技術(shù)測(cè)量基本知識(shí)

第5章技術(shù)(jìshù)測(cè)量基本知識(shí)5.1概述5.2長(zhǎng)度(chángdù)基準(zhǔn)與長(zhǎng)度(chángdù)量值傳遞系統(tǒng)5.3計(jì)量器具與測(cè)量方法的分類(lèi)5.4測(cè)量誤差的基本知識(shí)思考題與習(xí)題精品資料5.1概述在機(jī)械制造業(yè)中，判斷加工完成的零件是否符合設(shè)計(jì)要求，需要通過(guò)測(cè)量技術(shù)來(lái)進(jìn)行。測(cè)量技術(shù)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(mén)技術(shù)，其中零件的幾何量包括長(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。測(cè)量技術(shù)就像機(jī)械制造業(yè)的眼睛一樣，處處反映著產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，在生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重(jǔzúqīngzhòng)的地位。精品資料所謂“測(cè)量”，是指確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)(shíyàn)過(guò)程。通俗地講，就是將一個(gè)被測(cè)量與一個(gè)作為測(cè)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的過(guò)程。這一過(guò)程必將產(chǎn)生一個(gè)比值，比值乘以測(cè)量單位即為被測(cè)量值。測(cè)量可用一個(gè)基本公式來(lái)表示，即L=q·E式中：L——被測(cè)量值；E——測(cè)量單位；q——比值。（5-1）精品資料式L=q·E被稱為基本測(cè)量方程式。它說(shuō)明：如果(rúguǒ)采用的測(cè)量單位E為mm，與一個(gè)被測(cè)量比較所得的比值q為50，則其被測(cè)量值也就是測(cè)量結(jié)果應(yīng)為50mm。測(cè)量單位愈小，比值就越大。測(cè)量單位的選擇取決于被測(cè)幾何量所要求的測(cè)量精度，精度要求越高，測(cè)量單位就應(yīng)選得越小。精品資料分析整個(gè)測(cè)量過(guò)程可知，一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容：(1)被測(cè)對(duì)象：主要指零件的幾何量。(2)計(jì)量單位(dānwèi)：是指國(guó)家的法定計(jì)量單位(dānwèi)，長(zhǎng)度的基本單位(dānwèi)是米（m），其它常用單位(dānwèi)有毫米（mm）和微米(μm)。(3)測(cè)量方法：是指測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量器具、測(cè)量原理以及檢測(cè)條件的綜合。精品資料(4)測(cè)量精度：是指測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度(chéngdù)。任何測(cè)量都避免不了會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。因此，精度和誤差是兩個(gè)相互對(duì)應(yīng)的概念。精度高，說(shuō)明測(cè)量結(jié)果更接近真值，測(cè)量誤差更??；反之，精度低，說(shuō)明測(cè)量結(jié)果遠(yuǎn)離真值，測(cè)量誤差大。由此可知，任何測(cè)量結(jié)果都是一個(gè)表示真值的近似值。精品資料“檢驗(yàn)”是一個(gè)比“測(cè)量”含義更廣泛的概念。對(duì)于金屬內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)、表面裂紋的檢驗(yàn)等，就不能用“測(cè)量”這一概念。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(guīdìng)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。精品資料5.2長(zhǎng)度基準(zhǔn)與長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)5.2.1長(zhǎng)度基準(zhǔn)為了保證工業(yè)生產(chǎn)中長(zhǎng)度測(cè)量(cèliáng)的精確度，首先要建立統(tǒng)一、可靠的長(zhǎng)度基準(zhǔn)。國(guó)際單位制中的長(zhǎng)度單位基準(zhǔn)為米（m），機(jī)械制造中常用的長(zhǎng)度單位為毫米（mm），精密測(cè)量(cèliáng)時(shí)，多用微米(μm)為單位，超精密測(cè)量(cèliáng)時(shí)，則用納米（nm）為單位。它們之間的換算關(guān)系如下：1m=1000mm，1mm=1000μm，1μm=1000nm精品資料所以在1983年的第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上審議并批準(zhǔn)(pīzhǔn)了一個(gè)米的新定義：“米等于光在真空中在1/299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)的行程長(zhǎng)度”。新定義帶有根本性變革，它建立在一個(gè)重要的基本物理常數(shù)（真空中的光速c=299792458米/秒）的基礎(chǔ)上。c常數(shù)是一個(gè)不存在誤差的精確值，用它作為米的定義，精度上不受任何條件的限制，其穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性是原定義的100倍以上，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。精品資料4.2.2長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)使用光波長(zhǎng)度基準(zhǔn)，雖然可以達(dá)到足夠的準(zhǔn)確性，但卻不便直接應(yīng)用于生產(chǎn)中的量值測(cè)量。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)（見(jiàn)圖5-1）。目前(mùqián)，量塊和線紋尺仍是實(shí)際工作中的兩種實(shí)體基準(zhǔn)，是實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)度基準(zhǔn)到測(cè)量實(shí)踐之間的量值傳遞媒介。精品資料圖5-1長(zhǎng)度(chángdù)量值傳遞系統(tǒng)精品資料4.2.3量塊由圖5-1長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)可知，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(méi)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(jùlí)來(lái)決定其長(zhǎng)度的一種高精度的單值量具。量塊的形狀一般為矩形截面的長(zhǎng)方體和圓形截面的圓柱體（主要應(yīng)用于千分尺的校對(duì)棒）兩種，常用的為長(zhǎng)方體（見(jiàn)圖5-2）。量塊有兩個(gè)平行的測(cè)量面和四個(gè)非測(cè)量面，測(cè)量面極為光滑平整，非測(cè)量面較為粗糙一些。兩測(cè)量面之間的距離(jùlí)L為量塊的工作尺寸。精品資料量塊一般用鉻錳鋼或其他特殊合金鋼制成，其線膨脹系數(shù)小，性質(zhì)穩(wěn)定，不易變形，且耐磨性好。量塊除了作為尺寸傳遞的媒介(méijiè)，用以體現(xiàn)測(cè)量單位外，還廣泛用來(lái)檢定和校準(zhǔn)量塊、量?jī)x；相對(duì)測(cè)量時(shí)用來(lái)調(diào)整儀器的零位；有時(shí)也可直接檢驗(yàn)零件，同時(shí)還可用于機(jī)械行業(yè)的精密劃線和精密調(diào)整等。精品資料1.量塊的中心(zhōngxīn)長(zhǎng)度量塊長(zhǎng)度是指量塊上測(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。雖然量塊精度很高，但其測(cè)量面亦非理想平面，兩測(cè)量面也不是絕對(duì)平行的?？梢?jiàn)，量塊長(zhǎng)度并非處處相等。因此，規(guī)定量塊的尺寸是指量塊測(cè)量面上中心(zhōngxīn)點(diǎn)的量塊長(zhǎng)度，用符號(hào)L來(lái)表示，即用量塊的中心(zhōngxīn)長(zhǎng)度尺寸代表工作尺寸。量塊的中心(zhōngxīn)長(zhǎng)度是指量塊上測(cè)量面的中心(zhōngxīn)到與此量塊下測(cè)量精品資料面相研合的輔助體（如平晶）表面之間的距離，如圖5-3所示。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），如圖5-2所示。尺寸小于6mm的量塊，名義尺寸刻在上測(cè)量面上(miànshànɡ)；尺寸大于等于6mm的量塊，名義尺寸刻在一個(gè)非測(cè)量面上(miànshànɡ)，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。精品資料圖5-2量塊(liànɡkuài)精品資料圖5-3量塊(liànɡkuài)的中心長(zhǎng)度精品資料2.量塊的研合性每塊量塊只代表一個(gè)尺寸，由于量塊的測(cè)量(cèliáng)平面十分光潔和平整，因此當(dāng)表面留有一層極薄的油膜時(shí)（約0.02μm），用力推合兩塊量塊使它們的測(cè)量(cèliáng)平面互相緊密接觸，因分子間的親和力，兩塊量塊便能粘合在一起，量塊的這種特性稱為研合性，也稱為粘合性。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。精品資料3.量塊(liànɡkuài)的組合為了組成各種尺寸，量塊(liànɡkuài)是按一定的尺寸系列成套生產(chǎn)的，一套包含一定數(shù)量不同尺寸的量塊(liànɡkuài)，裝在一特制的木盒內(nèi)。國(guó)家量塊(liànɡkuài)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了17種成套的量塊(liànɡkuài)系列，從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6093—85中摘錄的幾套量塊(liànɡkuài)的尺寸系列如附表5-1（P126)所示。精品資料量塊組合方法及原則:(1）選擇量塊時(shí)，無(wú)論是按“級(jí)”測(cè)量還是按“等”測(cè)量，都應(yīng)按照量塊的名義尺寸(chǐcun)進(jìn)行選取。若為按“級(jí)”測(cè)量，則測(cè)量結(jié)果即為按“級(jí)”測(cè)量的測(cè)得值；若為按“等”測(cè)量，則可將測(cè)出的結(jié)果加上量塊檢定表中所列各量塊的實(shí)際偏差，即為按“等”測(cè)量的測(cè)得值。(2）組合量塊成一定尺寸(chǐcun)時(shí)，應(yīng)從所給尺寸(chǐcun)的最后一位小數(shù)開(kāi)始考慮，每選一塊應(yīng)使尺寸(chǐcun)至少去掉一位小數(shù)。精品資料(3）使量塊塊數(shù)盡可能少，以減少積累(jīlěi)誤差，一般不超過(guò)3~5塊。(4）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。(5）組合時(shí)，不能將測(cè)量面與非測(cè)量面相研合。(6）組合時(shí)，下測(cè)量面一律朝下。精品資料例如：要組成28.935的尺寸，若采用83塊一套的量塊，參照附表3-1，其選取方法如下：

以上(yǐshàng)四塊量塊研合后的整體尺寸為28.935?！谝粔K量塊(liànɡkuài)尺寸為1.005…第二塊量塊尺寸為1.43…第三塊量塊尺寸為6.5…第四塊量塊尺寸為20精品資料4.量塊的精度1）量塊的分級(jí)按國(guó)標(biāo)的規(guī)定，量塊按制造精度分為6級(jí)，即00、0、1、2、3和K級(jí)。其中00級(jí)精度最高，依次降低，3級(jí)精度最低，K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)。各級(jí)量塊精度指標(biāo)(zhǐbiāo)見(jiàn)附表5-2。量具生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)各級(jí)量塊的國(guó)標(biāo)要求，在制造時(shí)就將量塊分了“級(jí)”，并將制造尺寸標(biāo)刻在量塊上。使用時(shí)，就使用量塊上的名義尺寸。這叫做按“級(jí)”測(cè)量。精品資料2）量塊的分等量塊按其檢定精度，可分為1、2、3、4、5、6六等，其中1等精度最高，依次降低，6等精度最低。各等量塊精度指標(biāo)見(jiàn)附表5-3。當(dāng)新買(mǎi)來(lái)的量塊使用了一個(gè)檢定周期后（一般為一年），再繼續(xù)(jìxù)按名義尺寸使用即按“級(jí)”使用，組合精度就會(huì)降低（由于長(zhǎng)時(shí)間的組合、使用，量塊有所磨損）。所以，就必須對(duì)量塊重新進(jìn)行檢定，測(cè)出每塊量塊的實(shí)際尺寸，并按照各等量塊的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將其分成“等”。使用量塊檢定后的實(shí)際尺寸進(jìn)行測(cè)量，叫做按“等”測(cè)量。精品資料這樣，一套量塊就有了兩種使用方法。按“級(jí)”使用時(shí)，所根據(jù)的是刻在量塊上的名義尺寸(chǐcun)，其制造誤差忽略不計(jì)；按“等”使用時(shí)，所根據(jù)的是量塊的實(shí)際尺寸(chǐcun)，而忽略的只是檢定量塊實(shí)際尺寸(chǐcun)時(shí)的測(cè)量誤差，但可用較低精度的量塊進(jìn)行比較精密的測(cè)量。因此，按“等”測(cè)量比按“級(jí)”測(cè)量的精度高。精品資料5.3測(cè)量方法與測(cè)量器具5.3.1計(jì)量器具的分類(lèi)計(jì)量器具可按其測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用途分為以下五類(lèi)：(1)基準(zhǔn)(jīzhǔn)量具和量?jī)x：在測(cè)量中體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量的量具和量?jī)x。例如：量塊、角度量塊、激光比長(zhǎng)儀、基準(zhǔn)(jīzhǔn)米尺等。(2)通用量具和量?jī)x：可以用來(lái)測(cè)量一定范圍內(nèi)的任意尺寸的零件，它有刻度，可測(cè)出具體尺寸值。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為以下幾種：①固定刻線量具：如米尺、鋼板尺、卷尺等精品資料②游標(biāo)量具：如三用游標(biāo)卡尺（含帶表游標(biāo)卡尺、數(shù)顯游標(biāo)卡尺等）、游標(biāo)深度尺、游標(biāo)高度尺、齒厚游標(biāo)卡尺、游標(biāo)量角器等。③螺旋測(cè)微量具：如外徑千分尺、內(nèi)徑(nèijìnɡ)千分尺、螺紋中徑千分尺、公法線千分尺等。④機(jī)械式量?jī)x：如百分表、內(nèi)徑(nèijìnɡ)百分表、千分表、杠桿齒輪比較儀、扭簧儀等。⑤光學(xué)量?jī)x：如工具顯微鏡、光學(xué)比較儀等。精品資料⑥氣動(dòng)量?jī)x：是將零件尺寸的變化(biànhuà)量通過(guò)一種裝置轉(zhuǎn)變成氣體流量（或壓力等）的變化(biànhuà)，然后將此變化(biànhuà)測(cè)量出來(lái)即可得到零件的被測(cè)尺寸。如浮標(biāo)式、壓力式、流量計(jì)式氣動(dòng)量具等。⑦電動(dòng)量?jī)x：是將零件尺寸的變化(biànhuà)量通過(guò)一種裝置轉(zhuǎn)變成電流（或電感、電容等）的變化(biànhuà)，然后將此變化(biànhuà)測(cè)量出來(lái)即可得到零件的被測(cè)尺寸。如電接觸式、電感式、電容式電動(dòng)量?jī)x等。精品資料(3)量規(guī)：為無(wú)刻度的專(zhuān)用量具。它只能用來(lái)檢驗(yàn)零件(línɡjiàn)是否合格，而不能測(cè)得被測(cè)零件(línɡjiàn)的具體尺寸。如：塞規(guī)、卡規(guī)、環(huán)規(guī)、螺紋塞規(guī)、螺紋環(huán)規(guī)等。(4)檢驗(yàn)裝置：是量具量?jī)x和其它定位元件等的組合體，用來(lái)提高測(cè)量或檢驗(yàn)效率，提高測(cè)量精度，便于實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用較多。

精品資料5.3.2計(jì)量器具的基本技術(shù)指標(biāo)度量的技術(shù)指標(biāo)是指測(cè)量中應(yīng)考慮的測(cè)量工具的主要性能，它是選擇和使用測(cè)量工具的依據(jù)(yījù)。計(jì)量器具的基本度量指標(biāo)如圖5-4所示。精品資料圖5-4計(jì)量器具(qìjù)的基本度量指標(biāo)精品資料(1)刻度間隔C：也叫刻度間距，簡(jiǎn)稱刻度，它是標(biāo)尺上相鄰兩刻線中心線之間的實(shí)際距離（或圓周弧長(zhǎng)）。為了(wèile)便于目測(cè)估讀，一般刻線間距在1~2.5mm范圍內(nèi)。(2)分度值i：也叫刻度值、精度值，簡(jiǎn)稱精度，它是指測(cè)量器具標(biāo)尺上一個(gè)刻度間隔所代表的測(cè)量數(shù)值。(3)示值范圍：是指測(cè)量器具標(biāo)尺上全部刻度間隔所代表的測(cè)量數(shù)值。(4)量程：計(jì)量器具示值范圍的上限值與下限值之差。精品資料(5)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，它包括標(biāo)尺的示值范圍、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。(6)靈敏度：能引起量?jī)x指示數(shù)值變化的被測(cè)尺寸的最小變動(dòng)量。靈敏度說(shuō)明了量?jī)x對(duì)被測(cè)數(shù)值微小變動(dòng)引起反應(yīng)的敏感程度。(7)示值誤差：量具(liángjù)或量?jī)x上的讀數(shù)與被測(cè)尺寸實(shí)際數(shù)值之差。精品資料(8)放大比K：也叫傳動(dòng)比，它是指量?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)比等于刻度間隔與分度值之比，即K=C/i。(9)修正值：是指為了消除和減少系統(tǒng)誤差，用代數(shù)(dàishù)法加到測(cè)量結(jié)果上的數(shù)值。它的大小和示值誤差的絕對(duì)值相等，而符號(hào)相反。在測(cè)量結(jié)果中加入相應(yīng)的修正值后，可提高測(cè)量精度。(10)不確定度：是指在規(guī)定條件下測(cè)量時(shí)，由于測(cè)量誤差的存在，被測(cè)幾何量值不能肯定的程度。精品資料5.3.3測(cè)量方法的分類(lèi)在測(cè)量中，測(cè)量方法是根據(jù)測(cè)量對(duì)象(duìxiàng)的特點(diǎn)來(lái)選擇和確定的，其特點(diǎn)主要是指測(cè)量對(duì)象(duìxiàng)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。主要可分為以下幾種：(1)據(jù)獲得被測(cè)結(jié)果的方法不同，測(cè)量方法可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。精品資料直接測(cè)量：測(cè)量時(shí)，可直接從測(cè)量器具上讀出被測(cè)幾何量的大小值。例如：用千分尺、卡尺測(cè)量軸徑，就能直接從千分尺、卡尺上讀出軸的直徑尺寸。間接測(cè)量：被測(cè)幾何量無(wú)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(guò)一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算(jìsuàn)來(lái)求得被測(cè)幾何量的尺寸值。例如：如下圖所示，在測(cè)量一個(gè)截面為圓的劣弧的幾何量所在圓的直徑D（或測(cè)量一個(gè)較大的柱體直徑D）時(shí)，由于無(wú)法直接測(cè)量，可以先測(cè)出該劣弧的弦長(zhǎng)b以及相應(yīng)的弦高h(yuǎn)，然后通過(guò)公式D=h+b2/4h計(jì)算(jìsuàn)出其直徑D。精品資料間接測(cè)量圓的直徑(zhíjìng)精品資料通常為了減小測(cè)量誤差，都采用直接測(cè)量，而且，也比較簡(jiǎn)單直觀。但是，間接測(cè)量雖然(suīrán)比較繁瑣，當(dāng)被測(cè)幾何量不易測(cè)量或用直接測(cè)量達(dá)不到精度要求時(shí)，就不得不采用間接測(cè)量了。精品資料(2)根據(jù)(gēnjù)被測(cè)結(jié)果讀數(shù)值的不同，即讀數(shù)值是否直接表示被測(cè)尺寸，測(cè)量方法可分為絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量。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。例如：用千分尺測(cè)量零件尺寸時(shí)可直接讀出被測(cè)尺寸的數(shù)值。精品資料相對(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。該測(cè)量方法有一個(gè)特點(diǎn)，即在測(cè)量之前必須首先用量塊或其他標(biāo)準(zhǔn)量具將測(cè)量器具對(duì)零。例如(lìrú)：用杠桿齒輪比較儀或立式光學(xué)比較儀測(cè)量零件的長(zhǎng)度，必須先用量塊調(diào)整好儀器的零位，然后進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得值是被測(cè)零件的長(zhǎng)度與量塊尺寸的微差值。一般地，相對(duì)測(cè)量的測(cè)量精度比絕對(duì)測(cè)量的高，但測(cè)量較為麻煩。精品資料(3)根據(jù)零件的被測(cè)表面是否(shìfǒu)與測(cè)量器具的測(cè)量頭有機(jī)械接觸，測(cè)量方法可分為接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量。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。例如：千分尺測(cè)量零件、百分表測(cè)量軸的圓跳動(dòng)等。精品資料非接觸測(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。例如：用投影法（如：萬(wàn)能工具顯微鏡、大型工具顯微鏡等）測(cè)量零件(línɡjiàn)尺寸、用氣動(dòng)量?jī)x測(cè)量孔徑等。接觸測(cè)量由于存在測(cè)量力，會(huì)使零件(línɡjiàn)被測(cè)表面產(chǎn)生變形，引起測(cè)量誤差，使測(cè)量頭磨損以及劃傷被測(cè)表面等，但是對(duì)被測(cè)表面的油污等不敏感；非接觸測(cè)量由于不存在測(cè)量力，被測(cè)表面也不會(huì)引起變形誤差，因此，特別適合薄結(jié)構(gòu)易變形零件(línɡjiàn)的測(cè)量。精品資料(4)根據(jù)同時(shí)測(cè)量參數(shù)的多少，測(cè)量方法可分為單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量。單項(xiàng)測(cè)量：?jiǎn)为?dú)測(cè)量零件的每一個(gè)參數(shù)。例如：用工具顯微鏡測(cè)量螺紋時(shí)可分別單獨(dú)測(cè)量出螺紋的中徑、螺距、牙型半角等。綜合測(cè)量：測(cè)量零件兩個(gè)或兩個(gè)以上相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合指標(biāo)。例如：用螺紋塞規(guī)(sāiguī)或環(huán)規(guī)檢驗(yàn)螺紋的作用中徑。

精品資料綜合測(cè)量一般效率較高，對(duì)保證零件的互換性更為可靠(kěkào)，適用于只要求判斷工件是否合格的場(chǎng)合。單項(xiàng)測(cè)量能分別確定每個(gè)參數(shù)的誤差，一般用于工藝分析(即分析加工)過(guò)程中產(chǎn)生廢品的原因等。精品資料(5)根據(jù)被測(cè)量(cèliáng)或敏感元件（測(cè)量(cèliáng)頭）在測(cè)量(cèliáng)中相對(duì)狀態(tài)的不同，測(cè)量(cèliáng)方法可分為靜態(tài)測(cè)量(cèliáng)和動(dòng)態(tài)測(cè)量(cèliáng)。靜態(tài)測(cè)量(cèliáng)：測(cè)量(cèliáng)時(shí)，被測(cè)表面與敏感元件處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。動(dòng)態(tài)測(cè)量(cèliáng)：測(cè)量(cèliáng)時(shí)，被測(cè)表面與敏感元件處于（或模擬）工作過(guò)程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。精品資料動(dòng)態(tài)測(cè)量生產(chǎn)效率高，并能測(cè)出工件上一些參數(shù)連續(xù)變化的情況，常用于目前大量使用的數(shù)控機(jī)床(如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心(zhōngxīn)等設(shè)備)的測(cè)量裝置。由此可見(jiàn)，動(dòng)態(tài)測(cè)量是測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向之一。精品資料(6)根據(jù)測(cè)量對(duì)機(jī)械制造工藝過(guò)程所起的作用不同，測(cè)量方法可分為被動(dòng)測(cè)量和主動(dòng)測(cè)量。被動(dòng)測(cè)量：在零件加工后進(jìn)行的測(cè)量。這種測(cè)量只能判斷零件是否合格，其測(cè)量結(jié)果主要用來(lái)發(fā)現(xiàn)并剔除廢品。主動(dòng)測(cè)量：在零件加工過(guò)程中進(jìn)行的測(cè)量。這種測(cè)量可直接(zhíjiē)控制零件的加工過(guò)程，及時(shí)防止廢品的產(chǎn)生。精品資料5.4測(cè)量誤差的基本知識(shí)5.4.1測(cè)量誤差的基本概念及產(chǎn)生原因1測(cè)量誤差的基本概念從長(zhǎng)度測(cè)量的實(shí)踐中可知，當(dāng)測(cè)量某一量值時(shí)，用一臺(tái)儀器按同一(tóngyī)測(cè)量方法由同一(tóngyī)測(cè)量者進(jìn)行若干次測(cè)量，所獲得的結(jié)果是不同的。若用不同的儀器、不同的測(cè)量方法、由不同的測(cè)量者來(lái)測(cè)量同一(tóngyī)量值，則這種差別將會(huì)更加明顯，這是由于一系列不可控制的和不可避免的主觀因素或客觀因素造成的。所以，對(duì)于任何一次精品資料測(cè)量，無(wú)論測(cè)量者多么仔細(xì)(zǐxì)，所使用的儀器多么精密，采用的測(cè)量方法多么可靠，在測(cè)得結(jié)果中，都不可避免地會(huì)有一定的誤差。也就是說(shuō)，所得到的測(cè)量結(jié)果，僅僅是被測(cè)量的近似值。被測(cè)量的實(shí)際測(cè)得值與被測(cè)量的真值之間的差異，叫做測(cè)量誤差。即δ=x－x0式中：δ——測(cè)量(cèliáng)誤差；x——被測(cè)量(cèliáng)的實(shí)際測(cè)得值；x0——被測(cè)量(cèliáng)的真值。精品資料測(cè)量誤差分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。其中，上式所表示的測(cè)量誤差叫做測(cè)量的絕對(duì)誤差，用來(lái)判定(pàndìng)相同被測(cè)幾何量的測(cè)量精確度。由于X可能大于、等于或小于q，因此，δ可能是正值、零或負(fù)值。這樣，上式可寫(xiě)為x0=x±δ上式說(shuō)明：測(cè)量誤差δ的大小決定了測(cè)量的精確度，δ越大，則精確度越低；δ越小，則精確度越高。精品資料另外，對(duì)于不同大小的同類(lèi)幾何量，要比較測(cè)量精確度的高低，一般采用相對(duì)誤差的概念進(jìn)行比較。相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差δ和被測(cè)量的真值x0的比值。常用被測(cè)量的實(shí)際(shíjì)測(cè)得值代替真值,即

式中：f——相對(duì)誤差。由上式可以看出，相對(duì)誤差f是一個(gè)沒(méi)有單位的數(shù)值，一般用百分?jǐn)?shù)（%）來(lái)表示。x0x精品資料例如：有兩個(gè)被測(cè)量的實(shí)際測(cè)得值X1=100,X2=10，,則其相對(duì)誤差為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(xiānɡtónɡ)大小的絕對(duì)誤差，其相對(duì)誤差是不同的，顯然，＜，表示前者的精確度比后者高。f1f2f1f2精品資料2測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因測(cè)量誤差是不可避免的，但是由于各種測(cè)量誤差的產(chǎn)生都有其原因和影響測(cè)量結(jié)果的規(guī)律，因此測(cè)量誤差是可以控制的。要提高(tígāo)測(cè)量精確度，就必須減小測(cè)量誤差。要減小和控制測(cè)量誤差，就必須對(duì)測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行了解和研究。產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面：精品資料(1)測(cè)量器具誤差測(cè)量器具誤差是指由于計(jì)量(jìliàng)器具本身存在的誤差而引起的測(cè)量誤差。具體地說(shuō)，是由于計(jì)量(jìliàng)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(jìliàng)器具的示值誤差和重復(fù)精度上。精品資料(2)基準(zhǔn)件誤差所有(suǒyǒu)基準(zhǔn)件或基準(zhǔn)量具，雖然制作得非常精確，但是都不可避免地存在誤差?；鶞?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。例如，量塊的制造誤差等。精品資料基準(zhǔn)件誤差直接影響測(cè)得值。在相對(duì)測(cè)量中，基準(zhǔn)件誤差包含在測(cè)量誤差內(nèi)，因?yàn)樵跍y(cè)量時(shí)用來(lái)與被測(cè)幾何量進(jìn)行比較的基準(zhǔn)件（如量塊）誤差將直接反映到測(cè)量結(jié)果中，引起測(cè)量誤差。例如，在光學(xué)比較儀上用2級(jí)量塊作為基準(zhǔn)件將儀器調(diào)零，測(cè)量20mm的零件時(shí)，僅僅(jǐnjǐn)由2級(jí)量塊就可能產(chǎn)生±0.60μm的測(cè)量誤差。在測(cè)量中，要合理選擇基準(zhǔn)件的精度，一般地，基準(zhǔn)件的誤差應(yīng)不超過(guò)總測(cè)量誤差的1/3~1/5。精品資料(3)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(cè)量誤差。影響測(cè)量結(jié)果的環(huán)境因素有溫度、濕度、振動(dòng)和灰塵等。其中溫度影響最大，這是由于各種材料幾乎對(duì)溫度都非常敏感，都具有(jùyǒu)熱脹冷縮的現(xiàn)象。因此，在長(zhǎng)度計(jì)量中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃。精品資料(4)測(cè)量方法誤差測(cè)量方法誤差是指選擇的測(cè)量方法和定位方法不完善所引起的誤差。例如(lìrú)：測(cè)量方法選擇不當(dāng)、工件安裝不合理、計(jì)算公式不精確、采用近似的測(cè)量方法或間接測(cè)量法等造成的誤差。(5)人員讀數(shù)誤差指測(cè)量人員因生理差異和技術(shù)不熟練引起的誤差。常表現(xiàn)為視差、觀測(cè)誤差、估讀誤差和讀數(shù)誤差等。精品資料5.4.2測(cè)量誤差的分類(lèi)和測(cè)量方法1.測(cè)量誤差的分類(lèi)根據(jù)誤差的特點(diǎn)與性質(zhì)，以及誤差出現(xiàn)的規(guī)律，可將測(cè)量誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三種(sānzhǒnɡ)基本類(lèi)型。精品資料(1)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，誤差的數(shù)值(shùzí)大小和符號(hào)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。前者稱為定值系統(tǒng)誤差，如，量塊檢定后的實(shí)際偏差，千分尺不對(duì)零而產(chǎn)生測(cè)量誤差等。后者稱為變值系統(tǒng)誤差，所謂確定規(guī)律，是指這種誤差可表達(dá)為一個(gè)因素或幾個(gè)因素的函數(shù)。例如：尺長(zhǎng)是溫度的函數(shù)，改變溫度，尺長(zhǎng)將按照熱脹冷縮的確定規(guī)律變化，從而引起誤差。又如：分度盤(pán)偏心所引起的按正弦規(guī)律周期變化的測(cè)量誤差。精品資料系統(tǒng)誤差由于具有(jùyǒu)一定的規(guī)律，理論上講比較容易發(fā)現(xiàn)和剔除。但是，也有一些系統(tǒng)誤差由于變化規(guī)律非常復(fù)雜，一般不太容易發(fā)現(xiàn)和剔除。精品資料(2)隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差是指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化的誤差。從表面看，隨機(jī)誤差沒(méi)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。單次測(cè)量時(shí)，誤差出現(xiàn)是無(wú)規(guī)律可循的；若進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，誤差的變化服從統(tǒng)計(jì)(tǒngjì)規(guī)律，所以，可利用統(tǒng)計(jì)(tǒngjì)原理和概率論對(duì)它進(jìn)行處理。精品資料(3)粗大誤差粗大誤差（也叫過(guò)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(cè)量時(shí)疏忽大意（如讀數(shù)錯(cuò)誤、計(jì)算錯(cuò)誤等）或環(huán)境條件的突變（沖擊、振動(dòng)等）而造成的某些較大(jiàodà)的誤差。在處理數(shù)據(jù)時(shí)，必須按一定的準(zhǔn)則從測(cè)量數(shù)據(jù)中剔除。精品資料粗大誤差(wùchā)常用3準(zhǔn)則，即拉依達(dá)準(zhǔn)則來(lái)判斷。它主要用于測(cè)量次數(shù)多于10次，且服從正態(tài)分布的誤差(wùchā)。所謂3準(zhǔn)則，是指在測(cè)量值數(shù)列中，凡是測(cè)量值與算術(shù)平均值之差即殘余誤差(wùchā)的絕對(duì)值大于標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍的，都認(rèn)為該測(cè)量值具有粗大誤差(wùchā)，應(yīng)從測(cè)量列中將其剔除。精品資料(4)測(cè)量精度測(cè)量精度是指幾何量的測(cè)得值與其(yǔqí)真值的接近程度。它與測(cè)量誤差是相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)概念，即是從兩個(gè)不同的角度說(shuō)明同一概念的術(shù)語(yǔ)。測(cè)量誤差越大，測(cè)量精度就越低；反之，測(cè)量誤差越小，測(cè)量精度就越高。為了反映系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的區(qū)別及其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，以打靶為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖5-7所示，圓心表示靶心，黑點(diǎn)表示彈孔。圖5-7(a)表現(xiàn)為彈孔密集但偏離靶心，說(shuō)明隨機(jī)誤差小而系統(tǒng)誤差大；圖5-7(b)表現(xiàn)為彈孔較為分散，但基本圍繞靶心分布，說(shuō)明隨機(jī)誤差大而系統(tǒng)誤差?。粓D5-7(c)表現(xiàn)為彈孔密集而且圍繞靶心分布，說(shuō)明隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差都非常??；圖5-7(d)表現(xiàn)為彈孔既分散又偏離靶心，說(shuō)明隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差都較大。精品資料圖5-7測(cè)量(cèliáng)精度(a）精密度高；(b）正確度高；(c）準(zhǔn)確度高；(d）準(zhǔn)確度低精品資料根據(jù)以上分析，為了準(zhǔn)確描述測(cè)量精度的具體情況，可將其進(jìn)一步分類(lèi)為精密度、正確度和準(zhǔn)確度。1.精密度精密度是指在同一條件(tiáojiàn)下對(duì)同一幾何量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，該幾何量各次測(cè)量結(jié)果的一致程度。它表示測(cè)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。精品資料2.正確度正確度是指在同一條件下對(duì)同一幾何量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，該幾何量測(cè)量結(jié)果(jiēguǒ)與其真值的符合程度。它表示測(cè)量結(jié)果(jiēguǒ)受系統(tǒng)誤差的影響程度。若系統(tǒng)誤差小，則正確度高。精品資料3.準(zhǔn)確度（或稱精確度）準(zhǔn)確度表示對(duì)同一幾何量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得到的測(cè)得值與真值的一致程度。它表示測(cè)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。按照上述分類(lèi)可知(kězhī)，圖5-7(a)為精密度高而正確度低；圖5-7(b)為正確度高而精密度低；圖5-7(c)為精密度和正確度都高，因而準(zhǔn)確度也高；圖5-7(d)為精密度和正確度都低，所以準(zhǔn)確度也低。精品資料3.4.5隨機(jī)誤差的特性與處理1.隨機(jī)誤差的特性隨機(jī)誤差的特性可以用實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法總結(jié)出來(lái)。先做一個(gè)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(ránhòu)將測(cè)得的尺寸進(jìn)行分組，將7.131，7.132，…，7.141，每隔0.001為一組，分為11組，各測(cè)得值及出現(xiàn)次數(shù)如表5-2所示。精品資料5精品資料若以橫坐標(biāo)表示測(cè)得值Xi，縱坐標(biāo)表示相對(duì)出現(xiàn)次數(shù)ni/N，其中ni為某一測(cè)得值出現(xiàn)的次數(shù)，N為測(cè)量總次數(shù)，則得如圖5-8(a)所示的圖形，稱為頻率(pínlǜ)直方圖。連接每個(gè)小方圖的上部中點(diǎn)，得一折線，稱為實(shí)際分布曲線。精品資料圖5-8隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線(qūxiàn)(a)實(shí)際分布曲線(qūxiàn)；(b)正態(tài)分布曲線(qūxiàn)精品資料如果將上述實(shí)驗(yàn)的測(cè)量總次數(shù)N無(wú)限增大（N→∞），而分組間隔Δx無(wú)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5-8(b)所示的光滑(guānghuá)曲線，即隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線，也稱高斯曲線。精品資料從測(cè)量結(jié)果中可以看出，隨機(jī)誤差具有下列四大特性：(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。(3）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(guò)一定的界限。(4）抵償性：在相同條件下，當(dāng)測(cè)量次數(shù)(cìshù)足夠多時(shí)，各隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值隨測(cè)量次數(shù)(cìshù)的增加而趨近于零。該特性是對(duì)稱性的必然反映。精品資料根據(jù)概率論原理，正態(tài)分布曲線可用下列數(shù)學(xué)公式表示(biǎoshì)，即式中：y——概率密度；δ——隨機(jī)誤差（δ=測(cè)得值－真值）；e——自然對(duì)數(shù)的底（e=2.71828）；σ——標(biāo)準(zhǔn)偏差，也稱為均方根誤差，即精品資料由上式可知，概率密度y與隨機(jī)誤差δ及標(biāo)準(zhǔn)偏差σ有關(guān)。當(dāng)δ=0時(shí)，正態(tài)分布的概率密度最大，即。若＜＜，則y1max＞y2max＞y3max，即σ越小，ymax越大，正態(tài)分布曲線越陡，隨機(jī)誤差的分布范圍越小，說(shuō)明測(cè)量精度越高；反之，σ越大，ymax越小，正態(tài)分布曲線越平坦，隨機(jī)誤差的分布范圍越分散，說(shuō)明測(cè)量精度越低。因此標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的大小反映了隨機(jī)誤差的分散特性和測(cè)量精度的高低。通過(guò)精品資料計(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。圖5-9表示三種不同標(biāo)準(zhǔn)偏差的正態(tài)分布曲線，其中＜＜。精品資料圖5-9標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)隨機(jī)誤差分布特性(tèxìng)的影響精品資料由于被測(cè)量的真值是未知量，在實(shí)際應(yīng)用中常常進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量次數(shù)n足夠多時(shí)，可以測(cè)量x1，x2,…,xn的算術(shù)平均值，將其作為真值，即測(cè)量列中各測(cè)得值與測(cè)量列的算術(shù)平均值的代數(shù)差，稱為殘余誤差，即精品資料通過(guò)(tōngguò)推導(dǎo)，得2.隨機(jī)誤差的處理