第三章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)

1、第三章第三章 測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 主講主講 ：劉：劉 芳芳 武漢紡織大學(xué)機(jī)械學(xué)院武漢紡織大學(xué)機(jī)械學(xué)院 1 第三章第三章 測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) o 目的要求目的要求 n 了解測(cè)量的基本概念及其了解測(cè)量的基本概念及其“四要素四要素” n 量值傳遞系統(tǒng)量值傳遞系統(tǒng) n 量塊的基本知識(shí)量塊的基本知識(shí) n 計(jì)量器具的分類及常用的度量指標(biāo)計(jì)量器具的分類及常用的度量指標(biāo) n 測(cè)量誤差的特點(diǎn)及分類、測(cè)量誤差的處理方法測(cè)量誤差的特點(diǎn)及分類、測(cè)量誤差的處理方法 n 測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理 o 難點(diǎn)難點(diǎn) n 測(cè)量誤差及測(cè)量數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及測(cè)量數(shù)據(jù)處理 2 第三章第三章 測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量技術(shù)

2、基礎(chǔ) 3.1 概述概述 3.2 計(jì)量器具與測(cè)量方法計(jì)量器具與測(cè)量方法 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 3 3.1 概述 o 檢測(cè)的意義檢測(cè)的意義 n 為了滿足機(jī)械產(chǎn)品的功能要求，在正確合理地為了滿足機(jī)械產(chǎn)品的功能要求，在正確合理地 完成了可靠性、使用壽命、運(yùn)動(dòng)精度等方面的完成了可靠性、使用壽命、運(yùn)動(dòng)精度等方面的 設(shè)計(jì)以后，還須進(jìn)行加工和裝配過程的制造工設(shè)計(jì)以后，還須進(jìn)行加工和裝配過程的制造工 藝設(shè)計(jì)，即確定加工方法、加工設(shè)備、工藝參藝設(shè)計(jì)，即確定加工方法、加工設(shè)備、工藝參 數(shù)、生產(chǎn)流程及檢測(cè)手段。其中，數(shù)、生產(chǎn)流程及檢測(cè)手段。其中，特別重要的特別重要的 環(huán)節(jié)就是質(zhì)量保證措施中的精

3、度檢測(cè)環(huán)節(jié)就是質(zhì)量保證措施中的精度檢測(cè)。 4 3.1 概述 o 測(cè)量的概念測(cè)量的概念 n “測(cè)量測(cè)量”是是以確定量值為目的以確定量值為目的的全部操作。的全部操作。 n 測(cè)量過程實(shí)際上就是一個(gè)比較過程，也就是將測(cè)量過程實(shí)際上就是一個(gè)比較過程，也就是將 被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的單位量進(jìn)行比較，確定其比值被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的單位量進(jìn)行比較，確定其比值 的過程。的過程。 n 若被測(cè)量為若被測(cè)量為L(zhǎng)，計(jì)量單位為，計(jì)量單位為E，確定的比值為，確定的比值為q q， 則測(cè)量可表示為則測(cè)量可表示為 L=qE q=L/EL=qE q=L/E 5 3.1 概述 o 測(cè)量的四要素測(cè)量的四要素 n一個(gè)完整的測(cè)量過程應(yīng)包含一個(gè)完整的測(cè)量

4、過程應(yīng)包含測(cè)量對(duì)象測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位計(jì)量單位、 測(cè)量方法測(cè)量方法（含測(cè)量器具）和（含測(cè)量器具）和測(cè)量精度測(cè)量精度等四個(gè)要素。等四個(gè)要素。 1) 測(cè)量對(duì)象：測(cè)量對(duì)象：在機(jī)械精度的檢測(cè)中主要是有關(guān)在機(jī)械精度的檢測(cè)中主要是有關(guān)幾何精度幾何精度方面的方面的 參數(shù)量，其基本對(duì)象是長(zhǎng)度、角度、形狀、相對(duì)位置、表面參數(shù)量，其基本對(duì)象是長(zhǎng)度、角度、形狀、相對(duì)位置、表面 粗糙度以及螺紋、齒輪等零件的幾何參數(shù)。粗糙度以及螺紋、齒輪等零件的幾何參數(shù)。 2) 計(jì)量單位：計(jì)量單位：是以定量表示同種量的量值而約定采用的特定量。是以定量表示同種量的量值而約定采用的特定量。 我國(guó)規(guī)定采用以國(guó)際單位制（我國(guó)規(guī)定采用以國(guó)際單位制

5、（SI）為基礎(chǔ)的）為基礎(chǔ)的“法定計(jì)量單位法定計(jì)量單位 制制”。 3) 測(cè)量方法：測(cè)量方法：測(cè)量方法可以理解為測(cè)量原理、測(cè)量器具（計(jì)量測(cè)量方法可以理解為測(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。器具）和測(cè)量條件（環(huán)境和操作者）的總和。 4) 測(cè)量精度：測(cè)量精度：測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。 6 3.1 概述 o 長(zhǎng)度單位長(zhǎng)度單位 n 在國(guó)際單位制及我國(guó)法定計(jì)量單位中，長(zhǎng)度的在國(guó)際單位制及我國(guó)法定計(jì)量單位中，長(zhǎng)度的 基本單位名稱是基本單位名稱是“米米”（meter） n 1983年第年第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上通過了作為長(zhǎng)屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上通過了作為長(zhǎng) 度

6、基準(zhǔn)的米的新定義，規(guī)定：度基準(zhǔn)的米的新定義，規(guī)定：“米米”是在真空是在真空 中在中在1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)行進(jìn)路程的時(shí)間間隔內(nèi)行進(jìn)路程 的長(zhǎng)度。的長(zhǎng)度。 n 我國(guó)采用碘吸收穩(wěn)定的我國(guó)采用碘吸收穩(wěn)定的0.633m氦氖激光輻氦氖激光輻 射作為波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)來復(fù)現(xiàn)射作為波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)來復(fù)現(xiàn)米米定義。定義。 7 3.1 概述 o 量值傳遞系統(tǒng)量值傳遞系統(tǒng) n 在實(shí)際應(yīng)用中，不便于用光波作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)在實(shí)際應(yīng)用中，不便于用光波作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè) 量，為了保證量值的準(zhǔn)確和統(tǒng)一，必須把復(fù)現(xiàn)的長(zhǎng)量，為了保證量值的準(zhǔn)確和統(tǒng)一，必須把復(fù)現(xiàn)的長(zhǎng) 度基準(zhǔn)的量值逐級(jí)準(zhǔn)確地傳遞到生產(chǎn)中所應(yīng)用的各度基準(zhǔn)的量值逐級(jí)準(zhǔn)確

7、地傳遞到生產(chǎn)中所應(yīng)用的各 種計(jì)量器具和被測(cè)工件上去種計(jì)量器具和被測(cè)工件上去 。 n 量值傳遞通過兩個(gè)平行的傳遞系統(tǒng)向下傳遞：量值傳遞通過兩個(gè)平行的傳遞系統(tǒng)向下傳遞： 端面量具（量塊）系統(tǒng)端面量具（量塊）系統(tǒng) 刻線量具（刻紋尺）系統(tǒng)刻線量具（刻紋尺）系統(tǒng) 8 9 3.1 概述 o 量塊量塊 n 量塊是精密測(cè)量中常用的標(biāo)準(zhǔn)器。量塊是精密測(cè)量中常用的標(biāo)準(zhǔn)器。 n 量塊是沒有刻度的、截面為矩形量塊是沒有刻度的、截面為矩形 的平面平行端面。的平面平行端面。 n 作為長(zhǎng)度作為長(zhǎng)度 尺寸傳遞的尺寸傳遞的實(shí)物基準(zhǔn)實(shí)物基準(zhǔn)， 廣泛應(yīng)用于計(jì)量器具的校準(zhǔn)和鑒廣泛應(yīng)用于計(jì)量器具的校準(zhǔn)和鑒 定，精密畫線和精密工件的測(cè)量

8、定，精密畫線和精密工件的測(cè)量 等。等。 n 量塊分為量塊分為長(zhǎng)度量塊長(zhǎng)度量塊和和角度量塊角度量塊。 10 3.1 概述 1. 量塊的材料、形狀和尺寸量塊的材料、形狀和尺寸 o量塊是用鉻錳鋼等特殊合金鋼材料制成的，具有線膨脹量塊是用鉻錳鋼等特殊合金鋼材料制成的，具有線膨脹 系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨性好、硬度高、工作表面粗糙系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨性好、硬度高、工作表面粗糙 度值小以及研合性好等特點(diǎn)。度值小以及研合性好等特點(diǎn)。 o量塊通常制成正六面體，它有量塊通常制成正六面體，它有2個(gè)相互平行的測(cè)量面和個(gè)相互平行的測(cè)量面和 4個(gè)非測(cè)量面。個(gè)非測(cè)量面。 o量塊上標(biāo)出的尺寸稱為量塊的標(biāo)稱長(zhǎng)度量塊上標(biāo)出的尺

9、寸稱為量塊的標(biāo)稱長(zhǎng)度ln。 o標(biāo)稱長(zhǎng)度小于標(biāo)稱長(zhǎng)度小于6mm的量塊，其公稱值刻印在上測(cè)量面的量塊，其公稱值刻印在上測(cè)量面 上；上； o標(biāo)稱長(zhǎng)度大于標(biāo)稱長(zhǎng)度大于6mm的量塊，其公稱長(zhǎng)度值刻印在上測(cè)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。量面左側(cè)較寬的一個(gè)非測(cè)量面上。 11 3.1 概述 2. 量塊的精度量塊的精度 n量塊按量塊按制造精度制造精度分分6級(jí)：即級(jí)：即00，0、1、2、3和和K 級(jí)，其中級(jí)，其中00級(jí)精度最高，級(jí)精度最高，3級(jí)最低，級(jí)最低，K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)，級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)， 主要根據(jù)量塊長(zhǎng)度極限偏差主要根據(jù)量塊長(zhǎng)度極限偏差te和量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量和量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量 的最大允許值

10、的最大允許值tv來劃分的。來劃分的。 n按按檢定精度檢定精度將量塊分為將量塊分為16等，精度依次降低。等，精度依次降低。 n量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按級(jí)級(jí)向市場(chǎng)銷售量塊。向市場(chǎng)銷售量塊。 n用戶則按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊。因此，按用戶則按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊。因此，按級(jí)級(jí) 使用量塊必然受到量塊長(zhǎng)度制造偏差的影響，將把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。制造誤差帶入測(cè)量結(jié)果。 12 表表3-1 各級(jí)量塊的精度指標(biāo)各級(jí)量塊的精度指標(biāo)(GB/T 6093-2001) 13 3.1 概述 o 量塊的量塊的“級(jí)級(jí)”和和“等等” n 量塊的量塊的“級(jí)級(jí)”和和“等

11、等”是從成批制造和單個(gè)檢定兩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。種不同的角度出發(fā)，對(duì)其精度進(jìn)行劃分的兩種形式。 n 按按級(jí)級(jí)使用時(shí)使用時(shí)，以標(biāo)記在量塊上的標(biāo)稱尺寸作為工，以標(biāo)記在量塊上的標(biāo)稱尺寸作為工 作尺寸，該尺寸包含其制造誤差。作尺寸，該尺寸包含其制造誤差。 n 按按“等等”使用時(shí)使用時(shí)，必須以檢定后的實(shí)際尺寸作為工，必須以檢定后的實(shí)際尺寸作為工 作尺寸，該尺寸不包含制造誤差，但包含了檢定時(shí)作尺寸，該尺寸不包含制造誤差，但包含了檢定時(shí) 的較小的測(cè)量誤差。的較小的測(cè)量誤差。 n 就同一量塊而言，檢定時(shí)的測(cè)量誤差要比制造誤差就同一量塊而言，檢定時(shí)的測(cè)量誤差要

12、比制造誤差 小得多。小得多。所以，量塊按所以，量塊按等等使用時(shí)其精度比按使用時(shí)其精度比按級(jí)級(jí) 使用要高，且能在保持量塊原有使用精度的基礎(chǔ)上使用要高，且能在保持量塊原有使用精度的基礎(chǔ)上 延長(zhǎng)其使用壽命延長(zhǎng)其使用壽命。 14 3.1 概述 o 注意：注意： n 按按“等等”使用比按使用比按“級(jí)級(jí)”使用的測(cè)量精度高。使用的測(cè)量精度高。 n 量值按長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)進(jìn)行，即低一等量塊量值按長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)進(jìn)行，即低一等量塊 檢定用高一等量塊作標(biāo)準(zhǔn)。檢定用高一等量塊作標(biāo)準(zhǔn)。 15 3.1 概述 3. 量塊的應(yīng)用量塊的應(yīng)用 n 量塊有很好的研合性，所以將量塊順其測(cè)量面量塊有很好的研合性，所以將量塊順其測(cè)量面

13、 加壓推合，就能研合在一起。在一定范圍內(nèi)根加壓推合，就能研合在一起。在一定范圍內(nèi)根 據(jù)需要將多個(gè)尺寸不同的量塊研合成量塊組，據(jù)需要將多個(gè)尺寸不同的量塊研合成量塊組， 從而擴(kuò)大了量塊的應(yīng)用。從而擴(kuò)大了量塊的應(yīng)用。 n 我國(guó)成套生產(chǎn)的量塊共有我國(guó)成套生產(chǎn)的量塊共有17中套別，每套的塊中套別，每套的塊 數(shù)分別為數(shù)分別為91、83、46、12、10、8、6、5 塊等。塊等。 16 表表3-4 成套量塊尺寸表成套量塊尺寸表 17 3.1 概述 3. 量塊的應(yīng)用量塊的應(yīng)用 n 按實(shí)際需要，用多個(gè)尺寸不同的量塊研合組成按實(shí)際需要，用多個(gè)尺寸不同的量塊研合組成 所需要的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)量。所需要的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)量。 n 為

14、了減少量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的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)，一般不超過組合塊數(shù)，一般不超過4塊。塊。 n 選用量塊時(shí)，采用消尾法，即每選一塊至少應(yīng)選用量塊時(shí)，采用消尾法，即每選一塊至少應(yīng) 減去所需尺寸的一位尾數(shù)。減去所需尺寸的一位尾數(shù)。 n 例：量塊的尺寸組合采用消尾法：例：量塊的尺寸組合采用消尾法： 46.725=1.005+1.22+4.5+40 18 實(shí)例 o 從從91/83塊一套的量塊中，組合如下尺寸：塊一套的量塊中，組合如下尺寸： n 48.98 n 29.875 n 10.56 19 3.1 概述 4. 量塊的作用量塊的作用 n作為作為尺寸傳遞的長(zhǎng)度標(biāo)

15、準(zhǔn)尺寸傳遞的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，將國(guó)家的長(zhǎng)度基準(zhǔn)按照，將國(guó)家的長(zhǎng)度基準(zhǔn)按照 一定的規(guī)范逐級(jí)傳遞到機(jī)械產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)量一定的規(guī)范逐級(jí)傳遞到機(jī)械產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)量 值統(tǒng)一。值統(tǒng)一。 n計(jì)量?jī)x器示值誤差的計(jì)量?jī)x器示值誤差的檢定標(biāo)準(zhǔn)檢定標(biāo)準(zhǔn)，檢定量?jī)x的示值誤，檢定量?jī)x的示值誤 差。差。 n比較測(cè)量時(shí)以量塊為基準(zhǔn)比較測(cè)量時(shí)以量塊為基準(zhǔn)，用測(cè)量器具比較量塊與，用測(cè)量器具比較量塊與 被測(cè)尺寸的差值。被測(cè)尺寸的差值。 n也可直接用于精密測(cè)量、精密機(jī)床和夾具調(diào)整時(shí)的也可直接用于精密測(cè)量、精密機(jī)床和夾具調(diào)整時(shí)的 尺寸基準(zhǔn)尺寸基準(zhǔn)。 20 3.1 概述 o 角度單位和量值傳遞系統(tǒng)角度單位和量值傳遞系統(tǒng) n 我國(guó)法定計(jì)量

16、單位規(guī)定：平我國(guó)法定計(jì)量單位規(guī)定：平 面角度單位為弧度（面角度單位為弧度（rad）及）及 度（度（）、分（）、分（）、秒）、秒 （）。）。 n 在高精度的分度中，常以在高精度的分度中，常以多多 面棱體面棱體作為角度基準(zhǔn)來建立作為角度基準(zhǔn)來建立 角度傳遞系統(tǒng)。角度傳遞系統(tǒng)。 n 角度量值傳遞系統(tǒng)示意圖如角度量值傳遞系統(tǒng)示意圖如 右圖右圖 多面棱體結(jié)構(gòu)示意圖多面棱體結(jié)構(gòu)示意圖 21 3.1 概述 o 角度量塊角度量塊 n 三角形量塊：一個(gè)工作角（三角形量塊：一個(gè)工作角（1079）作）作 為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量；為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量； n 四邊形量塊：四個(gè)工作角（四邊形量塊：四個(gè)工作角（80 100 ） 作為標(biāo)準(zhǔn)量。

17、作為標(biāo)準(zhǔn)量。 22 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 計(jì)量器具的分類計(jì)量器具的分類 1. 量具類量具類 2. 量規(guī)類量規(guī)類 3. 量?jī)x類（計(jì)量?jī)x器）量?jī)x類（計(jì)量?jī)x器） 4. 計(jì)量裝置計(jì)量裝置 計(jì)量器具是量具、量規(guī)、量?jī)x和其他用于測(cè)量目的測(cè)量裝計(jì)量器具是量具、量規(guī)、量?jī)x和其他用于測(cè)量目的測(cè)量裝 置的總稱。置的總稱。 23 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 量具類量具類 n 量具是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一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。個(gè)或多個(gè)已知量值的器具。 n 量具分為：量具分為： 單值量具：長(zhǎng)度量塊、單值量具：長(zhǎng)度量

18、塊、90角尺角尺 多值量具：線紋尺、游標(biāo)卡尺、千分尺多值量具：線紋尺、游標(biāo)卡尺、千分尺 n 量具的特點(diǎn)是一般沒有放大裝置。量具的特點(diǎn)是一般沒有放大裝置。 24 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 計(jì)量器具按用途分類計(jì)量器具按用途分類 n 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具 n 通用計(jì)量器具通用計(jì)量器具 n 專用計(jì)量器具專用計(jì)量器具 o 按結(jié)構(gòu)和工作原理分類按結(jié)構(gòu)和工作原理分類 n 機(jī)械式機(jī)械式 n 光學(xué)式光學(xué)式 n 氣動(dòng)式氣動(dòng)式 n 電動(dòng)式電動(dòng)式 n 光電式光電式 25 26 27 o 量規(guī)類量規(guī)類 n 量規(guī)量規(guī)是沒有刻度的專用計(jì)量器具，用來檢驗(yàn)工是沒有刻度的專用計(jì)量器具，用來檢驗(yàn)工 件實(shí)

19、際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果。件實(shí)際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果。 n 量規(guī)只能判斷工件是否合格量規(guī)只能判斷工件是否合格，而不能獲得被除，而不能獲得被除 數(shù)測(cè)幾何量的具體數(shù)值。數(shù)測(cè)幾何量的具體數(shù)值。 n 如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)等。如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)等。 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 28 塞規(guī)塞規(guī)卡規(guī)卡規(guī) 3.2 計(jì)量器具計(jì)量器具和和測(cè)量方法測(cè)量方法 29 精密刻度式角度規(guī)精密刻度式角度規(guī) 30 o 量?jī)x類（計(jì)量?jī)x器）量?jī)x類（計(jì)量?jī)x器） n 將被測(cè)幾何量的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀測(cè)的示值或等將被測(cè)幾何量的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀測(cè)的示值或等 效信息的一類計(jì)量器具。效信息的一類計(jì)量器具。

20、n 特點(diǎn)是一般都有指示、放大系統(tǒng)。特點(diǎn)是一般都有指示、放大系統(tǒng)。 n 分類：分類： （1）卡尺類量?jī)x）卡尺類量?jī)x 如數(shù)顯卡尺、游標(biāo)卡尺等。如數(shù)顯卡尺、游標(biāo)卡尺等。 （2）微動(dòng)螺旋副類量?jī)x）微動(dòng)螺旋副類量?jī)x 如數(shù)顯等千分尺、普通千分尺等。如數(shù)顯等千分尺、普通千分尺等。 （3）機(jī)械類量?jī)x）機(jī)械類量?jī)x 如百分表、千分表等。如百分表、千分表等。 （4）光學(xué)類量?jī)x）光學(xué)類量?jī)x 如工具顯微鏡、測(cè)長(zhǎng)儀等。如工具顯微鏡、測(cè)長(zhǎng)儀等。 （5）氣動(dòng)類量?jī)x）氣動(dòng)類量?jī)x 如壓力式量?jī)x。如壓力式量?jī)x。 （6）電學(xué)類量?jī)x）電學(xué)類量?jī)x 如電感比較儀。如電感比較儀。 （7）機(jī)電類綜合類量?jī)x）機(jī)電類綜合類量?jī)x 如齒輪測(cè)量中心等。

21、如齒輪測(cè)量中心等。 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 31 機(jī)械式比較儀機(jī)械式比較儀 光學(xué)式比較儀光學(xué)式比較儀 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 32 電感比較儀 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 33 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 34 浮標(biāo)式氣動(dòng)量?jī)x是一種新型精密長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。與氣動(dòng)測(cè)量浮標(biāo)式氣動(dòng)量?jī)x是一種新型精密長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。與氣動(dòng)測(cè)量 頭（或氣動(dòng)測(cè)量裝置）配套使用，用比較測(cè)量方法可對(duì)多種頭（或氣動(dòng)測(cè)量裝置）配套使用，用比較測(cè)量方法可對(duì)多種 機(jī)械零件的尺寸與形位公差進(jìn)行精密測(cè)量。特別對(duì)某些機(jī)械機(jī)械零件的尺寸與形位公差進(jìn)行精密測(cè)量。特別對(duì)

22、某些機(jī)械 量具、量?jī)x難以解決的測(cè)量。如小孔、深孔、窄槽寬、孔直量具、量?jī)x難以解決的測(cè)量。如小孔、深孔、窄槽寬、孔直 線度、內(nèi)錐孔的測(cè)量。對(duì)垂直度、同軸度等形位公差的測(cè)量線度、內(nèi)錐孔的測(cè)量。對(duì)垂直度、同軸度等形位公差的測(cè)量 效率更高?？蓪?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、多參數(shù)連續(xù)測(cè)量。非接觸測(cè)量減效率更高?？蓪?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、多參數(shù)連續(xù)測(cè)量。非接觸測(cè)量減 少了測(cè)量力對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，人為誤差小、沒有回程誤差。少了測(cè)量力對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，人為誤差小、沒有回程誤差。 操作簡(jiǎn)單，讀數(shù)容易。對(duì)環(huán)境要求不高，可用于計(jì)量室、檢操作簡(jiǎn)單，讀數(shù)容易。對(duì)環(huán)境要求不高，可用于計(jì)量室、檢 查臺(tái)，也可用于機(jī)臺(tái)、生產(chǎn)線。查臺(tái)，也可用于機(jī)臺(tái)、生產(chǎn)線。

23、 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 35 o 計(jì)量裝置計(jì)量裝置 n 指為確定被測(cè)量所必需的測(cè)量裝置和輔助設(shè)備指為確定被測(cè)量所必需的測(cè)量裝置和輔助設(shè)備 的總體。的總體。 n 特點(diǎn)：測(cè)同一工件上較多的幾何量和形狀比較特點(diǎn)：測(cè)同一工件上較多的幾何量和形狀比較 復(fù)雜的工件。復(fù)雜的工件。 n 如：齒形齒向測(cè)量?jī)x、齒輪綜合精度檢查儀。如：齒形齒向測(cè)量?jī)x、齒輪綜合精度檢查儀。 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 36 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 37 o 計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)計(jì)量器具的基本度量指標(biāo) n 分度值（刻度值）分度值（刻度值） 計(jì)量器具的的刻度尺或度盤上兩相

24、鄰刻線所代表的量計(jì)量器具的的刻度尺或度盤上兩相鄰刻線所代表的量 值之差。值之差。 分度值是一種測(cè)量器具所能直接讀出的最小單位量值，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。分度值通常取器具的測(cè)量精度高低。分度值通常取1、2、5的倍數(shù)，的倍數(shù)， 一般來說，分度值越小，計(jì)量器具的精度越高。一般來說，分度值越小，計(jì)量器具的精度越高。 例如一外徑千分尺的微分筒上相鄰兩刻線所代表的量例如一外徑千分尺的微分筒上相鄰兩刻線所代表的量 值之差為值之差為0.01mm，則該測(cè)量器具的分度值為，

25、則該測(cè)量器具的分度值為 0.01mm。 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 38 o 計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)計(jì)量器具的基本度量指標(biāo) n 分度間距（刻度間距）分度間距（刻度間距） 計(jì)量器具的刻度標(biāo)尺或度盤上兩相鄰刻線中心間的距離。計(jì)量器具的刻度標(biāo)尺或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為便于讀數(shù)，一般做成刻線間距為0.752.5mm的等距的等距 離刻線。離刻線。 n 示值范圍示值范圍 由計(jì)量器具所顯示或指示的由計(jì)量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍最低值到最高值的范圍。 如機(jī)械式比較儀的示值范圍為如機(jī)械式比較儀的示值范圍為-0.1+0.1mm（或（或 0.

26、1mm） 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 39 o 計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)計(jì)量器具的基本度量指標(biāo) n 測(cè)量范圍測(cè)量范圍 在允許誤差限內(nèi)，計(jì)量器具所能測(cè)量的被測(cè)量值的下限值在允許誤差限內(nèi)，計(jì)量器具所能測(cè)量的被測(cè)量值的下限值 至上限值的范圍。至上限值的范圍。 例如，外徑千分尺的測(cè)量范圍有例如，外徑千分尺的測(cè)量范圍有025mm、25 50mm等。機(jī)械式比較儀的測(cè)量范圍為等。機(jī)械式比較儀的測(cè)量范圍為0180mm， n 靈敏度靈敏度 計(jì)量器具對(duì)被測(cè)幾何量微小變化的響應(yīng)變化能力。計(jì)量器具對(duì)被測(cè)幾何量微小變化的響應(yīng)變化能力。 S= L/ X （讀數(shù)的變化（讀數(shù)的變化/被測(cè)量的變化）被測(cè)量的變化

27、） 當(dāng)分子和分母為同類量時(shí)，靈敏度稱為放大比（倍數(shù)）當(dāng)分子和分母為同類量時(shí)，靈敏度稱為放大比（倍數(shù)） 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 40 o 計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)計(jì)量器具的基本度量指標(biāo) n 測(cè)量力測(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。壓力。 n 示值誤差示值誤差 測(cè)量?jī)x器的示值與被測(cè)量的真值之代數(shù)差。測(cè)量?jī)x器的示值與被測(cè)量的真值之代數(shù)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。器示值范圍內(nèi)的

28、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。器具的示值誤差。 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 41 o 計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)計(jì)量器具的基本度量指標(biāo) n 示值變動(dòng)示值變動(dòng) 指在測(cè)量條件下不變的情況下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次指在測(cè)量條件下不變的情況下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次 （一般（一般510次）重復(fù)觀察讀數(shù)，其示值變化的最大差異。次）重復(fù)觀察讀數(shù)，其示值變化的最大差異。 n 回程誤差回程誤差 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)，在相同條件下，被測(cè)量值不變，測(cè)量器

29、具行程方向不同時(shí)， 兩示值之差的絕對(duì)值。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。起的。 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 42 o 計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)計(jì)量器具的基本度量指標(biāo) n 不確定度不確定度 由于計(jì)量器具的誤差而對(duì)被測(cè)量的真值不能肯定的程度。由于計(jì)量器具的誤差而對(duì)被測(cè)量的真值不能肯定的程度。 包括示值誤差、回程誤差等是一個(gè)綜合指標(biāo)。包括示值誤差、回程誤差等是一個(gè)綜合指標(biāo)。 n 修正值修正值 指為消除系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到未修正的測(cè)量結(jié)果上的指為消除系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到未修正的測(cè)量結(jié)果

30、上的 值。值。 與示值誤差絕對(duì)值相等而符號(hào)相反與示值誤差絕對(duì)值相等而符號(hào)相反 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 43 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)計(jì)量器具的基本度量指標(biāo) n 分辨力分辨力 計(jì)量器具所能顯示的最末一位所代表的量值。計(jì)量器具所能顯示的最末一位所代表的量值。 如數(shù)字式量?jī)x，其讀數(shù)采用非標(biāo)尺或非分度盤顯示，不能如數(shù)字式量?jī)x，其讀數(shù)采用非標(biāo)尺或非分度盤顯示，不能 采用分度值的概念。采用分度值的概念。 44 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 測(cè)量方法分類測(cè)量方法分類 1) 按實(shí)測(cè)量是否為被測(cè)量分類按實(shí)測(cè)量是否為被測(cè)量分

31、類 o 直接測(cè)量直接測(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)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。直徑，用比較儀測(cè)量長(zhǎng)度尺寸等。 o 間接測(cè)量間接測(cè)量 先測(cè)出與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量，然后按相先測(cè)出與被測(cè)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，求得被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果。應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式，求得被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果。 45 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 測(cè)量方法分類測(cè)量方法分類 2) 按示值是否是被測(cè)量的整個(gè)量值分類按示值是否

32、是被測(cè)量的整個(gè)量值分類 o 絕對(duì)測(cè)量絕對(duì)測(cè)量 被測(cè)量的全值從計(jì)量器具的讀數(shù)裝置直接讀出。例如，被測(cè)量的全值從計(jì)量器具的讀數(shù)裝置直接讀出。例如， 用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件軸徑值。用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件軸徑值。 o 相對(duì)測(cè)量相對(duì)測(cè)量 相對(duì)測(cè)量是指計(jì)量器具的示值僅表示被測(cè)量對(duì)已知標(biāo)相對(duì)測(cè)量是指計(jì)量器具的示值僅表示被測(cè)量對(duì)已知標(biāo) 準(zhǔn)量的偏差，而被測(cè)量的量值為計(jì)量器具的示值與標(biāo)準(zhǔn)量的偏差，而被測(cè)量的量值為計(jì)量器具的示值與標(biāo) 準(zhǔn)量的代數(shù)和的測(cè)量方法。準(zhǔn)量的代數(shù)和的測(cè)量方法。 一般來說，相對(duì)測(cè)量的測(cè)量精度比絕對(duì)測(cè)量的測(cè)量精一般來說，相對(duì)測(cè)量的測(cè)量精度比絕對(duì)測(cè)量的測(cè)量精 度高。度高。 46 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)

33、量器具和測(cè)量方法 o 測(cè)量方法分類測(cè)量方法分類 3) 按同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少分類按同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少分類 o 單項(xiàng)測(cè)量單項(xiàng)測(cè)量 單獨(dú)地、彼此沒有聯(lián)系地測(cè)量零件的各個(gè)單項(xiàng)參數(shù)。單獨(dú)地、彼此沒有聯(lián)系地測(cè)量零件的各個(gè)單項(xiàng)參數(shù)。 這種方法一般用于量規(guī)的檢定、工序間的測(cè)量，或?yàn)檫@種方法一般用于量規(guī)的檢定、工序間的測(cè)量，或?yàn)?了工藝分析、調(diào)整機(jī)床等目的。了工藝分析、調(diào)整機(jī)床等目的。 o 綜合測(cè)量綜合測(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。綜合判斷零件的合格性。 一般用于終結(jié)檢驗(yàn)，其測(cè)量效率高，能有效保證互換一般用于終結(jié)檢驗(yàn)，其

34、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。性，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。 47 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 測(cè)量方法分類測(cè)量方法分類 4) 按測(cè)量時(shí)計(jì)量器具的測(cè)頭與被測(cè)表面之間是否按測(cè)量時(shí)計(jì)量器具的測(cè)頭與被測(cè)表面之間是否 有機(jī)械作用的測(cè)量力分類有機(jī)械作用的測(cè)量力分類 o 接觸測(cè)量接觸測(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。的測(cè)量。 o 非接觸測(cè)量非接觸測(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。而不存在機(jī)械作用的

35、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、磁作為感應(yīng)元件與被測(cè)件表面聯(lián)系。如干涉顯微鏡、磁 力測(cè)厚儀、氣動(dòng)量?jī)x等。力測(cè)厚儀、氣動(dòng)量?jī)x等。 48 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 測(cè)量方法分類測(cè)量方法分類 5) 按被測(cè)量是否在加工過程中進(jìn)行分類按被測(cè)量是否在加工過程中進(jìn)行分類 o 在線測(cè)量在線測(cè)量 指在加工過程中對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量的方法。指在加工過程中對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量的方法。 能即時(shí)防止廢品產(chǎn)品，主要用于自動(dòng)化生產(chǎn)線上。能即時(shí)防止廢品產(chǎn)品，主要用于自動(dòng)化生產(chǎn)線上。 o 離線測(cè)量離線

36、測(cè)量 指在加工后對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量方法，測(cè)量結(jié)果僅指在加工后對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量方法，測(cè)量結(jié)果僅 限于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品。限于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品。 在線測(cè)量使檢測(cè)與加工過程緊密結(jié)合，防止廢品產(chǎn)在線測(cè)量使檢測(cè)與加工過程緊密結(jié)合，防止廢品產(chǎn) 生，是檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。生，是檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。 49 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 測(cè)量方法分類測(cè)量方法分類 6) 按決定測(cè)量結(jié)果的全部因素和條件是否變化分按決定測(cè)量結(jié)果的全部因素和條件是否變化分 類類 o 等精度測(cè)量等精度測(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。在測(cè)量過程中，決定測(cè)量精度的全部因素或條件不變。 在一般情況下，

37、為了簡(jiǎn)化測(cè)量結(jié)果的處理，大都采用在一般情況下，為了簡(jiǎn)化測(cè)量結(jié)果的處理，大都采用 等精度測(cè)量等精度測(cè)量。 o 不等精度測(cè)量不等精度測(cè)量 在測(cè)量過程中，決定測(cè)量結(jié)果的全部因素或條件可能在測(cè)量過程中，決定測(cè)量結(jié)果的全部因素或條件可能 完全改變或部分改變。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 于重要的科研實(shí)驗(yàn)中的高精度測(cè)量。于重要的科研實(shí)驗(yàn)中的高精度測(cè)量。 50 3.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法計(jì)量器具和測(cè)量方法 o 測(cè)量方法分類測(cè)量方法分類 7) 按被測(cè)工件在測(cè)量時(shí)所處狀態(tài)分類按被測(cè)工件在測(cè)量時(shí)所處狀態(tài)分類 o 靜態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量

38、 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)。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 等等 o 動(dòng)態(tài)測(cè)量動(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加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或測(cè)量過程是模擬零件在工作或加工時(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。態(tài)，它能反映生產(chǎn)過程中被測(cè)參數(shù)的變化過程。 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)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，在磨

39、削過程中測(cè)量零件的直徑等。量表面粗糙度，在磨削過程中測(cè)量零件的直徑等。 51 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 o 測(cè)量誤差的概念測(cè)量誤差的概念 n 在測(cè)量過程中，由于計(jì)量器具本身的誤差以及測(cè)量在測(cè)量過程中，由于計(jì)量器具本身的誤差以及測(cè)量 方法和測(cè)量條件的限制，任何一次測(cè)量的測(cè)得值都方法和測(cè)量條件的限制，任何一次測(cè)量的測(cè)得值都 不可能是被測(cè)幾何量的真值，兩者存在這差異。這不可能是被測(cè)幾何量的真值，兩者存在這差異。這 種差異在數(shù)值上則表現(xiàn)為測(cè)量誤差。種差異在數(shù)值上則表現(xiàn)為測(cè)量誤差。 n 測(cè)量誤差可用測(cè)量誤差可用絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差和和相對(duì)誤差相對(duì)誤差來表示。來表示。 52 3.3 測(cè)量誤

40、差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 1) 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差 n是指被測(cè)量的測(cè)得值（儀表的指示值）是指被測(cè)量的測(cè)得值（儀表的指示值）x與其真值與其真值 Q之差，即之差，即 n絕對(duì)誤差可能是正值，也可為負(fù)值，則有絕對(duì)誤差可能是正值，也可為負(fù)值，則有 2) 相對(duì)誤差相對(duì)誤差 n指絕對(duì)誤差的絕對(duì)值指絕對(duì)誤差的絕對(duì)值 與被測(cè)量真值與被測(cè)量真值Q Q之比，即之比，即 n相對(duì)誤差比絕對(duì)誤差能更好地說明測(cè)量的精確程度。相對(duì)誤差比絕對(duì)誤差能更好地說明測(cè)量的精確程度。 Qx | xQ %100 xQ 53 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 o 測(cè)量誤差的來源測(cè)量誤差的來源 1.計(jì)量器具誤差計(jì)量器具誤差 n

41、計(jì)量器具誤差是指計(jì)量器具本身在設(shè)計(jì)、制造和使用過計(jì)量器具誤差是指計(jì)量器具本身在設(shè)計(jì)、制造和使用過 程中造成的各項(xiàng)誤差。這些誤差的綜合反映可用計(jì)量器程中造成的各項(xiàng)誤差。這些誤差的綜合反映可用計(jì)量器 具的示值精度或不確定度來表示。具的示值精度或不確定度來表示。 n阿貝（阿貝（Abbe）原則：）原則：指測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)使被測(cè)零件指測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)使被測(cè)零件 的尺寸線和量?jī)x中作為標(biāo)準(zhǔn)的刻度尺重合或順次排成一的尺寸線和量?jī)x中作為標(biāo)準(zhǔn)的刻度尺重合或順次排成一 條直線。例如，百分表與千分尺符合，游標(biāo)卡尺不符合。條直線。例如，百分表與千分尺符合，游標(biāo)卡尺不符合。 n相對(duì)測(cè)量時(shí)使用的標(biāo)準(zhǔn)器（量塊、線紋）相對(duì)測(cè)量時(shí)使

42、用的標(biāo)準(zhǔn)器（量塊、線紋） 54 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 o 測(cè)量誤差的來源測(cè)量誤差的來源 2.測(cè)量方法誤差測(cè)量方法誤差 n是指由于測(cè)量方法不完善所引起的誤差。是指由于測(cè)量方法不完善所引起的誤差。 n接觸測(cè)量中測(cè)量力引起的計(jì)量器具和零件表面變形誤差接觸測(cè)量中測(cè)量力引起的計(jì)量器具和零件表面變形誤差 n間接測(cè)量中計(jì)算公式的不精確間接測(cè)量中計(jì)算公式的不精確 n測(cè)量過程中工件安裝定位不合格測(cè)量過程中工件安裝定位不合格 n測(cè)量基準(zhǔn)不統(tǒng)一測(cè)量基準(zhǔn)不統(tǒng)一 n測(cè)量方法選擇不當(dāng)?shù)取y(cè)量方法選擇不當(dāng)?shù)取?55 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 o 測(cè)量誤差的來源測(cè)量誤差的來源 3.

43、測(cè)量環(huán)境誤差測(cè)量環(huán)境誤差 n指測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件不符合標(biāo)準(zhǔn)條件所引起的誤差。指測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件不符合標(biāo)準(zhǔn)條件所引起的誤差。 n測(cè)量的環(huán)境條件包括溫度、濕度、氣壓、振動(dòng)及灰塵等。測(cè)量的環(huán)境條件包括溫度、濕度、氣壓、振動(dòng)及灰塵等。 其中，溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響最大。其中，溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響最大。 4.人員誤差人員誤差 n指由于測(cè)量人員的主觀因素所引起的誤差。指由于測(cè)量人員的主觀因素所引起的誤差。 n例如，測(cè)量人員技術(shù)不熟練、視覺偏差、估讀判斷錯(cuò)誤例如，測(cè)量人員技術(shù)不熟練、視覺偏差、估讀判斷錯(cuò)誤 等引起的誤差。等引起的誤差。 56 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 o 測(cè)量誤差的種類和特性

44、測(cè)量誤差的種類和特性 n 根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)、出現(xiàn)的規(guī)律和特點(diǎn)，可根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)、出現(xiàn)的規(guī)律和特點(diǎn)，可 分為：分為： 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 粗大誤差粗大誤差 57 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 1) 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 n在相同條件下多次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持在相同條件下多次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持 不變或按一定規(guī)律變化的誤差。不變或按一定規(guī)律變化的誤差。 n計(jì)量器具本身性能不完善、測(cè)量方法不完善、測(cè)量者對(duì)儀器計(jì)量器具本身性能不完善、測(cè)量方法不完善、測(cè)量者對(duì)儀器 使用不當(dāng)、環(huán)境條件的變化等原因都可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。使用不當(dāng)、環(huán)境條件的變化

45、等原因都可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。 n系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大，要盡量減少或消除系統(tǒng)誤差，系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大，要盡量減少或消除系統(tǒng)誤差， 提高測(cè)量精度。提高測(cè)量精度。 n變值系統(tǒng)誤差分類變值系統(tǒng)誤差分類 線性變化的系統(tǒng)誤差線性變化的系統(tǒng)誤差 周期變化的系統(tǒng)誤差周期變化的系統(tǒng)誤差 復(fù)雜變化的系統(tǒng)誤差復(fù)雜變化的系統(tǒng)誤差 58 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 2) 粗大誤差粗大誤差 n超出一定測(cè)量條件預(yù)計(jì)下的測(cè)量誤差，對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生明顯超出一定測(cè)量條件預(yù)計(jì)下的測(cè)量誤差，對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生明顯 歪曲，為異常值歪曲，為異常值 。 n產(chǎn)生原因：主觀原因如人員疏忽的讀數(shù)誤差；客觀原因如外產(chǎn)生原因

46、：主觀原因如人員疏忽的讀數(shù)誤差；客觀原因如外 界突然震動(dòng)。界突然震動(dòng)。 n判別準(zhǔn)則包括：判別準(zhǔn)則包括： 3 準(zhǔn)則（拉依達(dá)準(zhǔn)則（拉依達(dá)(PaTa)準(zhǔn)則）準(zhǔn)則）, t檢驗(yàn)準(zhǔn)則檢驗(yàn)準(zhǔn)則 格拉布斯格拉布斯(Grubbs)準(zhǔn)則準(zhǔn)則 n粗大誤差應(yīng)該剔除粗大誤差應(yīng)該剔除 59 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 3) 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 n在相同條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，其誤差的大在相同條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，其誤差的大 小和符號(hào)以不可預(yù)見的方式變化的誤差。小和符號(hào)以不可預(yù)見的方式變化的誤差。 n對(duì)同一被除數(shù)測(cè)量對(duì)同一被除數(shù)測(cè)量 進(jìn)行連續(xù)多次重復(fù)測(cè)量而得到一進(jìn)行連續(xù)多次重復(fù)測(cè)量而得到一 系列測(cè)

47、得值時(shí)，它們的隨機(jī)誤差的總體存在著一定系列測(cè)得值時(shí)，它們的隨機(jī)誤差的總體存在著一定 的規(guī)律性。的規(guī)律性。 n實(shí)驗(yàn)表明，隨機(jī)誤差通常服從正式分布規(guī)律。實(shí)驗(yàn)表明，隨機(jī)誤差通常服從正式分布規(guī)律。 60 正確度：所有系統(tǒng)誤差的綜合正確度：所有系統(tǒng)誤差的綜合 精密度：隨機(jī)誤差的大小精密度：隨機(jī)誤差的大小 精確度：接近真值的程度，包含隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差精確度：接近真值的程度，包含隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差 61 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 o 隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律 n隨機(jī)誤差服從正式分布規(guī)律。因此，可以利用概率和數(shù)隨機(jī)誤差服從正式分布規(guī)律。因此，可以利用概率和數(shù) 理統(tǒng)計(jì)的

48、一些方法來掌握隨機(jī)誤差的分布特性，估算誤理統(tǒng)計(jì)的一些方法來掌握隨機(jī)誤差的分布特性，估算誤 差范圍，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理。差范圍，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理。 n正態(tài)分布曲線（正態(tài)分布曲線（Gauss Distribution） ) 2 ( 2 2 2 1 ey O 分布曲線 （正態(tài) 分布) 其中，其中， 是標(biāo)準(zhǔn)偏差，是標(biāo)準(zhǔn)偏差， 是隨機(jī)誤差，是隨機(jī)誤差，y是概率密度函數(shù)是概率密度函數(shù) 理論上，正態(tài)分布的中心位置的均值理論上，正態(tài)分布的中心位置的均值 代表被測(cè)量的真值代表被測(cè)量的真值Q， 標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 代表測(cè)得值的集中代表測(cè)得值的集中/分散程度。分散程度。 62 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)

49、據(jù)處理 n 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 i Qxi i n 標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 nn n i i n 1 2 22 2 2 1 正態(tài)分布的隨機(jī)誤差的四個(gè)基本特征：正態(tài)分布的隨機(jī)誤差的四個(gè)基本特征： 單峰性：?jiǎn)畏逍裕?絕對(duì)值越小的隨機(jī)誤差出現(xiàn)概率大，反之小，存在一個(gè)最大值；絕對(duì)值越小的隨機(jī)誤差出現(xiàn)概率大，反之小，存在一個(gè)最大值； 對(duì)稱性：對(duì)稱性： 絕對(duì)值相等的正負(fù)隨機(jī)誤差出現(xiàn)概率相等；絕對(duì)值相等的正負(fù)隨機(jī)誤差出現(xiàn)概率相等； 有界性：有界性： 在一定測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差絕對(duì)值不超過一定界限；在一定測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差絕對(duì)值不超過一定界限； 抵償性：抵償性： 測(cè)量次數(shù)增加，算術(shù)平均值趨于零。測(cè)量次數(shù)增加，算術(shù)平

50、均值趨于零。 63 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 n 隨機(jī)誤差概率的計(jì)算隨機(jī)誤差概率的計(jì)算 n計(jì)算隨機(jī)誤差概率，就是求正態(tài)分布曲線與橫坐標(biāo)之間計(jì)算隨機(jī)誤差概率，就是求正態(tài)分布曲線與橫坐標(biāo)之間 在隨機(jī)誤差在隨機(jī)誤差 的制定區(qū)間的面積。的制定區(qū)間的面積。求積分求積分 n隨機(jī)誤差落在隨機(jī)誤差落在- ,+ 之間的概率之間的概率P(- ,+ )是是 n置信區(qū)間和置信概率置信區(qū)間和置信概率 dedyP 2 2 2 , 2 1 %44.959544. 0,2 %26.686826. 0, P P %99.999999. 0,4 P 9 99 9. .7 73 3% %0 0. .9 99 9

51、7 73 3P P3 3, , 64 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 n 極限誤差極限誤差 n一般，將一般，將 3 作為單次測(cè)量的隨機(jī)誤差的作為單次測(cè)量的隨機(jī)誤差的極限誤差極限誤差： n當(dāng)當(dāng)z= / 取值不同時(shí)，對(duì)應(yīng)不同的概率，得到不同的極取值不同時(shí)，對(duì)應(yīng)不同的概率，得到不同的極 限誤差，不同的置信度（置信概率）。限誤差，不同的置信度（置信概率）。 n n i i 1 2 min 33 65 3.3 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 1. 隨機(jī)誤差的處理步驟隨機(jī)誤差的處理步驟 1) 計(jì)算測(cè)量列的算術(shù)平均值計(jì)算測(cè)量列的算術(shù)平均值 N足夠大時(shí)，足夠大時(shí)， 2) 計(jì)算剩余誤差（殘差）計(jì)算剩余誤差（殘差） 3