公差與技術(shù)測量2

1、公差與技術(shù)(jsh)測量測量(cling)技術(shù)基礎(chǔ)共二十八頁第二章 測量(cling)技術(shù)基礎(chǔ)一、長度基準(zhǔn)與量值傳遞(chund)（自學(xué)）二、測量方法與計量器具（自學(xué)）三、測量誤差四、測量誤差及其處理五、等精度測量列的數(shù)據(jù)處理共二十八頁量 塊1 量塊(lin kui)（gauge block） 是一種沒有刻度的端面量具，即呈六面體形、且一對互相平行的測量面間具有精確尺寸的長度計量器具。量塊和輔助體角度量塊共二十八頁2 量塊(lin kui)的長度中心(zhngxn)長度：量塊一個測量面的中心點到另一測量面之間的垂直距離。標(biāo)稱長度：每塊量塊反映一個尺寸，量塊上標(biāo)記出的尺寸為標(biāo)稱長度。檢定長度：經(jīng)

2、檢定后給出的量塊中心長度的實際尺寸。量 塊量塊長度：量塊一個測量面上的任意點到另一測量面之間的垂直 距離。標(biāo)稱長度共二十八頁3 量塊(lin kui)的精度量 塊量塊的分級 JJG146-2003規(guī)定，量塊按制造精度分為五級：K、0、1、2、3級。其中K級精度最高。 量塊按“級”使用時，以其標(biāo)稱長度作為工作尺寸，該尺寸包含了量塊的制造誤差。量塊的分等 JJG146-2003規(guī)定，量塊按檢定精度分為五等：1、2、3、4、5等。 量塊按“等”使用時，以其檢定長度作為工作尺寸，該尺寸排除了量塊的制造誤差影響，但包含了較小的測量誤差。量塊按“等”使用比按“級”使用時的測量精度高！共二十八頁4 量塊(l

3、in kui)的使用 特 點：量塊的測量面之間具有研合性，可以在一定尺寸范圍(fnwi)內(nèi)將量塊組合成所需的工作尺寸。組合原則：使用量塊數(shù)最少，一般不超過四塊。量塊的套：我國成套生產(chǎn)的量塊共有17種套別，例如91塊、83塊、46塊、38塊等。量 塊研合方法：按照從大尺寸到小尺寸的順序依次研合量塊組。共二十八頁量 塊尺寸范圍（mm）間隔（mm）小計（塊）1.011.491.51.92.09.51010010.51.0050.010.10.510-495161011183塊一套的量塊的組成組合(zh)方法：消去最小尾數(shù)法。量塊(lin kui)的組合例如：33.625mm；69.785mm共二十八

4、頁相對測量(cling)機械比較儀（1量塊，2被測工件）相對測量：又稱比較測量，是指計量器具顯示被測幾何量相對于已知標(biāo)準(zhǔn)量的偏差(pinch)。 一般說來，相對測量的測量精度比絕對測量高。比較儀機械比較儀光學(xué)比較儀共二十八頁三 測量誤差1 測量誤差的基本概念測量誤差：即測得值與被測量(cling)真值的近似程度在數(shù)值上的表現(xiàn)，其大小反映測量(cling)精度的高低。（1）絕對誤差(ju du w ch)：測量值 x 與被測量真值 x0 的差，即：（2）相對誤差：絕對誤差的絕對值與被測量真值之比，即注：相對誤差無量綱，通常用百分比表示。注：絕對誤差是代數(shù)值，有量綱。真值表示為 ，常用相對真值或算

5、術(shù)平均值來代替。共二十八頁2 測量誤差的來源(liyun) 測量誤差主要(zhyo)受測量過程中的各因素（包括環(huán)境、儀器、方法、人員等）的影響：測量環(huán)境：包括測量溫度、振動、濕度、凈化程度等。測量儀器：原理誤差（如設(shè)計原理誤差、不符合阿貝原則）、制造誤差、裝配調(diào)整誤差、磨損誤差等。測量方法：如測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不統(tǒng)一（如用游標(biāo)測齒卡尺測量分度圓弦齒厚）、安裝定位不正確等。測量人員：使用儀器不正確、讀數(shù)錯誤等。三 測量誤差共二十八頁阿貝原則(yunz)： 在設(shè)計計量器具或測量零件時，應(yīng)將被測量長度與基準(zhǔn)長度安置(nzh)在同一直線上。不符合阿貝原則的儀器舉例游標(biāo)卡尺三 測量誤差共二十八頁符合阿貝

6、原則(yunz)的儀器舉例千分尺三 測量誤差共二十八頁3測量誤差的分類(fn li)定值系統(tǒng)誤差：一定(ydng)測量條件下，多次測量同一量值時，大小和符號不變的誤差，稱為定值系統(tǒng)誤差。（1）系統(tǒng)誤差（systematic error）特點：系統(tǒng)誤差理論上可以消除，實際測量中應(yīng)設(shè)法避免產(chǎn)生，難以避免時應(yīng)設(shè)法加以消除或盡可能減小。（2）隨機誤差（random error） 一定測量條件下，多次測量同一量值時，大小和符號以不可預(yù)定的方式變化的誤差。特點：由一些不確定的或偶然因素引起，無法加以控制，不可能完全消除。連續(xù)多次重復(fù)測量時，隨機誤差符合一定的概率統(tǒng)計規(guī)律。三 測量誤差變值系統(tǒng)誤差：一定測量

7、條件下，多次測量同一量值時，大小和符號按一定規(guī)律變化的誤差，稱為變值系統(tǒng)誤差。共二十八頁（3）粗大(cd)誤差（parasitic error） 一定測量條件下，對測量結(jié)果產(chǎn)生(chnshng)明顯歪曲的測量誤差。特點：通常由主觀疏忽大意或客觀條件劇變引起，數(shù)值較大，會明顯歪曲測量結(jié)果，不允許存在，必須剔除。三 測量誤差正確度系統(tǒng)誤差精密度隨機誤差準(zhǔn)確度系統(tǒng)誤差和隨機誤差共二十八頁四 測量誤差的處理(chl)1. 隨機誤差的處理(chl)(1) 隨機誤差的分布規(guī)律 大量實驗表明：大多數(shù)情況下，隨機誤差符合正態(tài)分布規(guī)律。 標(biāo)準(zhǔn)偏差 是評定隨機誤差的重要參數(shù)，其大小反映了測量精度的高低。(即越小，

8、測量精度越高)正態(tài)分布曲線共二十八頁符合(fh)正態(tài)分布隨機誤差的基本特性 單峰性：絕對值小的隨機誤差出現(xiàn)(chxin)的概率大。 對稱性：絕對值相等的正負(fù)隨機誤差出現(xiàn)的概率相同。 抵償性：一定條件下，對同一量值進(jìn)行多次重復(fù)測量，隨 測量次數(shù)的增加，隨機誤差的算術(shù)平均值趨于0。 有界性：在一定測量條件下，隨機誤差的絕對值不超過 一定的界限。即： 結(jié)論：一般取 3作為隨機誤差的極限值，表示為： lim= 3（結(jié)論：算術(shù)平均值可近似代替真值）四 測量誤差的處理共二十八頁（2）測量(cling)列中隨機誤差的處理 一定測量條件下，對同一被測量進(jìn)行連續(xù)N次測量，得到測量列：x1，x2，x3xN，假設(shè)其

9、中不存在系統(tǒng)誤差和粗大(cd)誤差，只存在隨機誤差。單次測量的測量極限誤差：利用極限誤差的形式表示單次測量的結(jié)果：其中 的值： 儀器直接告之 利用貝塞爾公式估算單次測量值xi的測量結(jié)果表示方法四 測量誤差的處理共二十八頁 （1）計算測量列的算術(shù)(sunsh)平均值（設(shè)測量次數(shù)為N次）：（2）計算(j sun)測量列的殘差（即測得值與算術(shù)平均值之差）:（3）利用貝塞爾公式估算單次測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差：利用貝塞爾公式估算單次測量值標(biāo)準(zhǔn)偏差的步驟：(其中N為測量次數(shù))四 測量誤差的處理共二十八頁計算(j sun)測量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差：算術(shù)(sunsh)平均值的測量極限誤差：其中:為單次測量值的標(biāo)準(zhǔn)

10、偏差，N為測量次數(shù)。以算術(shù)平均值 作為測量結(jié)果的表示方法 四 測量誤差的處理測量列算術(shù)平均值 的測量結(jié)果可表示為：共二十八頁2系統(tǒng)誤差的處理(chl)（1）發(fā)現(xiàn)(fxin)系統(tǒng)誤差的方法 實驗對比法發(fā)現(xiàn)定值系統(tǒng)誤差基本處理原則：設(shè)法避免；消除或盡可能減小。 殘差觀察法發(fā)現(xiàn)變值系統(tǒng)誤差如：預(yù)先檢定法等。四 測量誤差的處理共二十八頁（2）消除(xioch)系統(tǒng)誤差的方法 從產(chǎn)生(chnshng)誤差的根源上消除（最根本方法） 反向修正法（最常用方法）如：認(rèn)真檢查和調(diào)整測量儀器；選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法及測量環(huán)境等。四 測量誤差的處理 取系統(tǒng)誤差的相反數(shù)作為修正值，在測量值上加上修正值，即可將該測量值的系

11、統(tǒng)誤差消除。其中： xe為測量結(jié)果；xi為測量值；為系統(tǒng)誤差。共二十八頁 抵消法（消除大小相等、符號(fho)相反的系統(tǒng)誤差）四 測量誤差的處理(chl)誤差分布規(guī)律 若兩次測量值中出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差大小相等，方向相反，則測量結(jié)果可表示為：共二十八頁3粗大(cd)誤差的處理基本處理原則：判斷出測量(cling)列中含粗大誤差的值，剔除。拉依達(dá)準(zhǔn)則（3準(zhǔn)則）：凡是測量值與測量列的算術(shù)平均值之差（殘差）的絕對值大于標(biāo)準(zhǔn)偏差的三倍，即認(rèn)為該測量值含有粗大誤差。應(yīng)用：按測量列的順序依次判斷，剔除一個后重新計算算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，再判斷，即每次只能剔除一個粗大誤差。注意：當(dāng)測量次數(shù)N10或N=10時，此準(zhǔn)

12、則不可用； 當(dāng)測量次數(shù)N50時，此準(zhǔn)則可靠性較差。常用的判斷粗大誤差的準(zhǔn)則四 測量誤差的處理共二十八頁五 等精度(jn d)測量列的數(shù)據(jù)處理等精度(jn d)測量：相同條件下對同一被測量進(jìn)行連續(xù)的多次測量。1. 直接測量的數(shù)據(jù)處理（1）判斷測量列中是否存在定值系統(tǒng)誤差；（3）判斷測量列中是否存在粗大誤差；（4）計算隨機誤差的極限；（5）確定測量結(jié)果。 直接測量獲得的某等精度測量列中，可能存在隨機誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差，處理步驟如下：（2）判斷測量列中是否存在變值系統(tǒng)誤差；共二十八頁2. 間接測量的數(shù)據(jù)處理設(shè)間接測量中，被測量 y 與實測量的函數(shù)關(guān)系(gun x)表示為：各實測量(cling)

13、的系統(tǒng)誤差為：各實測量的測量極限誤差為：（1）被測量的系統(tǒng)誤差計算：（2）被測量的測量極限誤差計算：（3）測量結(jié)果：五 等精度測量列的數(shù)據(jù)處理共二十八頁本 章 小 結(jié) 重點掌握量塊的精度，能夠組合使用量塊。 掌握測量誤差、相對測量、間接測量等基本概念，能夠分析測量誤差的來源。 掌握測量誤差的分類及特點，重點掌握各類 測量誤差的處理(chl)原則及方法。 理解等精度測量列的數(shù)據(jù)處理步驟及方法。共二十八頁本章(bn zhn)作業(yè)題（3月24日（下周二）前交至J8-220）1. 用某儀器對某尺寸進(jìn)行等精度測量，假設(shè)(jish)測量列中僅存在隨機誤差，已知單次測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.002mm。（1）如果

14、僅進(jìn)行一次測量，測量值為18.732mm，試表示出該測量結(jié)果。（2）如果進(jìn)行重復(fù)測量4次，測量值分別為18.732mm，18.735mm，18.736mm，18.733mm，試寫出算數(shù)平均值表示的測量結(jié)果。（3）如果要使算術(shù)平均值的測量極限誤差不大于0.002mm，應(yīng)至少重復(fù)測量多少次？2. 在大型工具顯微鏡中用間接測量法測孔間距L，被測量L與實測量x和y的函數(shù)關(guān)系式為 ，今測得x=8mm，y=6mm，已知測量中僅存在系統(tǒng)誤差x=+0.030mm，y= - 0.020mm，求L的測量結(jié)果。共二十八頁內(nèi)容摘要公差與技術(shù)測量。是一種沒有刻度的端面量具，即呈六面體形、且一對互相平行的測量面間具有精確尺寸的長度計量器具。研合方法：按照從大尺寸到小尺寸的順序依次研合量塊(lin kui)組。83塊一套的