高 b）正確度高 c）準(zhǔn)確度高 d）準(zhǔn)確度低,三、測(cè)量誤差及其處理,4.測(cè)量精度分類(lèi),精密度 在同一條件下對(duì)同一幾何量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，該幾何量各次測(cè)量結(jié)果的一致程度。 它表示測(cè)量結(jié)果受隨機(jī)誤差的影響程度。若隨機(jī)誤差小，則精密度高。,三、測(cè)量誤差及其處理,4.測(cè)量精度分類(lèi),正確度 在同一條件下對(duì)同一幾何量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，該幾

11、何量測(cè)量結(jié)果與其真值的符合程度。 它表示測(cè)量結(jié)果受系統(tǒng)誤差的影響程度。若系統(tǒng)誤差小，則正確度高。,三、測(cè)量誤差及其處理,4.測(cè)量精度分類(lèi),準(zhǔn)確度（或稱(chēng)精確度） 表示對(duì)同一幾何量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得到的測(cè)得值與真值的一致程度。它表示測(cè)量結(jié)果受系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合影響程度。若系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，則準(zhǔn)確度高。,三、測(cè)量誤差及其處理,5.隨機(jī)誤差的特性與處理,實(shí)驗(yàn)： 對(duì)某一零件用相同的方法進(jìn)行150次重復(fù)測(cè)量，可得150個(gè)測(cè)得值，然后將測(cè)得的尺寸進(jìn)行分組。 從7.131、7.1327.141mm，每隔0.001mm為一組，分十一組，各測(cè)得值及出現(xiàn)次數(shù)如表所示 ：,隨機(jī)誤差的特性,頻率直方圖,將

12、上述實(shí)驗(yàn)的測(cè)量總次數(shù)N無(wú)限增大（N），而分組間隔x無(wú)限減小(x0)，且用橫坐標(biāo)表示隨機(jī)誤差，縱坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的隨機(jī)誤差的概率密度，則可以得到如圖所示的光滑曲線(xiàn)，即隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線(xiàn)，也稱(chēng)高斯曲線(xiàn) 。,三、測(cè)量誤差及其處理,5.隨機(jī)誤差的特性與處理,1）對(duì)稱(chēng)性：絕對(duì)值相等、符號(hào)相反的誤差出現(xiàn)的概率相等； 2）單峰性：絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的概率大； 3）有界性：在一定的測(cè)量條件下，誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定的界限； 4）抵償性：在相同條件下，當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，各隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值隨測(cè)量次數(shù)的增加而趨近于零。（對(duì)稱(chēng)性）,隨機(jī)誤差的特性,三、測(cè)量誤差及其處理,5.隨機(jī)誤差的特性與處理,隨機(jī)誤差的特性,y概率密度 隨機(jī)誤差（=測(cè)得值真值） 標(biāo)準(zhǔn)偏差，也稱(chēng)為均方根誤差,正態(tài)分布函數(shù)式為：,三、測(cè)量誤差及其處理,5.隨機(jī)誤差的特性與處理,隨機(jī)誤差的特性,標(biāo)準(zhǔn)偏差的大小反映了隨機(jī)誤差的分散特性和測(cè)量精度的高低。,123,通過(guò)計(jì)算，隨機(jī)誤差在3范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率為99.73%，已接近100%，所以一般以3作為隨機(jī)誤差的極限誤差。,由于被測(cè)量的真值是未知量，在實(shí)際應(yīng)用中常常進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量次數(shù)n足夠多時(shí) ，以測(cè)量值的算術(shù)平均值作為真值,（殘余誤差 ）,三