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第六講測量的種類主講：蔡霞西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校一、測量方法1.測量方法是根據(jù)測量對象的特點(diǎn)來選擇和確定的。特點(diǎn)：主要是指測量對象的尺寸大小、精度要求、形狀特點(diǎn)、材料性質(zhì)以及數(shù)量等一、測量方法2.測量方法的分類2.1按獲得被測結(jié)果的方法分類直接測量：測量時，直接從測量器具上讀出被測幾何量的大小值間接測量：被測幾何量無法直接測量時，首先測出與被測幾何量有關(guān)的其他幾何量，然后，通過一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算來求得被測幾何量的尺寸值

一、測量方法

例如：在測量一個截面為圓的劣弧的幾何量所在圓的直徑D。由于無法直接測量，可以間接測量圓的直徑1.測出該劣弧的弦長b以及相應(yīng)的弦高h(yuǎn)2.通過公式D=h+b2/4h計(jì)算出其直徑D一、測量方法2.測量方法的分類2.2據(jù)被測結(jié)果讀數(shù)值的不同分類（讀數(shù)值是否直接表示被測尺寸）絕對測量（全值測量）：測量器具的讀數(shù)值直接表示被測尺寸。相對測量（微差或比較測量）

測量器具的讀數(shù)值表示被測尺寸相對于標(biāo)準(zhǔn)量的微差值或偏差。

(特點(diǎn)：對零、精度高）一、測量方法2.測量方法的分類2.3根據(jù)零件的被測表面是否與測量器具的測量頭有機(jī)械接觸分類接觸測量：測量器具的測量頭與零件被測表面以機(jī)械測量力接觸。不接觸測量：測量器具的測量頭與被測表面不接觸，不存在機(jī)械測量力。一、測量方法2.測量方法的分類2.4根據(jù)同時測量參數(shù)的多少分類單項(xiàng)測量：單獨(dú)測量零件的每一個參數(shù)。綜合測量：測量零件兩個或兩個以上相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合指標(biāo)。一、測量方法2.測量方法的分類2.5根據(jù)測量對機(jī)械制造工藝過程所起的作用不同被動測量：在零件加工后進(jìn)行的測量。主動測量：在零件加工過程中進(jìn)行的測量。一、測量方法2.測量方法的分類2.6根據(jù)被測量或敏感元件（測量頭）在測量中相對狀態(tài)的不同分類靜態(tài)測量：測量時，被測表面與測量頭處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。動態(tài)測量：測量時，被測表面與測量頭處于工作（或模擬）過程中的相對運(yùn)動狀態(tài)。二、測量器具

1.分類：按其測量原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用途分為五類基準(zhǔn)量具和量儀

通用量具和量儀：固定刻線量具、游標(biāo)量具、螺旋測微量具、機(jī)械式量儀、光學(xué)量儀、氣動量儀、電動量儀極限規(guī)檢驗(yàn)量具主動測量裝置三、測量誤差及其處理這個比等于刻度間距與分度值之比，即K=C/i?；虬茨骋淮_定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。環(huán)境誤差是指由于環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致所引起的測量誤差。指在同一條件下，對同一被測幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，絕對值和符號以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。通過公式D=h+b2/4h計(jì)算出其直徑Dδ—隨機(jī)誤差（δ=測得值—真值）影響測量結(jié)果的環(huán)境因素有溫度、濕度、振動和灰塵等。隨機(jī)誤差的特性與處理測量范圍：測量器具所能測量出的最大和最小的尺寸范圍。是指超出了在一定條件下可能出現(xiàn)的誤差。若在相同條件下，重復(fù)測量n次，顯然，ε1＜ε2，表示前者的精確度比后者高。標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的大小反映了隨機(jī)誤差的分散特性和測量精度的高低。綜合測量：測量零件兩個或兩個以上相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合指標(biāo)。用來判定不同大小的同類幾何量的測量精確度二、測量器具

常用通用量具和量儀

游標(biāo)卡尺二、測量器具

常用通用量具和量儀

螺旋測微器二、測量器具

2.度量指標(biāo)：測量中應(yīng)考慮的測量工具的主要性能它是選擇和使用測量工具的依據(jù)。二、測量器具

機(jī)械比較儀二、測量器具

刻度間距（隔）C：簡稱刻度，標(biāo)尺上相鄰兩刻線中心線之間的實(shí)際距離（或圓周弧長）。（1~2.5mm）分度值（刻度值、精度值）i：簡稱精度，它是指測量器具標(biāo)尺上一個刻度間距所代表的測量數(shù)值。

示值范圍：測量器具標(biāo)尺上全部刻度間隔所代表的測量數(shù)值。

2.度量指標(biāo)：二、測量器具

量程：計(jì)量器具示值范圍的上限值與下限值之差。靈敏度：能引起量儀指示數(shù)值變化的被測尺寸的最小變動量。

示值誤差：量具或量儀上的讀數(shù)與被測尺寸實(shí)際數(shù)值之差。2.度量指標(biāo)：二、測量器具

測量范圍：測量器具所能測量出的最大和最小的尺寸范圍。一般地，將測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的最大和最小的尺寸范圍。2.度量指標(biāo)：二、測量器具

測量力：

在測量過程中量具或量儀的測量頭與被測表面之間的接觸力。

放大比（傳動比）K：指量儀指針的直線位移（或角位移）與引起這個位移的原因（即被測量尺寸變化）之比。這個比等于刻度間距與分度值之比，即K=C/i。

2.度量指標(biāo)：三、測量誤差及其處理

1.測量誤差

被測量的實(shí)際測得值與被測量的真值之間的差異δ=X–Q

測量誤差絕對誤差：δ=X–Q

相對誤差：ε=δ/Q（≈δ/X）

用來判定相同被測幾何量的測量精確度

用來判定不同大小的同類幾何量的測量精確度

三、測量誤差及其處理

例如：有兩個被測量的實(shí)際測得值X1=100mm，X2=10mm，δ1=δ2=0.01mm，則其相對誤差為：ε1=δ1/X1×100%=0.01/100×100%=0.01%ε2=δ2/X2×100%=0.01/10×100%=0.1%由上例可以看出，兩個不同大小的被測量，雖然具有相同大小的絕對誤差，其相對誤差是不同的，顯然，ε1＜ε2，表示前者的精確度比后者高。三、測量誤差及其處理

2.測量誤差產(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量誤差。具體地說是由于計(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、測量誤差及其處理

2.測量誤差產(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)不超過總測量誤差的1/3~1/5三、測量誤差及其處理

2.測量誤差產(chǎn)生的原因

方法誤差方法誤差是指選擇的測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)狀態(tài)不一致所引起的測量誤差。影響測量結(jié)果的環(huán)境因素有溫度、濕度、振動和灰塵等。長度計(jì)量中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃三、測量誤差及其處理

2.測量誤差產(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量誤差。測量力引起的變形誤差使用計(jì)量器具進(jìn)行接觸測量時，測量力使零件與測量頭接觸的部分發(fā)生微小變形而產(chǎn)生測量誤差。三、測量誤差及其處理

3.測量誤差分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，對同一被測幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，誤差的數(shù)值大小和符號均保持不變；或按某一確定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。

定值系統(tǒng)誤差

變值系統(tǒng)誤差

三、測量誤差及其處理

3.測量誤差分類隨機(jī)誤差指在同一條件下，對同一被測幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，絕對值和符號以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。從表面看，隨機(jī)誤差沒有任何規(guī)律，表現(xiàn)為純粹的偶然性，因此也講其稱為偶然誤差。

三、測量誤差及其處理

3.測量誤差分類隨機(jī)誤差指在同一條件下，對同一被測幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，絕對值和符號以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。從表面看，隨機(jī)誤差沒有任何規(guī)律，表現(xiàn)為純粹的偶然性，因此也將其稱為偶然誤差。

多次重復(fù)測量，誤差的變化服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，所以，可利用統(tǒng)計(jì)原理和概率論對它進(jìn)行處理。

三、測量誤差及其處理

3.測量誤差分類粗大誤差（也叫過失誤差）是指超出了在一定條件下可能出現(xiàn)的誤差。它的產(chǎn)生是由于測量時疏忽大意（如讀數(shù)錯誤、計(jì)算錯誤等）或環(huán)境條件的突變（沖擊、振動等）而造成的某些較大的誤差。在處理數(shù)據(jù)時，必須按一定的準(zhǔn)則從測量數(shù)據(jù)中剔除。

三、測量誤差及其處理

4.測量精度分類測量精度是指幾何量的測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、測量誤差及其處理

4.測量精度分類精密度在同一條件下對同一幾何量進(jìn)行多次測量時，該幾何量各次測量結(jié)果的一致程度。它表示測量結(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、測量誤差及其處理

4.測量精度分類正確度在同一條件下對同一幾何量進(jìn)行多次測量時，該幾何量測量結(jié)果與其真值的符合程度。它表示測量結(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、測量誤差及其處理

4.測量精度分類

準(zhǔn)確度（或稱精確度）表示對同一幾何量進(jìn)行連續(xù)多次測量所得到的測得值與真值的一致程度。它表示測量結(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、測量誤差及其處理

5.隨機(jī)誤差的特性與處理

實(shí)驗(yàn)：對某一零件用相同的方法進(jìn)行150次重復(fù)測量，可得150個測得值，然后將測得的尺寸進(jìn)行分組。從7.131、7.132………7.141mm，每隔0.001mm為一組，分十一組，各測得值及出現(xiàn)次數(shù)如表所示：隨機(jī)誤差的特性使用計(jì)量器具進(jìn)行接觸測量時，測量力使零件與測量頭接觸的部分發(fā)生微小變形而產(chǎn)生測量誤差。具體地說是由于計(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。01/100×100%=0.若系統(tǒng)誤差小，則正確度高。4根據(jù)同時測量參數(shù)的多少分類三、測量誤差及其處理隨機(jī)誤差的特性與處理或按某一確定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。被測量的實(shí)際測得值與被測量的真值之間的差異計(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量誤差。6根據(jù)被測量或敏感元件（測量頭）在測量中相對狀態(tài)的不同分類1）對稱性：絕對值相等、符號相反的誤差出現(xiàn)的概率相等；動態(tài)測量：測量時，被測表面與測量頭處于工作（或模擬）過程中的相對運(yùn)動狀態(tài)。不接觸測量：測量器具的測量頭與被測表面不接觸，不存在機(jī)械測量力。測量力：在測量過程中量具或量儀的測量頭與被測表面之間的接觸力。頻率直方圖

將上述實(shí)驗(yàn)的測量總次數(shù)N無限增大（N→∞），而分組間隔Δx無限減小(Δx→0)，且用橫坐標(biāo)表示隨機(jī)誤差，縱坐標(biāo)表示對應(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，即隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線，也稱高斯曲線

。三、測量誤差及其處理

5.隨機(jī)誤差的特性與處理

1）對稱性：絕對值相等、符號相反的誤差出現(xiàn)的概率相等；2）單峰性：絕對值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對值大的誤差出現(xiàn)的概率大；3）有界性：在一定的測量條件下，誤差的絕對值不會超過一定的界限；4）抵償性：在相同條件下，當(dāng)測量次數(shù)足夠多時，各隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值隨測量次數(shù)的增加而趨近于零。（對稱性）隨機(jī)誤差的特性三、測量誤差及其處理

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δ—隨機(jī)誤差（δ=測得值—真值）σ—標(biāo)準(zhǔn)偏差，也稱為均方根誤差正態(tài)分布函數(shù)式為：三、測量誤差及其處理

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σ的大小反映了隨機(jī)誤差的分散特性和測量精度的高低。σ1＜σ2＜σ3

通過計(jì)算，隨機(jī)誤差在±3σ范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率為99.73%，已接近100%，所以一般以±3σ作為隨機(jī)誤差的極限誤差。由于被測量的真值是未知量，在實(shí)際