互換性與標(biāo)準(zhǔn)化：第一章 互換性與標(biāo)準(zhǔn)化概論

1、zxb第一章 互換性與標(biāo)準(zhǔn)化概論 zxb1-1 互換性、及其作用和意義一、什么是互換性 a. 燈泡和燈頭， b. 自行車和自行車零件， c. 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)的板卡。d. 光纖轉(zhuǎn)換器件 1zxb1. 互換性：（對(duì)機(jī)械工業(yè)的定義） 2（書中第1頁(yè)，第3小段）機(jī)器制造中的互換性，是指按規(guī)定的幾何、物理及其它質(zhì)量參數(shù)的極限范圍（公差），來(lái)分別制造機(jī)器的各個(gè)組成部分，使其在裝配與更換時(shí)，不需要輔助加工和修配，便能很好地滿足使用和生產(chǎn)上的要求。它不僅是一種技術(shù)屬性，更重要的它是技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義上的生產(chǎn)原則與技術(shù)基礎(chǔ)。zxb2. 具體怎樣使零件具有互換性呢？ 說(shuō)明：即按“公差”來(lái)制造。什么是公差呢？公差就是實(shí)際

2、參數(shù)值允許的最大變動(dòng)量。3zxb制造時(shí)按公差加工；裝配時(shí)不需要修配；使用時(shí)能滿足要求；只要滿足了這三條就基本可滿足機(jī)器的生產(chǎn)和使用的互換性要求。 43. 互換性的要點(diǎn) zxb二、互換性的分類 5幾何參數(shù)互換性：規(guī)定幾何參數(shù)公差，以保證成品的幾何參數(shù)充分近似，例如燈泡和燈頭的尺寸，就是幾何尺寸互換性功能互換性：不僅規(guī)定幾何參數(shù)公差，還包括其它一些參數(shù)，化學(xué)，光學(xué)，電學(xué)等參數(shù) 1. 按互換性的參數(shù)分：幾何參數(shù)互換性，功能互換性zxb62. 按互換性的程度：完全互換，不完全互換 完全互換：任取一個(gè)零件（或部件）就能滿足要求，進(jìn)行互換。 不完全互換：對(duì)零件（或部件）有一定選擇，才能滿足要求。不完全互換

3、，它可分為：概率互換，分組互換，調(diào)整互換和修配互換zxb概率互換，（有小概率的零件不具有互換性）分組互換（一類零件是分組的，組內(nèi)零件，具有互換性，組間零件不具有互換性。例如滾動(dòng)軸承的組成零件的制造和發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿小頭孔和活塞銷的配合的結(jié)合的制造 ，-，這樣作使加工成本低，最后成品精度高）7zxbTf= TH +TS （1），TH ：孔的公差； TS ：軸的公差TH=nTH （2），TS =n TS （3），（ TH是孔的制造公差， TS是軸的制造公差） zxb調(diào)整互換和修配互換把調(diào)節(jié)環(huán)進(jìn)行調(diào)整來(lái)達(dá)到使用要求，調(diào)整互換；對(duì)調(diào)節(jié)環(huán)進(jìn)行修配來(lái)滿足使用要求修配互換。注意：這之后，不再有互換性，但其精度卻

4、是很高的。 ）調(diào)節(jié)環(huán)zxb三、互換性的作用和意義 8 互換性不僅是零部件等機(jī)械組成部分的一種技術(shù)屬性，而且是具有重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義的生產(chǎn)原則與生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)，即它是現(xiàn)代大工業(yè)的基礎(chǔ)。 為了讓大家對(duì)互換性的在機(jī)械制造中的作用了解得清楚一些，我們具體從設(shè)計(jì)，制造和使用幾方面進(jìn)行分析。 zxb1. 設(shè)計(jì)時(shí)由于產(chǎn)品構(gòu)成的各部分按互換性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)大為簡(jiǎn)單，從而節(jié)省了時(shí)間，便于更新快，也便于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）2. 加工時(shí)可按協(xié)作方式進(jìn)行加工，各個(gè)部分的加工具體單一，保證質(zhì)量好，成本低。 9zxb3、裝配時(shí)可以進(jìn)行流水線作業(yè)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度小，而且縮短裝配周期，還可降低成本。 104、使用時(shí)維修方便，時(shí)間

5、短，找一個(gè)同一樣零部件換上就行了，保證了機(jī)器工作的連續(xù)性和持久性，提高了機(jī)械的使用價(jià)值產(chǎn)品的維護(hù)是現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)的產(chǎn)品后備服務(wù)了的一個(gè)重要方面。 zxb11 從以上分析可以看出互換性與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展密切聯(lián)系，其作用和意義是巨大的，并且，現(xiàn)在互換性超出了機(jī)械工業(yè)的范疇，擴(kuò)大到其它領(lǐng)域:光電子工業(yè)，通信業(yè)，微電子工業(yè)，特別微電子工業(yè)和光電子工業(yè)，其產(chǎn)品及元器件的互換性使之廣泛的應(yīng)用，廣義互換性的作用顯得特別突出，其意義是巨大的。zxb現(xiàn)在國(guó)際上已經(jīng)實(shí)施了新一代GPS幾何產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 最近美國(guó)僅通過(guò)對(duì)機(jī)械、電子工業(yè)市場(chǎng)的精確估計(jì)，提出所有直接涉及到使用GPS標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)電工業(yè)的全球年支出為645億美元。

6、ISO/TC 213統(tǒng)計(jì)公布，機(jī)電產(chǎn)品成本的 80% 均與 GPS 有關(guān)。zxb我們先讓同學(xué)們了解互換性的作用和意義，就更清楚這門課在同學(xué)們知識(shí)結(jié)構(gòu)中的地位。由于GPS標(biāo)準(zhǔn)是最基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)之一，它涉及許多相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)在GPS標(biāo)準(zhǔn)體系方面的落后，勢(shì)必妨礙我國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)整體水平的提高，制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步。 zxb題外：computer and English很重要，同學(xué)們也很重視。但專業(yè)也是很重要的。人們做過(guò)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在主要的企業(yè)需要的是computer and English好的專業(yè)型人才。 12zxb 下面我用廣義互換性的例子來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本課程的重要性。比如說(shuō)第三代移動(dòng)通信無(wú)線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

7、3G，它的通信帶寬是2M以上，可以上網(wǎng)和在線看電影。 同學(xué)們都知道第一代為模擬系統(tǒng)和第二代的GSM數(shù)字系統(tǒng)都是進(jìn)口產(chǎn)品，特別是標(biāo)準(zhǔn) 。 中國(guó)和德國(guó)西門子的第三代移動(dòng)通信無(wú)線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是TD-SCDMA （中國(guó)移動(dòng)，大唐電信）意味著一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)。在被國(guó)際電聯(lián)（ITU）正式接納為第三代移動(dòng)通信無(wú)線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之后，TD-SCDMA以其突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和廣闊的市場(chǎng)前景在世界范圍內(nèi)引起了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，與美國(guó)WCDMA（聯(lián)通）、日本cdma2000 （聯(lián)通和中國(guó)電信）等并列，成為國(guó)際第三代移動(dòng)通信三大主流技術(shù)之一。13zxb說(shuō)明：技術(shù)領(lǐng)先地位制定標(biāo)準(zhǔn)，再在市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位三流的企業(yè)賣勞力；二流的企

8、業(yè)賣產(chǎn)品；一流的企業(yè)賣專利；超一流的企業(yè)賣標(biāo)準(zhǔn)。 zxb四、 制造誤差與精度設(shè)計(jì)互換性生產(chǎn)的全過(guò)程均存在誤差，幾何參數(shù)的極限范圍（公差）適用于設(shè)計(jì)、加工檢測(cè)、裝配、使用等互換性生產(chǎn)的全過(guò)程公差用來(lái)限制制造誤差的，機(jī)械工程的幾種制造誤差，即幾何參數(shù)的誤差包括： 1）尺寸誤差；2）幾何誤差（形狀及相互位置誤差）（波距10mm）；3）波紋度（10mm波距1mm）；4）表面粗糙度（波距1mm）1. 互換性與制造誤差zxb2）幾何誤差又稱形狀與位置誤差形狀誤差：實(shí)際要素與其理想要素之間的差別位置誤差：制件上幾個(gè)要素的實(shí)際相對(duì)位置與其理想相對(duì)位置的不一致1）尺寸誤差制成件的實(shí)際尺寸與規(guī)定的期望尺寸的不一致

9、zxb3）波紋度介于宏觀和微觀幾何形貌誤差（10mm波距1mm）之間實(shí)際表面幾何特征；4）表面粗糙度又稱微觀幾何形貌誤差圖1-2中制件實(shí)際表面存在微小間距、高度的微觀峰谷的微觀幾何形貌特征幾何形貌誤差按尺寸特征分為：形狀誤差、波紋度、表面粗糙度。zxb幾何參數(shù)的精度包括：1. 尺寸精度2.幾何誤差的控制要求（形狀及相互位置誤差）（波距10mm）3. 波紋度（10mm波距1mm）4. 表面粗糙度（波距1mm）zxb 機(jī)械零件是由構(gòu)成其幾何特征的若干點(diǎn)、線、面組成的，這些點(diǎn)、線、面統(tǒng)稱為幾何要素（簡(jiǎn)稱要素）。 要 素：構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面稱為要素 （GB/T18780-2002產(chǎn)品幾何量技

10、術(shù)規(guī)范（GPS）幾何要素 第1部分2要素的定義 zxb 零件幾何要素的圖例點(diǎn)要素：圓錐頂點(diǎn)5和球心8；線要素：素線6和軸線7；面要素：球面1圓錐面2環(huán)狀平面3和圓柱面 4。zxb根據(jù)不同特征對(duì)要素進(jìn)行分類如下：1按狀態(tài)分為理想要素和實(shí)際要素理想要素：純幾何學(xué)意義的要素 實(shí)際要素：零件上實(shí)際存在的要素 2按結(jié)構(gòu)分為輪廓要素和中心要素(例)zxbzxb3. 精度設(shè)計(jì)精密儀器及裝備的專業(yè)基本常識(shí)： 1）系統(tǒng)的規(guī)劃(功能和精度分析；組成和構(gòu)架，機(jī)械、電器、測(cè)量等部件和數(shù)學(xué)模型；保證精度的工藝體系)2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)（功能設(shè)計(jì)；精度設(shè)計(jì)：靜態(tài)的零部件、機(jī)器的誤差極限設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)軌跡的誤差極限的設(shè)計(jì)）zxb

11、3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸穩(wěn)定性設(shè)計(jì)（尺寸精度，材料，應(yīng)力，精度壽命）4）加工制造（精密設(shè)備、測(cè)量、修正、工藝、工藝經(jīng)驗(yàn)與工藝數(shù)據(jù)積累）5）裝配（測(cè)量技術(shù)、修正、工藝、工藝經(jīng)驗(yàn)與工藝數(shù)據(jù)積累）6）終端精度測(cè)量與補(bǔ)償；，校準(zhǔn)技術(shù)和方法本教材的精度設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容確定零部件、機(jī)器的幾何參數(shù)公差及其評(píng)定方法。zxb1-2 互換性生產(chǎn)的前提標(biāo)準(zhǔn)化 一、標(biāo)準(zhǔn)1廣義標(biāo)準(zhǔn)：大家共同遵守的某種約定2標(biāo)準(zhǔn)：（GB3935.183）它以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。它的特點(diǎn)：實(shí)踐性、廣泛性、統(tǒng)一性、技術(shù)法律性 發(fā)展性、變化性。標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)依照實(shí)用范

12、圍：國(guó)家、專業(yè)、地方、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)分類依照類別而定:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法和安全、衛(wèi)生、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)）zxb標(biāo)準(zhǔn)分類圖示說(shuō)明zxb二、標(biāo)準(zhǔn)化1定義：標(biāo)準(zhǔn)化是指通過(guò)制定、貫徹、實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)以達(dá)到統(tǒng)一，獲得最佳秩序和社會(huì)效益的整個(gè)活動(dòng)過(guò)程。比如象日常的尺寸、重量、時(shí)間、功率等，都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行的法規(guī)，檢定規(guī)程等等。標(biāo)準(zhǔn)化主要是建立一種體系，目的是為了優(yōu)化、簡(jiǎn)化等（以尺寸為例）（單位、法規(guī)、檢定）zxb2標(biāo)準(zhǔn)化的歷史和現(xiàn)狀1926、ISO成立（ISO-國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織International standards organization ）,中國(guó)1947加入ISO,194

13、9被除名，1978年恢復(fù)。1990年主要國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)10，590種 德國(guó)國(guó)標(biāo)20，000多種 中國(guó)國(guó)標(biāo)4，463種，1993 IEC（國(guó)際電工協(xié)會(huì)）其作用越來(lái)越大，電子與計(jì)算機(jī)領(lǐng)域？ ITUzxb3標(biāo)準(zhǔn)化的作用和意義一個(gè)國(guó)家國(guó)標(biāo)種類多少表明這個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，標(biāo)準(zhǔn)越多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高；同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)化也保證了經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有法可依，順利進(jìn)行。 zxb三、優(yōu)先數(shù)系 工程上各種技術(shù)參數(shù)的協(xié)調(diào)、簡(jiǎn)化和統(tǒng)一，是標(biāo)準(zhǔn)化的重要內(nèi)容，比如：1、2、4、10把這些常用而多用的數(shù)歸一化，就形成了一種數(shù)值系統(tǒng)優(yōu)先數(shù)系 zxb1實(shí)數(shù)與技術(shù)參數(shù) 實(shí)數(shù) 連續(xù),是有理數(shù)和無(wú)理數(shù)的集合 技術(shù)參數(shù)是有理數(shù)，應(yīng)該是離散的 圖

14、1-2-1 zxb2優(yōu)先數(shù)系 由于工程中常見10倍和倍增關(guān)系的數(shù)，例如車床轉(zhuǎn)速25/50/250圖紙的尺寸，就以此為基礎(chǔ)，對(duì)各種技術(shù)參數(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)、簡(jiǎn)化和統(tǒng)一的一種科學(xué)的數(shù)值制度，工程中通常采用十進(jìn)制的幾何級(jí)數(shù)（包括了2倍關(guān)系數(shù)）。 這個(gè)數(shù)系包含0.1,1,10a） 十進(jìn)段（就是10倍關(guān)系數(shù)）110，10100， 10N和10.1，0.10.01為十進(jìn)段b） 細(xì)分十進(jìn)段: 每個(gè)十進(jìn)段細(xì)分為m段等比節(jié)數(shù)，公比q。細(xì)分后每間隔遞增x 項(xiàng)，后項(xiàng)是前項(xiàng)的2倍，構(gòu)成倍數(shù)關(guān)系。而細(xì)分的數(shù)，包含在優(yōu)先數(shù)系中，并以公比q構(gòu)成細(xì)分十進(jìn)段。zxb圖1-2-2Y0YxYm遞增x 項(xiàng)zxb證明： qm=10 又 qx=

15、2 所以zxb（GB321）和（ISO3）具體的規(guī)定為: m = 10 20 40 1.25 1.12 1.066zxbR10，R20，R40系列數(shù)見P15表1-2。 R80系列數(shù)數(shù)值分得更細(xì)，作為補(bǔ)充，而R5不包括2倍關(guān)系數(shù)R51.001.602.504.006.3010.00R101.001.251.602.002.503.154.005.006.308.0010.00R201.001.121.251.401.601.802.002.242.502.803.153.554.004.505.005.606.307.108.009.0010.00R401.001.061.121.181.251

16、.321.401.501.601.701.801.902.002.122.242.362.502.652.803.003.153.353.553.754.004.254.504.755.005.305.606.006.306.707.107.508.008.509.009.5010.00zxb3優(yōu)先數(shù)的優(yōu)點(diǎn) （1）相鄰項(xiàng)的相對(duì)誤差均勻相對(duì)誤差（2）插補(bǔ)方便 同一數(shù)系中，優(yōu)先數(shù)（理論值）的積商，整數(shù)次乘方等仍為優(yōu)先數(shù)。 因?yàn)檫@些優(yōu)先數(shù)值這兩個(gè)特點(diǎn)，所以這個(gè)數(shù)值制度在國(guó)際上廣泛應(yīng)用。這是一個(gè)典型的標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化的例子。 zxb第二章 技術(shù)測(cè)量概論 圖2-1 以太漂移試驗(yàn) zxb一、技術(shù)測(cè)量的定義 測(cè)

17、量（狹義）：是被測(cè)量與單位量比較，確定其比值的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。技術(shù)測(cè)量（狹義）：指對(duì)長(zhǎng)度、角度、形狀位置誤差、表面粗糙度等幾何量的測(cè)量。 2-1 技術(shù)測(cè)量的基本知識(shí)zxb二、長(zhǎng)度基準(zhǔn) 1單位基準(zhǔn)國(guó)際和國(guó)標(biāo)長(zhǎng)度單位基準(zhǔn)為1m，另外規(guī)定長(zhǎng)度單位1m=1000mm, 1mm=1000m, 1m=1000nm 定義了長(zhǎng)度單位基準(zhǔn),就要物理(實(shí)物)實(shí)現(xiàn)它。 對(duì)單位基準(zhǔn)的要求：準(zhǔn)確，可靠，易復(fù)現(xiàn)。zxb單位基準(zhǔn)的發(fā)展歷史 先是人為基準(zhǔn)，比如皇帝的臂長(zhǎng)法國(guó)巴黎米石（相當(dāng)于現(xiàn)在0.84m）鉑銥單位基準(zhǔn)（米原器）（巴黎）（從實(shí)物到物理參數(shù)的質(zhì)變是）氪光波波長(zhǎng)激光光速在某個(gè)時(shí)間的間隔1299792458秒內(nèi)的光行程，從

18、而實(shí)現(xiàn)了單位基準(zhǔn)的準(zhǔn)確，可靠，易復(fù)現(xiàn)。 zxb2實(shí)物基準(zhǔn)量塊，線紋尺（以量塊最廣泛）量塊的形狀 長(zhǎng)方形 長(zhǎng)圓柱形zxb量塊的特征： 是端面量具， 兩測(cè)量面平 行度高，表 面粗糙度高， 光潔易粘合， 并且材料線 膨脹系數(shù)小。 zxb量塊精度：為滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)量塊精度的要求：級(jí)和等，一般量塊按制造精度分為0、1、2、3、4級(jí)和校準(zhǔn)級(jí)K級(jí)，其中0級(jí)精度最高，按量塊的標(biāo)注尺寸使用，含加工誤差；按檢定精度分為1、2、3、4、5、6共六等，1等精度最高，按量塊的檢定書上的尺寸使用，含測(cè)量誤差。 zxb量塊是按成套生產(chǎn)的，根據(jù)GB6093-85規(guī)定，量塊共有17種套別，其每套數(shù)目為91、83、46、38

19、、10、8、6、5等。 選用不同尺寸的量塊組合所需尺寸時(shí)，為了減小量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的數(shù)目，注意：一般不能多于3塊。選用量塊時(shí)，應(yīng)從消去所需尺寸最小尾數(shù)開始，逐一選取。 例如:62.069-1.009+1.06+60.000( 91)。注意：量塊尺寸都是指工作面中心點(diǎn)之間的距離尺寸zxb三、量值傳遞 量值傳遞 系統(tǒng)zxb三、量值傳遞 1組織保證：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局 省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局地（市）質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局工廠企業(yè)。2技術(shù)保證：采用檢定規(guī)程（它規(guī)定了檢定用的儀器，方法，環(huán)境要求） zxb四、測(cè)量方法分類 測(cè)量方法：是指測(cè)量原理、測(cè)量器具和測(cè)量條件等的總稱。但是，在實(shí)際工作中，往往

20、單純從獲得測(cè)量結(jié)果的方式來(lái)理解測(cè)量方法，它可按不同特征分類。 測(cè)量條件主要包括環(huán)境條件和人員的操作水平zxb1. 按所測(cè)之量是否為要測(cè)之量，測(cè)量方法可分為直接測(cè)量與間接測(cè)量直接測(cè)量, 從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上得到要測(cè)之量的整個(gè)數(shù)值或相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的偏差。直接測(cè)量又可分為絕對(duì)量法與相對(duì)（比較）量法 .間接測(cè)量, 測(cè)量有關(guān)量，并通過(guò)一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式，求得要測(cè)之量的數(shù)值。zxb2. 按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少，測(cè)量方法可分為綜合測(cè)量與單項(xiàng)測(cè)量 單項(xiàng)測(cè)量 一次測(cè)量零件的一個(gè)參數(shù)。效率較低，一般用于刀具與量具的測(cè)量、廢品分析以及工序檢驗(yàn)等。 綜合測(cè)量 同時(shí)測(cè)量零件幾個(gè)相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合參數(shù)。一般效率較

21、高；對(duì)保證零件的互換性更為可靠，常用于完工零件的最終檢驗(yàn)。zxb3. 按量?jī)x與被測(cè)工件表面之間是否有機(jī)械作用的測(cè)量力，測(cè)量方法可分為接觸測(cè)量與非接觸測(cè)量. 接觸測(cè)量 儀器的測(cè)量頭與被測(cè)零件表面直接接觸，并有機(jī)械作用的測(cè)量力存在。特點(diǎn)是穩(wěn)定，但有彈性變形，容易磨損及對(duì)工件造成劃傷。 非接觸測(cè)量 儀器的測(cè)頭與被測(cè)零件之間沒(méi)有機(jī)械作用的測(cè)量力。無(wú)變形，無(wú)磨損和無(wú)劃傷，靈敏度高，但受工件表面狀況影響大。 zxb4. 按技術(shù)測(cè)量在機(jī)械制造過(guò)程中所起的作用，測(cè)量方法可分為被動(dòng)測(cè)量與主動(dòng)測(cè)量。 主動(dòng)測(cè)量 （實(shí)時(shí)測(cè)量） 在零件加工過(guò)程中進(jìn)行的測(cè)量，補(bǔ)償修正 ，防止出廢品。現(xiàn)在越來(lái)越多。 被動(dòng)測(cè)量 零件加工后進(jìn)

22、行的測(cè)量。此時(shí)，測(cè)量結(jié)果僅用于發(fā)現(xiàn)并剔出廢品。zxb此外，按照被測(cè)的量或零件在測(cè)量過(guò)程中所處的形態(tài)，測(cè)量方法可分為靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量；按照在測(cè)量過(guò)程中，決定測(cè)量精度的因素或條件是否相對(duì)穩(wěn)定：測(cè)量方法可分為等精度測(cè)量與不等精度測(cè)量例如：用游標(biāo)卡尺測(cè)量一個(gè)軸的直徑zxb直接測(cè)量（絕對(duì)量法），單項(xiàng)測(cè)量，接觸測(cè)量，被動(dòng)測(cè)量 測(cè)量器具：多指量規(guī)和通用量具及其輔具zxb五、測(cè)量器具的基本度量指標(biāo) 1刻度間距 測(cè)量器具標(biāo)尺上相鄰兩個(gè)刻線中點(diǎn)間的實(shí)際距離或弧長(zhǎng)。（C=12.5mm）這樣一般肉眼容易辨別，比如大家用的直尺C=1mmzxb2分度值 每個(gè)刻度間距所代表的量值，比如直尺：1mm3示值誤差：測(cè)量器具的示

23、值與真值的差 例子zxb4校正值：用于修正測(cè)量結(jié)果的值。其絕對(duì)值與示值誤差的大小相等，但符號(hào)相反。真值=測(cè)量示值+校正值5示值范圍：測(cè)量器具的標(biāo)尺滿刻度所代表的被測(cè)量的值的大小。比如一個(gè)一米的卷尺的示值范圍1m，比較儀示值范圍100um 6測(cè)量范圍：測(cè)量器具在允許的誤差范圍內(nèi)所測(cè)被測(cè)量的最大測(cè)量值與最小之間的范圍。 zxb7.靈敏度(放大比)K 當(dāng)激勵(lì)與響應(yīng)為同一類量時(shí)， 靈敏度也可稱為放大比或放大倍數(shù)。8.靈敏限(遲鈍度):引起量?jī)x示值可察覺變化的被測(cè)值的最小變化量.或者說(shuō),不引起量?jī)x示值可察覺變化的被測(cè)值的最大變化量 8.穩(wěn)定性 測(cè)量?jī)x器保持其計(jì)量特性持續(xù)恒定的能力。 9.鑒別力閾 使測(cè)量

24、儀器產(chǎn)生未察覺的響應(yīng)變化的最大激勵(lì)變化，也可稱為靈敏閾或靈敏限。 zxb 10.分辨力 顯示裝置能有效辨別的最小的示值差。 11.測(cè)量力 在接觸測(cè)量中,計(jì)量器具的測(cè)頭與被測(cè)工件表面之間的接觸力。 12.量具的標(biāo)稱值 在量具上標(biāo)注的量值。zxb 13.測(cè)量器具的示值 由計(jì)量器具所指示的量值。14計(jì)量器具的重復(fù)性 在相同條件下，重復(fù)使用相同的被測(cè)量，測(cè)量?jī)x器提供非常相似示值的能力。15回程誤差 使用計(jì)量器具對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行往、返兩個(gè)方向測(cè)量時(shí)，其示值的變動(dòng)量。zxb16.測(cè)量不確定度 由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)測(cè)量結(jié)果不能肯定的程度。 17允許誤差 技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等對(duì)給定計(jì)量器具所允許的誤差極限值。1

25、8引用誤差 測(cè)量?jī)x器的誤差除以儀器的特定值。 zxb2-2 測(cè)量的基本原則1、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，各種基準(zhǔn)原則上應(yīng)該一致。設(shè)計(jì)，裝配，加工，測(cè)量(注塑機(jī)NOZZLE的；鍵槽)2、最小變形原則，被測(cè)工件與測(cè)量器具之間的相對(duì)變形最小。3、最短鏈原則，連接被測(cè)工件與測(cè)量器具的測(cè)頭之間的組成環(huán)節(jié)最少4、阿貝（Enst Abbe）原則，工件的被測(cè)量與測(cè)量器具的測(cè)頭標(biāo)尺應(yīng)該在一條直線上或在延長(zhǎng)線上。（進(jìn)而形成阿貝-布來(lái)恩J. B. Bryan建議 P51）（卡尺；荷蘭的0.1um的CMM）zxb5、閉合原則，在圓周封閉測(cè)量中，累積誤差為零，例如：齒距累積誤差測(cè)量，多棱體內(nèi)角測(cè)量6、重復(fù)原則，同一被測(cè)量應(yīng)多次測(cè)量

26、，以消除測(cè)量誤差的影響。7、隨機(jī)原則，按置信概率根據(jù)測(cè)量值給出真值所在的估計(jì)置信區(qū)間。zxb2-3 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 引子：不論測(cè)量?jī)x器精度有多高，在測(cè)量過(guò)程中，由于有各種誤差因素的存在，使得測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值存在差異， 這個(gè)差異我們稱之為測(cè)量誤差zxb測(cè)量誤差：測(cè)得值減去被測(cè)量的真值的代數(shù)差 ， 又稱絕對(duì)誤差。絕 對(duì)誤差與被測(cè)量的真值的比值 ， 稱為相對(duì)誤差。 當(dāng)被測(cè)量的基本尺寸相同時(shí)，可用絕對(duì)誤差的大小來(lái)評(píng)定測(cè)量精度的高低。絕對(duì)誤差大，測(cè)量精度低，反之則測(cè)量精度高。由于測(cè)量誤差大體上與被測(cè)尺寸的大小成正比。當(dāng)被測(cè)量的基本尺寸不同時(shí)，可用相對(duì)誤差 的大小來(lái)評(píng)定其測(cè)量精度。 測(cè)量誤差可按

27、原因和性質(zhì)分類 zxb按原因分四種 1 測(cè)量方法引起的誤差。測(cè)量方法不完善，例 ：基準(zhǔn)不統(tǒng)一的阿貝誤差，測(cè)頭的形狀和位置及測(cè)量力變形。2 測(cè)量器具引起的誤差。測(cè)量器具設(shè)計(jì)采用了近似設(shè)計(jì)，例- ；制造不準(zhǔn)確；使用中磨損。 3 客觀因素引起的誤差。例4 主觀因素引起的誤差。例 按性質(zhì)也分三種系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差，粗大誤差 zxb一、測(cè)量誤差按性質(zhì)分類 1系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差是測(cè)量系統(tǒng)本身所固有的因素引起的誤差。誤差源在測(cè)量之前就己存在，并在測(cè)量過(guò)程中始終以確定的規(guī)律影響著測(cè)量結(jié)果。系統(tǒng)誤差分為定值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。在相同的條件下，多次測(cè)量同一量時(shí)誤差的絕對(duì)值與符號(hào)保持不變，是定值系統(tǒng)誤差；或者在

28、相同的條件下 ，按某一確定的規(guī)律變化，是變值系統(tǒng)誤差。zxb2隨機(jī)誤差：在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)，誤差大小，方向不定。原因：溫度波動(dòng)，振動(dòng)，間隙和阻尼等 3粗大誤差：超出規(guī)定條件下的允許限制的誤差。原因：主觀上的 疏忽讀錯(cuò)，記錯(cuò)和客觀上的條件突變。例如： zxb二、隨機(jī)誤差的處理 1，隨機(jī)誤差的特點(diǎn)P16 - vi殘差=測(cè)量值-測(cè)量值的均值a) 單峰性，|vi|大的概率小，|vi|小概率大b) 對(duì)稱性，|vi|相等的正、負(fù)隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率相等c)有限性，在一定測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的分布范圍是有限的我們一般多設(shè)定隨機(jī)誤差屬于正態(tài)分布或C、F、Gauss分布，圖2-20。減小對(duì)結(jié)果的影

29、響zxb以正態(tài)分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為評(píng)定指標(biāo)= 如圖所示， 標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)隨機(jī)誤差分 布特性的影響zxb2隨機(jī)誤差的處理 由概率論可知，多次測(cè)量的平均值殘余誤差 zxb隨機(jī)誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差式中，n多次重復(fù)測(cè)得的次數(shù)。 zxb真值 的概率為99.73%。由于小概率的事件不會(huì)發(fā)生，所以認(rèn)定因此，測(cè)量結(jié)果另外，P16還講到 的概率為68.27%。 的概率為95.45%。 zxb三、系統(tǒng)誤差的消除 對(duì)定值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差分別討論1定值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與消除a)用更高精度儀器的測(cè)量值對(duì)比，加以修正。 b)（從測(cè)量方法考慮）采用抵消法。 可能顯著影響結(jié)果zxb例如：用雙頂尖打表法，測(cè)軸的半徑

30、，這時(shí)存在安裝偏心，對(duì)稱180測(cè)兩個(gè)值a,b。則半徑 ，安裝偏心就抵消了。 三個(gè)等重的砝碼 zxb2變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與消除 殘余誤差代數(shù)和檢驗(yàn)：（這是一種近似檢驗(yàn)法）a)對(duì)測(cè)量值按測(cè)量順序排序： x1,x2,x3xj,xj+1,xn; 分前、后兩組，取j zxbb)求測(cè)量值的平均值 計(jì)算殘余誤差 （i=1-n） zxbC）（方法一）觀察法 把殘余誤差（i=1-n）按測(cè)量順序排序，當(dāng)正負(fù)號(hào)不成規(guī)律且近似正負(fù)相間，則無(wú)變值系統(tǒng)誤差，zxb線性變值系統(tǒng)誤差 zxb 周期性變值系統(tǒng)誤差 zxbd) （方法二）計(jì)算法 如果 和 二者相對(duì)殘余誤 差近似為零， 則無(wú)變值系統(tǒng)誤差zxb由于線性和周期性變值系統(tǒng)誤差是常見的，用以上兩種方法容易發(fā)現(xiàn)。另外還有多種發(fā)現(xiàn)變值系統(tǒng)誤差的方法，這里就不講了，不過(guò)同學(xué)應(yīng)該知道，系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)多為重大發(fā)現(xiàn)的前提。(惰性氣體,1894年英國(guó)化學(xué)家拉姆賽和物理學(xué)家瑞利) 總之，變值系差的消除：首先發(fā)現(xiàn)原因，再消除它，再重新測(cè)量處理 zxb四、粗大誤差的判別與剔除 1怎樣避免粗大誤差？(1)加強(qiáng)工作責(zé)任心，(2)保證工作環(huán)境良好（如恒溫,冷色,隔振；園房角等，這是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)企業(yè)最不注意的） 歪曲結(jié)果zxb2粗大誤差判別與剔除（一般假定服從正態(tài)分布） 1) 對(duì)|vi|直接用觀察法，可剔除明顯的粗大誤差。 2) 3（sigma）準(zhǔn)則 當(dāng)測(cè)量次數(shù)n50時(shí)，若殘余