第二章 幾何量測量基礎(chǔ).ppt

第二章幾何量測量基礎(chǔ) 目的要求了解幾何量測量的計(jì)量器具和方法 掌握測量誤差的處理方法 重點(diǎn)1 量值傳遞的意義 2 計(jì)量器具和測量方法的分類 3 測量誤差和精度的分類 4 各類測量誤差的處理 難點(diǎn)各類測量誤差的處理 第一節(jié)概述 一 測量與檢驗(yàn)1 測量 確定被測量量值的過程測量的四要素 被測對(duì)象 計(jì)量單位測量方法 測量精度 2 檢驗(yàn) 確定被測量是否規(guī)定的極限范圍之內(nèi) 從而判斷產(chǎn)品是否合格 例如 用塞規(guī)檢驗(yàn)孔的尺寸 通端過 止端不過為合格 二 長度基準(zhǔn)與長度量值傳遞系統(tǒng)1 長度基準(zhǔn) 米的定義 光在真空中1 299792458秒的時(shí)間所經(jīng)過的路程 2 長度量值傳遞系統(tǒng) 理論上的長度基準(zhǔn) 不是在實(shí)踐中直接應(yīng)用一般長度量值通過兩個(gè)平行的系統(tǒng)向下傳遞 三 量塊1 用途 用作量值傳遞的媒介 調(diào)整機(jī)床 儀器 用作精密測量 2 量塊的精度等級(jí) 制造精度 00級(jí) 0級(jí) 1級(jí) 2級(jí) 3 級(jí) K級(jí) 檢驗(yàn)精度 1 2 3 4 5 6六個(gè)等級(jí) 3 量塊的組合例 組合尺寸36 375mm 83塊的一套量塊所需1 005一塊 1 37一塊 4一塊 30一塊 為了減少積累誤差 量塊數(shù)量應(yīng)盡量少 一般不超過4塊 四 測量器具和測量方法的分類1 計(jì)算器具的分類 量具 以固定的形式復(fù)現(xiàn)量值 量規(guī) 沒有刻度的專用量具 量儀 將被測量轉(zhuǎn)換成可直接觀察的示值或信息 計(jì)量裝置 計(jì)量器具和輔助設(shè)備的總稱 2 測量方法的分類 直接測量 直接得到被測量量值的方法 間接測量 例如 測量孔的中心距 說明 直接測量的精度高 絕對(duì)測量 測的數(shù)值是被測量值的絕對(duì)數(shù)字 相對(duì)測量 測得讀數(shù)是相對(duì)于基本尺寸的實(shí)際偏差 五 量具和量儀主要度量指標(biāo)1 分度值 相鄰兩刻線所代表的量之差 分度值小 精度高 2 測量范圍 計(jì)量器具所能測量的范圍 3 示值范圍 計(jì)量器具所能顯示的范圍 4 靈敏度S x 被觀察量的增值 L 示值范圍5 示值誤差 示值與被測真值之差6 修正值 為消除示值誤差 用來修正測量結(jié)果 如 10mm的尺寸 示值9 5mm示值誤差 0 5mm 修正值 0 5mm 六 小結(jié)1 了解測量和檢驗(yàn)的基本含義 2 了解量塊的組合及使用 3 測量方法的分類及主要度量指標(biāo) 第二節(jié)測量誤差及數(shù)據(jù)處理 一 測量誤差的基本概念測量誤差的定義 任何測量過程 無論采用如何精密的測量方法 其測得值都不可能為被測幾何量的真值 這種由于計(jì)量器具本身的誤差和測量條件的限制 而使測量結(jié)果與被測量之真值之差稱為測量誤差 1 絕對(duì)誤差 測量結(jié)果 x 與被測量 約定 真值 x0 之差 即 x x0或者 x0 x2 相對(duì)誤差f 測量的絕對(duì)誤差與被測量真值之比 3 測量誤差產(chǎn)生的原因 測量器具誤差 測量器具在設(shè)計(jì)制造 裝配 調(diào)整時(shí)存在的誤差 方法 定期檢定或用更精密的儀器給出修正量 基準(zhǔn)誤差 量塊或標(biāo)準(zhǔn)件存在誤差 相對(duì)測量時(shí)影響測量結(jié)果 溫度誤差 標(biāo)準(zhǔn)溫度20 實(shí)際測量時(shí)的溫度偏離引起 測量力誤差 讀數(shù)誤差 正確的讀數(shù)姿勢 習(xí)慣性的操作等引起 二 測量誤差根據(jù)測量誤差的性質(zhì)和特點(diǎn) 測量誤差可分為 系統(tǒng)誤差 隨機(jī)誤差 粗大誤差 說明 為分析測量誤差的性質(zhì)特點(diǎn) 采用對(duì)同一被測量重復(fù)測量 1 隨機(jī)誤差 同一條件下重復(fù)測量誤差的大小正負(fù)無規(guī)律 對(duì)稱性 絕對(duì)值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等 單峰性 絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多 有界性 絕對(duì)值很大的誤差出現(xiàn)的機(jī)率接近于零 抵償性 隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值隨測量次數(shù)的增加而趨近于零 說明 隨機(jī)誤差是測量過程中的一種客觀存在 是不可避免的 2 系統(tǒng)誤差 同一條件下重復(fù)測量誤差值不變或變化有規(guī)律固定的系統(tǒng)誤差 誤差的絕對(duì)值和符號(hào)不變 變動(dòng)的系統(tǒng)誤差 誤差的絕對(duì)值和符號(hào)按某種規(guī)律變化 系統(tǒng)誤差的消除 辨證分析法 從產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因入手 采取相應(yīng)措施消除系統(tǒng)誤差 修正法 用高精度量具檢定出修正量 用來對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行修正值 說明 理論上系統(tǒng)誤差可以完全消除 實(shí)際中將其減小到隨機(jī)誤差的概率分布區(qū)域內(nèi)按隨機(jī)誤差處理 3 粗大誤差 超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差 判斷方法 即認(rèn)為xi為粗大誤差 消除方法 將含有xi的項(xiàng)剔除 重新進(jìn)行數(shù)據(jù)處理三 測量精度a 正確度高 說明系統(tǒng)誤差小 隨機(jī)誤差大 b 精密度高 系統(tǒng)誤差大 隨機(jī)誤差小 c 精確度高 系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小 說明 通常所說明測量精度指精確度 四 小結(jié)1 了解測量誤差的基本概念2 了解三大誤差的特點(diǎn)及其處理 第三節(jié)光滑工件尺寸的檢測 一 誤收與誤廢例 用示值誤差為 4um的千分尺驗(yàn)收的軸頸時(shí) 其公差帶如圖 1 誤收 廢品誤收為合格結(jié)果 影響產(chǎn)品質(zhì)量 甚至選成嚴(yán)重事故 2 誤廢 將合格品判為廢品 結(jié)果 影響經(jīng)濟(jì)性 由以上分析誤收 誤廢造成不良后果 誤收后果更為嚴(yán)重 故應(yīng)盡量避免 由此引入驗(yàn)收極限的概念 二 驗(yàn)收極限定義 用來驗(yàn)收工件的一個(gè)極限尺寸三 計(jì)量器具的選擇計(jì)量器具的不確定性 1來選擇定義 計(jì)量器具的不確定度 計(jì)量器具允許的最大測量誤差 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 1 0 9A 計(jì)量器具的選擇應(yīng)滿足 1 1 在公差帶圖上解釋 1 1時(shí) 按驗(yàn)收極限驗(yàn)收工件將不會(huì)產(chǎn)生誤收 但誤廢將增大 例如 工件尺寸為 40h9 選擇計(jì)量器具并確定驗(yàn)收極限 解 1 查表IT 0 062A 0 006 1 0 00542 選擇計(jì)量器具 按工件尺寸 40選不確定度小于允許值并與允許值最近的計(jì)量器具 分度值i 0 01的外徑千分尺的不確定度為0 004mm 0 004 0 0054滿足要求選擇時(shí)注意 測量外徑尺寸 小于 1并與之最接近者 3 計(jì)算驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限 40 0 006 39 994mm下驗(yàn)收極限 39 938 0 006 39 944mm 例2 檢驗(yàn)工件尺寸為 30f8 mm 選擇計(jì)量器具并計(jì)算驗(yàn)收極限解 1 查表IT 0 033A 0 003 1 0 00182 選擇計(jì)量器具 分度值I 0 002比較儀的不確定度為0 0018滿足要求 3 計(jì)算驗(yàn)收極限上驗(yàn)收極限 29 98 0 003 29 877mm下驗(yàn)收極限 29 947 0 003 29 950mm說明 公差等級(jí)為IT