第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)

第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)1、概述2、長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞3、計(jì)量器具與測(cè)量方法4、測(cè)量誤差5、直接測(cè)量列的數(shù)據(jù)處理本章的基本知識(shí)點(diǎn)：量值傳遞系統(tǒng)；量塊基本知識(shí)；測(cè)量器具的基本計(jì)量參數(shù)；測(cè)量誤差的特點(diǎn)及其分類；測(cè)量誤差的處理方法；測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)概述1.測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中，對(duì)加工完成的零件是否符合設(shè)計(jì)要求和實(shí)現(xiàn)其互換性而進(jìn)行判斷與確定的一種手段。主要是研究對(duì)零件的幾何量進(jìn)行測(cè)量和檢驗(yàn)的一門技術(shù)。長(zhǎng)度、角度、幾何形狀、相互位置以及表面粗糙度等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)。測(cè)量技術(shù)是實(shí)現(xiàn)互換性的保證。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)概述2.測(cè)量與檢驗(yàn)的概念檢驗(yàn)——對(duì)于零件幾何量的檢驗(yàn)，通常只是判斷被測(cè)零件是否在規(guī)定的驗(yàn)收極限范圍內(nèi)，確定其是否合格，而不一定要確定其具體的量值。測(cè)量——確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。其實(shí)質(zhì)就是將被測(cè)幾何量與作為計(jì)量單位E的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)量的過程。比值q=LE被測(cè)量值計(jì)量單位計(jì)量單位的選擇取決于被測(cè)幾何量所要求的測(cè)量精度。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)概述第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)概述3.測(cè)量過程一個(gè)完整的測(cè)量過程應(yīng)包括如下四個(gè)要素：(1)測(cè)量對(duì)象(2)計(jì)量單位(3)測(cè)量方法(4)測(cè)量精確度在幾何量測(cè)量中，被測(cè)對(duì)象是指長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度、形位誤差等。用以度量同類量值的標(biāo)準(zhǔn)量。我國(guó)規(guī)定的法定計(jì)量單位中，長(zhǎng)度單位為米（m),角度單位為弧度（rad)及度(。)、分(′)、秒(〞)。在機(jī)械制造中常用的單位為毫米（mm）。在機(jī)械圖樣上以毫米（mm）為單位的量可省略不寫。測(cè)量時(shí)采用的測(cè)量原理、測(cè)量器具和測(cè)量條件的總和。測(cè)量結(jié)果與被測(cè)真值一致的程度。反義詞為測(cè)量誤差。測(cè)量誤差大，測(cè)量精度低，測(cè)量誤差小，測(cè)量精度高。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞一、長(zhǎng)度基準(zhǔn)與量值傳遞二、長(zhǎng)度量塊三、角度基準(zhǔn)與量值傳遞四、角度量塊第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞一、長(zhǎng)度單位與量值傳遞系統(tǒng)1.長(zhǎng)度單位的建立

為了保證工業(yè)生產(chǎn)中長(zhǎng)度測(cè)量的準(zhǔn)確度，首先要建立統(tǒng)一、可靠的長(zhǎng)度單位。常見的長(zhǎng)度單位：米（m）、毫米（mm）、微米(μm)、納米（nm）國(guó)際單位制機(jī)械制造精密測(cè)量超精密測(cè)量換算關(guān)系為：1m=1000mm1mm=1000μm1μm=1000nm第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞一、長(zhǎng)度單位與量值傳遞系統(tǒng)1.長(zhǎng)度單位的建立在國(guó)際單位制及我國(guó)法定計(jì)量單位中，以米作為長(zhǎng)度單位，其單位符號(hào)為“m”。國(guó)際單位基準(zhǔn)“米”在不同的時(shí)期的定義：（1）米的最初定義始于1791年的法國(guó)，以通過巴黎的地球子午線的四千萬之一為的長(zhǎng)度單位米，并制成一米的基準(zhǔn)尺；（2）1889年在第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上規(guī)定，用熱膨脹系數(shù)小的鉑銥合金制成了具有刻度線的基準(zhǔn)尺作為國(guó)際米原器。（3）采用光波波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度單位基準(zhǔn)（4）在1983年第十七界國(guó)際計(jì)量大會(huì)上通過的米的定義是：“1米是光在真空中于1/299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)過的長(zhǎng)度”。1985年，我國(guó)采用碘吸收穩(wěn)定的0.633um氦氖激光輻射作為波長(zhǎng)基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)米。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞一、長(zhǎng)度單位與量值傳遞系統(tǒng)2.長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)為了保證長(zhǎng)度基準(zhǔn)的量值能準(zhǔn)確地傳遞到工業(yè)生產(chǎn)中去，就必須建立從光波基準(zhǔn)到生產(chǎn)中使用的各種測(cè)量器具和工件的尺寸傳遞系統(tǒng)。量值傳遞是“將國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量值，通過檢定（或其它方法）傳遞給下一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（器），并依次逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具上，以保證被測(cè)對(duì)象的量值準(zhǔn)確一致的方式”。在實(shí)際生產(chǎn)和科研中，不便于用光波作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，而是采用各種計(jì)量器具進(jìn)行測(cè)量。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞一、長(zhǎng)度單位與量值傳遞系統(tǒng)國(guó)家光波基準(zhǔn)刻線量具（線紋尺）系統(tǒng)端面量具（量塊）系統(tǒng)第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）量塊是機(jī)械制造中精密長(zhǎng)度計(jì)量應(yīng)用最廣泛的一種實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)，它是沒有刻度的平面平行端面量具，是以兩相互平行的測(cè)量面之間的距離來決定其長(zhǎng)度的一種高精度的單值量具。1.形狀：矩形截面的長(zhǎng)方體、圓形截面的圓柱體。2.材料:具有線膨脹系數(shù)小、不易變形、硬度高、耐磨性好、工作表面粗糙度值小以及研合性好等特點(diǎn)的特殊合金。量塊表面十分光潔和工整，用力推合兩量塊使它們的測(cè)量表面緊密接觸時(shí)，二者能粘合到一起量塊平晶第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）3.長(zhǎng)度量塊尺寸方面的術(shù)語(yǔ)長(zhǎng)度量塊是單值端面量具，形狀大多為長(zhǎng)方六面體，其中一對(duì)平行平面為量塊的工作表面，兩工作表面的間距即長(zhǎng)度量塊的工作尺寸。量塊長(zhǎng)度：指量塊上測(cè)量面的任意一點(diǎn)到與下測(cè)量面相研合的輔助體（如平晶）平面間的垂直距離。量塊的尺寸：指量塊測(cè)量面上、下中心點(diǎn)的量塊長(zhǎng)度，用符號(hào)L來表示，即用量塊的中心長(zhǎng)度尺寸代表工作尺寸。量塊上標(biāo)出的尺寸為名義上的中心長(zhǎng)度，稱為名義尺寸（或稱為標(biāo)稱長(zhǎng)度）。尺寸＜6mm的量塊，名義尺寸刻在上測(cè)量面上；尺寸≥6mm的量塊，名義尺寸刻在一個(gè)非測(cè)量面上，而且該表面的左右側(cè)面分別為上測(cè)量面和下測(cè)量面。量塊長(zhǎng)度量塊的尺寸第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）4.量塊的精度按使用要求不同按“級(jí)”劃分按“等”劃分1)、按“級(jí)”劃分（GB/T6093-2001）按制造精度分5級(jí)，0，1，2，3，K級(jí)，K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)?！凹?jí)”主要是根據(jù)長(zhǎng)度極限偏差±D和長(zhǎng)度變動(dòng)量的允許值Tv劃分。工作尺寸為標(biāo)稱長(zhǎng)度，含制造誤差，不加修正值。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）4.量塊的精度按使用要求不同按“級(jí)”劃分按“等”劃分2)、按“等”劃分（JJG146-2003《量塊檢定規(guī)程》）按檢定精度分為1～6等，1等精度最高，6等最低。工作尺寸為量塊檢定書列出的實(shí)測(cè)中心長(zhǎng)度，排除了量塊的制造誤差，只含檢定時(shí)的較小的測(cè)量誤差。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）4.量塊的精度按使用要求不同按“級(jí)”劃分按“等”劃分幾點(diǎn)說明：1）按“等”使用比按“級(jí)”使用的測(cè)量精度高。2）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)。3）量塊的“級(jí)”和“等”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。4）按“級(jí)”使用時(shí)，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。5）按“等”使用時(shí)，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)的測(cè)量誤差。

6）就同一量塊而言，檢定時(shí)的測(cè)量誤差要比制造誤差小得多。所以，量塊按“等”使用時(shí)其精度比按“級(jí)”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。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）5.量塊的組合利用量塊的研合性，就可以把各種尺寸不同的量塊組合成量塊組，得到所需要的各種尺寸。（1）、組合方法1）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。選擇量塊時(shí)，按照量塊的名義尺寸進(jìn)行選取。2）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)。

量塊是成套制成，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)共規(guī)定了17種系列的成套量塊，每套數(shù)量不同（83塊、46塊、91塊），如表2-1成套量塊的尺寸。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)表2-1成套量塊的尺寸（GB/T6093-2001）第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）5.量塊的組合利用量塊的研合性，就可以把各種尺寸不同的量塊組合成量塊組，得到所需要的各種尺寸。（1）、組合方法（2）、組合原則1）為了減少量塊的組合誤差，量塊塊數(shù)盡可能少，一般不超過4塊。2）必須從同一套量塊中選取，決不能在兩套或兩套以上的量塊中混選。3）組合時(shí)，不能將測(cè)量面與非測(cè)量面相研合。4）組合時(shí)，下測(cè)量面一律朝下。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）5.量塊的組合例如：要組成28.935mm的尺寸，采用83塊一套的量塊。28.935………量塊組合尺寸

-1.005…..第一塊量塊尺寸27.93-1.43……..第二塊量塊尺寸26.5

-6.5………第三塊量塊尺寸20-20…………第四塊量塊尺寸0

第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）5.量塊的組合第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞二.量塊（長(zhǎng)度）6.量塊的作用1）作為尺寸傳遞的長(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。2）計(jì)量?jī)x器示值誤差的檢定標(biāo)準(zhǔn)，檢定量?jī)x的示值誤差。

3）比較測(cè)量時(shí)以量塊為基準(zhǔn)，用測(cè)量器具比較量塊與被測(cè)尺寸的差值。4）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)。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞三、角度單位與量值傳遞系統(tǒng)

1.角度單位角度也是機(jī)械制造中重要的幾何參數(shù)之一。我國(guó)法定計(jì)量單位規(guī)定平面角度單位為弧度（rad)及度(。)、分(′)、秒(〞)。在計(jì)量部門，為了方便，采用多面棱體作為角度量值的基準(zhǔn)。2.量值傳遞系統(tǒng)基準(zhǔn)多面棱體自準(zhǔn)直儀比較法多面棱體工作基準(zhǔn)直接檢定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角儀直接檢定比較檢定角度量塊涂色法光隙法各種角度測(cè)量量具工件第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞四.角度量塊三角形量塊：一個(gè)工作角（10°～79°）作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量；四邊形量塊：四個(gè)工作角（80°～100°）作為標(biāo)準(zhǔn)量。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法一、計(jì)量?jī)x器的分類二、計(jì)量器具的基本技術(shù)性能指標(biāo)三、測(cè)量方法的分類第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法一、計(jì)量器具的分類按其工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用途分類：1、用途分類：1）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具——測(cè)量時(shí)體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量的測(cè)量器具。用來校對(duì)和調(diào)整其他計(jì)量器具、或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)幾何量進(jìn)行比較，如線紋尺、量塊、多面棱體等。2）通用計(jì)量器具——指通用性大可用來測(cè)量某一范圍內(nèi)的各種尺寸（或其他幾何量），并能獲得具體讀數(shù)值的計(jì)量器具，如游標(biāo)卡尺、千分尺、千分表、測(cè)長(zhǎng)儀等。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)游標(biāo)卡尺第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)千分尺第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法一、計(jì)量器具的分類按其工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用途分類：1、用途分類：1）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具2）通用計(jì)量器具3）專用計(jì)量器具——指用來專門測(cè)量某種或某個(gè)特定幾何量的計(jì)量器具。如量規(guī)、圓度儀、基節(jié)儀等。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔軸沒有刻度且專用的計(jì)量器具，可檢驗(yàn)零件要素實(shí)際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果。特點(diǎn)：得不到工件的具體實(shí)際尺寸和形位誤差值，只能判斷工件是否合格。例如：光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)孔軸。塞規(guī)卡規(guī)第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法2、按結(jié)構(gòu)和工作原理分：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。按原始信號(hào)轉(zhuǎn)換原理分為：1）機(jī)械式計(jì)量器具——通過機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的感受、傳遞和放大的計(jì)量器具，如機(jī)械式比較儀、百分表、和扭簧比較儀等。機(jī)械式比較儀第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法2、按結(jié)構(gòu)和工作原理分：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。按原始信號(hào)轉(zhuǎn)換原理分為：2）光學(xué)式計(jì)量器具——用光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的轉(zhuǎn)換和放大的計(jì)量器具，如光學(xué)比較儀、投影儀、自準(zhǔn)直儀和工具顯微鏡等。特點(diǎn)：精度高、性能穩(wěn)定。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法2、按結(jié)構(gòu)和工作原理分：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。按原始信號(hào)轉(zhuǎn)換原理分為：3）氣動(dòng)式計(jì)量器具——靠壓縮空氣通過氣動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的狀態(tài)（流量或壓力）變化來實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的轉(zhuǎn)換的計(jì)量器具，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度和效率都高，但示值范圍小。如水柱式和浮標(biāo)式氣動(dòng)量?jī)x等。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法2、按結(jié)構(gòu)和工作原理分：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。按原始信號(hào)轉(zhuǎn)換原理分為：4）電動(dòng)式計(jì)量器具——將被測(cè)量通過傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，再?jīng)變換而獲得讀數(shù)的計(jì)量器具，特點(diǎn)：精度高，測(cè)量信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，易于與計(jì)算機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化。如電動(dòng)輪廓儀和電感測(cè)微儀等。電感比較儀5）光電式計(jì)量器具——利用光學(xué)方法放大或瞄準(zhǔn)，通過光電元件再轉(zhuǎn)換為電量進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)幾何量的測(cè)量的計(jì)量器具，如光電顯微鏡、光電測(cè)長(zhǎng)儀等。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法

二.計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)：度量指標(biāo)是用來說明計(jì)量器具的性能和功用的，測(cè)量中應(yīng)考慮的測(cè)量工具的主要性能。它是選擇和使用計(jì)量器具，研究和判斷測(cè)量方法正確性的依據(jù)。基本度量指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：（1）分度值（刻度值、精度值）i：簡(jiǎn)稱精度，它是指測(cè)量器具的標(biāo)尺或刻盤上，相鄰兩刻線所代表被測(cè)量的量值。如千分表的分度值0.001mm，百分表的分度值為0.01mm。對(duì)于數(shù)顯式儀器，其分度值稱為分辨率。一般說來，分度值越小，計(jì)量器具的精度越高。分辨力——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，不能采用分度值的概念。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法

二.計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)：基本度量指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：（2）刻度間距（隔）C：簡(jiǎn)稱刻度，它是指測(cè)量器具的刻度尺或刻盤上相鄰兩刻線中心之間的距離（或圓周弧長(zhǎng)）。為便于目視估計(jì)，一般刻度間距為（0.75~2.5mm）。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法

二.計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)：基本度量指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：(3)、示值范圍：測(cè)量器具標(biāo)尺上全部刻度間隔所代表的測(cè)量數(shù)值，即計(jì)量器具所顯示或指示的最小值到最大值的范圍。下圖計(jì)量器具的示值范圍為±0.1mm。

第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法二.計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)：基本度量指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：(4)、測(cè)量范圍：測(cè)量器具所能測(cè)量出的最大和最小的尺寸范圍。一般地，將測(cè)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(dòng)的最大和最小的尺寸范圍。如左圖的測(cè)量范圍為0~180mm，示值范圍和測(cè)量范圍含義不同。某些器具（游標(biāo)卡尺、千分尺等）其示值范圍和測(cè)量范圍相同，而有些器具則不同，如左圖示值范圍為±0.1mm，而測(cè)量范圍為0~180mm。機(jī)械式比較儀儀器測(cè)量范圍（0～180）mm第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法

二.計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)：基本度量指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：(5)、靈敏度：指計(jì)量器具對(duì)被測(cè)量變化的反映能力。若被測(cè)量變化為⊿L，計(jì)量器具上相應(yīng)的變化為⊿x，則靈敏度S為

S=⊿x/⊿L放大比（傳動(dòng)比）K：指量?jī)x指針的直線位移（或角位移）與引起這個(gè)位移的原因（即被測(cè)量尺寸變化）之比。這個(gè)比等于刻度間距與分度值之比，即K=C/i。

第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法

二.計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)：基本度量指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：（6）、測(cè)量力：在測(cè)量過程中量具或量?jī)x的測(cè)量頭與被測(cè)表面之間的接觸力。在接觸測(cè)量中，要求要有一定的恒定的測(cè)量力。測(cè)量力太大會(huì)使零件或測(cè)量頭產(chǎn)生變形，測(cè)量力不恒定會(huì)使示值不穩(wěn)定。

（7）、示值誤差：量具或量?jī)x上的讀數(shù)與被測(cè)尺寸實(shí)際數(shù)值之差。（8）、示值變動(dòng)：指在測(cè)量條件不變的情況下，用計(jì)量器具對(duì)被測(cè)量測(cè)量多次（一般5~10次）所得示值中的最大差值。（9）、回程誤差（滯后誤差）：指在相同的條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次往返兩個(gè)方向測(cè)量時(shí)，計(jì)量器具示值的最大變動(dòng)量。（10）、不確定度：指由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值不能肯定的程度。不確定度用極限誤差表示，它是一個(gè)綜合指標(biāo)，包括示值誤差、回程誤差等。如分度值為0.01mm的千分尺,在車間條件下測(cè)量一個(gè)尺寸小于50mm的零件時(shí),其不確定度為±

0.004mm。修正值：為消除或減小系統(tǒng)誤差，用代數(shù)法加到測(cè)量結(jié)果上的數(shù)值。其大小與示值誤差絕對(duì)值相等，符號(hào)相反。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法三.測(cè)量方法的分類測(cè)量方法是根據(jù)測(cè)量對(duì)象的特點(diǎn)來選擇和確定的。特點(diǎn)：主要是指測(cè)量對(duì)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。1、按獲得被測(cè)結(jié)果的方法分類直接測(cè)量：測(cè)量時(shí)，直接從測(cè)量器具上讀出被測(cè)幾何量的大小值。游標(biāo)卡尺被測(cè)工件·間接測(cè)量

：被測(cè)幾何量無法直接測(cè)量時(shí)，首先測(cè)出與被測(cè)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(cè)幾何量的尺寸值。LH

R=+

L28HH2R第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法三.測(cè)量方法的分類2、據(jù)被測(cè)結(jié)果讀數(shù)值的不同分類（讀數(shù)值是否直接表示被測(cè)尺寸）絕對(duì)測(cè)量（全值測(cè)量）：測(cè)量器具的讀數(shù)值直接表示被測(cè)尺寸。相對(duì)測(cè)量（微差或比較測(cè)量）：測(cè)量器具的讀數(shù)值表示被測(cè)尺寸相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的微差值或偏差。被測(cè)幾何量的量值等于已知標(biāo)準(zhǔn)量與該偏差值的代數(shù)和。(特點(diǎn)：對(duì)零、精度高）標(biāo)準(zhǔn)值被測(cè)件調(diào)零偏差值游標(biāo)卡尺被測(cè)工件·一般說來，相對(duì)測(cè)量比絕對(duì)測(cè)量的的測(cè)量精度高。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法三.測(cè)量方法的分類3、根據(jù)同時(shí)測(cè)量參數(shù)的多少分類：?jiǎn)雾?xiàng)測(cè)量：對(duì)工件上的各個(gè)被測(cè)量分別進(jìn)行測(cè)量；綜合測(cè)量

：對(duì)工件上幾個(gè)相關(guān)幾何量的綜合效應(yīng)同時(shí)測(cè)量得到綜合指標(biāo)，以判斷綜合結(jié)果是否合格。例如：齒距儀測(cè)量齒輪的齒距累積誤差，反映公法線長(zhǎng)度變動(dòng)和齒圈徑向跳動(dòng)誤差的綜合結(jié)果。工件軸通端止端minmax公差用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)工件時(shí),通端能通過工件,止端不能通過工件時(shí),則該工件是合格的.注意：綜合測(cè)量的效率比單項(xiàng)測(cè)量的效率高。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法4、根據(jù)零件的被測(cè)表面是否與測(cè)量器具的測(cè)量頭有機(jī)械接觸分類三.測(cè)量方法的分類接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)量頭與零件被測(cè)表面以機(jī)械測(cè)量力接觸。游標(biāo)卡尺被測(cè)工件·杠桿測(cè)頭軸線被測(cè)表面測(cè)量線非接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)量頭與被測(cè)表面不接觸，不存在機(jī)械測(cè)量力。接觸測(cè)量有測(cè)量力，會(huì)引起被測(cè)表面和計(jì)量器具有關(guān)部分產(chǎn)生彈性變形，因而影響測(cè)量精度，非接觸測(cè)量則無此影響。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法三.測(cè)量方法的分類5、根據(jù)測(cè)量對(duì)機(jī)械制造工藝過程所起的作用不同：在線測(cè)量（主動(dòng)測(cè)量）：在工件加工過程中進(jìn)行的測(cè)量。防止廢品反饋離線測(cè)量（被動(dòng)測(cè)量）：在零件加工后進(jìn)行的測(cè)量。發(fā)現(xiàn)并剔除廢品第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法三.測(cè)量方法的分類6、根據(jù)被測(cè)量或敏感元件（測(cè)量頭）在測(cè)量中相對(duì)狀態(tài)的不同分類靜態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量頭處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。

動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量頭處于工作（或模擬）過程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。測(cè)量表面測(cè)量頭第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)計(jì)量器具與測(cè)量方法三.測(cè)量方法的分類7、按多次測(cè)量的條件是否改變：等精度測(cè)量：決定測(cè)量精度的全部因素或條件都不變的測(cè)量。不等精度測(cè)量：指測(cè)量過程中，決定測(cè)量精度的全部因素或條件可能完全改變或部分改變的測(cè)量。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差一.測(cè)量誤差的概念二.測(cè)量誤差的來源三.測(cè)量誤差的種類和特性四.測(cè)量精度分類第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差一.測(cè)量誤差的概念在測(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。測(cè)量誤差可用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差來表示。1、絕對(duì)誤差（δ）——被測(cè)量的實(shí)際測(cè)得值X與被測(cè)量的真值Q之差。δ=x–Q用來判定相同被測(cè)幾何量的測(cè)量精確度。

絕對(duì)誤差可能是正值，也可為負(fù)值，則有Q=x±lδl2、相對(duì)誤差（ε）——絕對(duì)誤差（取絕對(duì)值）與真值之比，用來判定不同大小的同類幾何量的測(cè)量精確度ε=lδl

/Q（≈lδl

/x）真值無法得到，用測(cè)得值代替。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差一.測(cè)量誤差的概念例如：有兩個(gè)被測(cè)量的實(shí)際測(cè)得值X1=100mm，X2=10mm，δ1=δ2=0.01mm，則其相對(duì)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(gè)不同大小的被測(cè)量，雖然具有相同大小的絕對(duì)誤差，其相對(duì)誤差是不同的，顯然，ε1＜ε2，表示前者的精確度比后者高。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差二.測(cè)量誤差的來源（一）計(jì)量器具誤差計(jì)量器具誤差——計(jì)量器具本身的誤差，設(shè)計(jì)、制造和使用過程中的誤差，總和反映在示值誤差和測(cè)量重復(fù)性上。阿貝原則是指測(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條直線。例如，游標(biāo)卡尺與千分尺。xsx/δΦ

計(jì)量器具零件的制造和裝配誤差也會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。例如：游標(biāo)卡尺的刻線距離之間不準(zhǔn)確；指示表的分度盤與指針回轉(zhuǎn)軸的安裝有偏心。計(jì)量器具零件的變形，滑動(dòng)表面的磨損也會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。測(cè)量誤差δ=x-x/=stanΦ

≈sΦ第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差二.測(cè)量誤差的來源（一）計(jì)量器具誤差相對(duì)測(cè)量中使用的標(biāo)準(zhǔn)器，如量塊、線紋尺等的制造誤差，也將直接反映到測(cè)量結(jié)果中?；鶞?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?；鶞?zhǔn)件的誤差應(yīng)不超過總測(cè)量誤差的1/3~1/5第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差（二）測(cè)量方法誤差測(cè)量方法誤差——測(cè)量方法不完善所引起的誤差。包括如計(jì)算公式不準(zhǔn)確、測(cè)量方法選擇不當(dāng)、測(cè)量基準(zhǔn)不統(tǒng)一、工件安裝不合理以及測(cè)量力等引起的誤差。例如：測(cè)量大型工件的直徑，可用直接測(cè)量法，也可以用弓高弦長(zhǎng)法，測(cè)量誤差不同。再如：接觸測(cè)量時(shí)，測(cè)頭測(cè)量力的存在，被測(cè)零件和測(cè)量裝置發(fā)生變形。（三）環(huán)境誤差環(huán)境誤差——指測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件不符合標(biāo)準(zhǔn)條件所引起的測(cè)量誤差。溫度、濕度、振動(dòng)和灰塵等。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差（四）人員誤差人員誤差——指測(cè)量人員的主觀因素（如技術(shù)熟練程度、分辨能力、思維情緒等）引起的測(cè)量誤差。瞄準(zhǔn)不準(zhǔn)、讀數(shù)或估讀錯(cuò)誤。因?yàn)橐粋€(gè)測(cè)量過程是由人、在一定環(huán)境中、用某種儀器、按一定的方法進(jìn)行的，所以，器具（設(shè)計(jì)原理、制造、使用等），方法，環(huán)境（溫度、濕度、振動(dòng)等）、人員（技術(shù)、分辨能力等）等四方面都會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。為提高測(cè)量精度，應(yīng)設(shè)法減小或消除他們對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，當(dāng)然，有些誤差是不可避免的，有些是可以避免的。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差三、測(cè)量誤差的種類和特性測(cè)量誤差——按其性質(zhì)分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差（過失或反常誤差）。（一）隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差——指在一定條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)幾何量時(shí)，其數(shù)值大小和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著的誤差。產(chǎn)生原因：測(cè)量中的不穩(wěn)定因素綜合形成的，是不可避免的。如測(cè)量過程中溫度的波動(dòng)、振動(dòng)、測(cè)量力的不穩(wěn)定，量?jī)x的示值變動(dòng)，讀數(shù)不一致等。特點(diǎn)：?jiǎn)未螠y(cè)量，無法預(yù)知絕對(duì)值大小和符號(hào)，多次重復(fù)測(cè)量，符合一定的概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律。第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差三、測(cè)量誤差的種類和特性測(cè)量誤差——按其性質(zhì)分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差（過失或反常誤差）。（一）隨機(jī)誤差1、隨機(jī)誤差的分布規(guī)律隨機(jī)誤差可用實(shí)驗(yàn)方法來確定。實(shí)踐表明，大多數(shù)情況下，隨機(jī)誤差符合正態(tài)分布。舉例：實(shí)驗(yàn)：對(duì)某一零件用相同的方法進(jìn)行150次重復(fù)測(cè)量，可得150個(gè)測(cè)得值，然后將測(cè)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(cè)得值及出現(xiàn)次數(shù)如表所示：第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差1、隨機(jī)誤差的分布規(guī)律（一）隨機(jī)誤差三、測(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差1、隨機(jī)誤差的分布規(guī)律（一）隨機(jī)誤差頻率直方圖——根據(jù)上表中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一尺寸為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo)，畫出頻率直方圖，如圖2-8a，連接直方圖各頂線中點(diǎn)，得到一條折線，稱實(shí)際分布曲線。如圖2-8a三、測(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差1、隨機(jī)誤差的分布規(guī)律（一）隨機(jī)誤差如圖2-8b正態(tài)分布曲線——將上述實(shí)驗(yàn)的測(cè)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(duì)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(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差1、隨機(jī)誤差的分布規(guī)律（一）隨機(jī)誤差正態(tài)分布曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

y—概率密度函數(shù)δ—隨機(jī)誤差（δ=測(cè)得值—真值）σ—標(biāo)準(zhǔn)偏差，也稱為均方根誤差e—自然對(duì)數(shù)的底，e=2.71828…。y的大小與隨機(jī)誤差δ和標(biāo)準(zhǔn)偏差σ有關(guān)。當(dāng)=0時(shí)，y最大，不同的σ對(duì)應(yīng)不同形狀的正態(tài)分布曲線，σ越小，Ymax值越大，曲線越陡，隨機(jī)誤差越集中，即測(cè)得值分布越集中，測(cè)量精度越高；反之亦然。σ1＜σ2＜σ3

三、測(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差（一）隨機(jī)誤差1、隨機(jī)誤差的分布規(guī)律σ1＜σ2＜σ3

σ可作為表征各測(cè)得值的精度指標(biāo)。代表測(cè)得值的集中與分散程度。標(biāo)準(zhǔn)偏差σ是各隨機(jī)誤差δ平方和的平均值的正平方根，式中n——測(cè)量次數(shù)

δi——隨機(jī)誤差（δi=xi–Q）三、測(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差2、隨機(jī)誤差的特性（一）隨機(jī)誤差（1）對(duì)稱性：絕對(duì)值相等、符號(hào)相反的誤差出現(xiàn)的概率相等；（2）單峰性：絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的概率大，隨機(jī)誤差為零時(shí)，概率最大，存在一個(gè)最高點(diǎn)；（3）抵償性：在一定測(cè)量條件下，多次重復(fù)進(jìn)行測(cè)量，各次隨機(jī)誤差的代數(shù)和趨近于零。（對(duì)稱性）（4）有界性：在一定的測(cè)量條件下，誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過一定的界限；三、測(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差3、正態(tài)分布隨機(jī)誤差概率的計(jì)算（一）隨機(jī)誤差計(jì)算概率實(shí)際上是求正態(tài)分布曲線與橫坐標(biāo)之間在隨機(jī)誤差的指定區(qū)間內(nèi)的面積。如果隨機(jī)誤差落在整個(gè)分布范圍(-∞~+∞)，則其概率P為1隨機(jī)誤差區(qū)間落在（-δ，+δ）之間，其概率為﹤1三、測(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差令z=δ/σ，dz=dδ/σP=2Φ（z）+z0z2拉普拉斯（Laplace）函數(shù)當(dāng)z=1時(shí)，δ=±σ，Φ（z）=0.03413，P=0.06826=68.25%當(dāng)z=2時(shí)，δ=±2σ，Φ（z）=0.04772，P=0.09544=95.44%當(dāng)z=3時(shí)，δ=±3σ，Φ（z）=0.049865，P=0.09973=99.73%當(dāng)z=4時(shí)，δ=±4σ，Φ（z）=0.04997，P=0.0999=99.99%第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差（一）隨機(jī)誤差4、極限誤差的確定通過計(jì)算，隨機(jī)誤差在±3σ范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率（可信度——置信概率）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。單次測(cè)量結(jié)果為：X=xi

±δlin=xi

±3σ三、測(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差（二）系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差——指在一定測(cè)量條件下，多次測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)均不變或按一定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。

定（常）值系統(tǒng)誤差

變值系統(tǒng)誤差

變值系統(tǒng)誤差按變化規(guī)律的不同分為：1線性變化的系統(tǒng)誤差——誤差成比例增大或減少的誤差。2周期變化的系統(tǒng)誤差——隨測(cè)量值或時(shí)間的變化呈周期性變化的誤差。3復(fù)雜變化的系統(tǒng)誤差——按復(fù)雜函數(shù)變化或按實(shí)驗(yàn)得到的曲線圖變化的誤差。三、測(cè)量誤差的種類和特性第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)測(cè)量誤差三、測(cè)量誤差的種類和特性（三）