PPT6 測量的種類.ppt

1、第六講測量的種類,一、測量方法,1.測量方法是根據(jù)測量對象的特點來選擇和確定的。 特點：主要是指測量對象的尺寸大小、精度要求、形狀特點、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)系式進行計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 2. 通過公式D=h+b2/4

2、h計算出其直徑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準量的微差值或偏差。 (特點：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 單項測量：單

3、獨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。,一、測量方法,2. 測量方法的分類 2.5 根據(jù)測量對機械制造工藝過程所起的作用不同 被動測量：在零件加工后進行的測量 。 主動測量：在零件加工過程中進行的測量 。,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狀態(tài) 。 動態(tài)測量：測量時，被測表面與測量頭處于工作（或模擬）過程中的相對運動狀態(tài) 。,二、測量器具,1. 分類：按其測量原理、結(jié)構(gòu)特點及用途分為五類 基準量具和量儀 通用量具和量儀 ：固定刻線量

4、具、游標量具、螺旋測微量具、機械式量儀、光學(xué)量儀、氣動量儀、電動量儀 極限規(guī) 檢驗量具 主動測量裝置,二、測量器具,常用通用量具和量儀 游標卡尺,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： 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,機械比較儀,二、測量器具,刻度間距（隔）C：簡稱刻度，標尺上相鄰兩刻線中心線之間的實際距離（或圓周弧長）。（12.5mm） 分度值（刻度值、精度值）i ：簡稱精度，它是指測量器具標尺上一個刻度間距所代表的測量數(shù)值。 示值范圍：測量器具標尺上全部刻度間隔所代表的測量數(shù)值。,2. 度量指標：,二、測

5、量器具,量程：計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)與被測尺寸實際數(shù)值之差。,2. 度量指標：,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：,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

6、K=C/ i。,2. 度量指標：,三、測量誤差及其處理,1.測量誤差 被測量的實際測得值與被測量的真值之間的差異 =XQ,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：有兩個被測量的實際測得值X1=100mm，X2=10mm，1=2=0.01mm， 則其相對誤差為： 1=1/ X1100%=0.01/100100%=0.01% 2=2/ X2100%=0.01/10100%=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，12，表示前者的精確度比后者高。,三、測量誤差及其處理,2

7、.測量誤差產(chǎn)生的原因,計量器具誤差 計量器具誤差是指由于計量器具本身存在的誤差而引起的測量誤差。 具體地說是由于計量器具本身的設(shè)計、制造以及裝配、調(diào)整不準確而引起的誤差，一般表現(xiàn)在計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,基準件誤差 所有的基準件或基準量具，雖然制作的非常精確，但是都不可避免的存在誤差。基準件誤差就是指作為標準量的基準件本身存在的誤差。 基準件的誤差應(yīng)不超過總測量誤差的1/31/5,三、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)境因素與要求的標準

8、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。,長度計量中規(guī)定標準溫度為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 使用計量器具進行接觸測量時，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

9、機誤差 指在同一條件下，對同一被測幾何量進行多次重復(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誤差。 從表面看，隨機誤差沒有任何規(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,隨機誤差 指在同一條件下，對同一被測幾何量進行多次重復(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誤差。從表面看，隨機誤差沒有任何規(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)計規(guī)律，所以，可利用統(tǒng)計原理和概率論對它進行處理。,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

10、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）準確度高 d）準確度低,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)果受隨機誤差的影響程度。若隨機誤差小，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行多次測量時，該幾

11、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,準確度（或稱精確度） 表示對同一幾何量進行連續(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)誤差和隨機誤差的綜合影響程度。若系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小，則準確度高。,三、測量誤差及其處理,5.隨機誤差的特性與處理,實驗： 對某一零件用相同的方法進行150次重復(fù)測量，可得150個測得值，然后將測得的尺寸進行分組。 從7.131、7.1327.141mm，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 ：,隨機誤差的特性,頻率直方圖,將

12、上述實驗的測量總次數(shù)N無限增大（N），而分組間隔x無限減小(x0)，且用橫坐標表示隨機誤差，縱坐標表示對應(yīng)的隨機誤差的概率密度，則可以得到如圖所示的光滑曲線，即隨機誤差的正態(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，當測量次數(shù)足夠多時，各隨機誤差的算術(shù)平均值隨測量次數(shù)的增加而趨近于零。（對稱性）,隨機誤差的特性,三、測量誤差及其處理,5.隨機誤差的特性與處理,隨機誤差的特性,y概率密度 隨機誤差（=測得值真值） 標準偏差，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.隨機誤差的特性與處理,隨機誤差的特性,標準偏差的大小反映了隨機誤差的分散特性和測量精度的高低。,123,通過計算，隨機誤差在3范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率為99.73%，已接近100%，所以一般以3作為隨機誤差的極限誤差。,由于被測量的真值是未知量，在實際應(yīng)用中常常進行多次測量，測量次數(shù)n足夠多時 ，以測量值的算術(shù)平均值作為真值,（殘余誤差 ）,三