《互换性与测量技术》课件第三章-测量技术基础

1、测量技术基础第三章第二节 测量器具与测量方法的分类及常用术语 第三节 测量误差与数据处理第四节 测量误差原因及基本原则第一节 概述第一节 概述一 技术测量概念 1 检验：指判断被测量是否在规定范围内的过程，它不要求得到被测量的具体数值。 2 测量：就是将被测的量与具有确定计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量的量值的操作过程。 Q =LE计量单位测量值被测量值二 测量过程1 测量对象:在几何量测量中，被测对象是指长度、角 度、表面粗糙度、形位误差等。2 计量单位：用以度量同类量值的标准量。我国规定的 法定计量单位中，长度单位为米（m),角 度单位为弧度（rad)及度(。 )、分 ( )、秒(

2、)长度单位米（）光在真空中1299792458秒时间内所通过的距离。3 测量方法：指测量原理、测量器具和测量条件的和。4 测量准确度：指测量结果与真值一致的程度。三 尺寸传递 1 长度量值传递系统 为了保证工业生产中长度测量的准确度，首先要建立统一、可靠的长度基准 。常见的长度基准：米（m）、毫米（mm）、微米(m)、纳米（nm）换算关系为：1m=1000mm 1mm=1000m 1m=1000 nm国际单位制机械制造精密测量超精密测量1. 长度量值传递系统 前述关于米的定义，实际上是以光波波长作为长度基准，虽然准确可靠，但不能直接用于工程测量。为了保证长度测量量值的统一，必须建立从长度基准到

3、生产中使用的各种测量器具，直至工件的量值传递系统。即将米的定义长度一级一级传递到工作计量器具上，再用于测量工件尺寸。从而保证量值的统一。量值传递是通过对比、校准、检定和测量，将国家计量基准复现的单位量值，经计量标准、工作计量器具逐级传递到被测对象的全部过程。我国长度量值传递系统如图3-1所示。 图31 尺寸传递系统 由图3-1可知，长度量值传递系统有两种实体基准：线纹尺(刻线量具)和量块（端面量具）。其中尤以量块应用较广。 光波波长传递到基准线纹尺和一等量块，然后再由它们逐次传递到工件，以保证量值准确一致。2. 量块及其传递系统 1) 功用：量块在机械制造和仪器制造中应用 很广。 在长度计量中

4、作为实物标准，用以体现测量 单位，并作为尺寸传递媒介。 广泛用于检定和校准计量器具。 比较测量中用于调整仪器的零位。 用于加工中机床的调整，刀具对刀块调整和 工件检验。2) 量块形状和尺寸形状为长方形平面六面体 量块有两个测量面，四个非测量面，两个测量面平行。 量块材料：铬锰（CM）钢或用线膨胀系数小，性质稳定，耐磨，不易变形的其它材料（硬质合金）制造。 尺寸：标准长度的量块，其外形尺寸为309。 标准长度的量块，其外形尺寸为39。 准确度：量块按制造准确度分为0、1、2、3级，0级精度最高，3级精度最低。另外还规定了一个校准级，即K级。在使用时，它具有与0级相当的准确度。量块长度： 量块上测

5、量面一点到与此点对应量块下测量面一点相研合的辅助体表面之间的垂直距离。量块中心长度：量块测量面上中心点的量块长度。量块长度变动量：量块两测量面上最大量块长度与最小量块长度之差。量块的组成： 量块是单值（定尺）量具，一个量块只代表一个尺寸。当一个大的尺寸用一块量块不能测量时，把量块在切向推合力的作用下，测量表面间靠分子吸引力研合在一起，使不同尺寸的量块组合成所需要的尺寸。 量块是按成套生产的，根据GBT60932001规定，量块共有17种套装，其每套数目分别为91、83、46、38、10、8、6、5等。选用注意事项： ）选用不同尺寸的量块组成所需要尺寸时，为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的

6、数目。一般不超过四块。 ）选用量块时，应从消去所需尺寸最小尾数开始。例1：28.785。 第一块选1.005、第二块选1.28、 第三块选 6.5、 第四块选20。例2：43.676。 第一块选1.006、第二块选1.17、 第三块选1.5、 第四块选40。第二节 计量器具与计量方法分类及常用术语一、计量器具的分类 按用途、特点、计量器具可分为四类： 标准测量器具 通用测量器具 专用测量器具 检验夹具二、测量方法的分类1. 直接测量与间接测量 2. 绝对测量与相对测量3. 接触测量与非接触测量4. 主动测量与被动测量5. 单项测量与综合测量 6. 动态测量与静态测量 测量方法的分类是从不同的角

7、度考虑的。一个具体的测量过程，可能兼有上述几种测量方法的特征1.直接测量与间接测量 1) 直接测量：所测值就是被测量游标卡尺被测件 2) 间接测量：测量有关量，并通过一定的函数关系，求得被测量的量值。 例如图3-6采用弦高法求圆弧样板直径D， 既为间接测量；又如测量大型件直径难，而先测出圆柱的圆周长，而后计算出直径。即D=L/( 间接测量的精度将取决于有关参数测量的精度，并与所依据的计算公式有关) 。 2. 绝对测量与相对测量 1) 绝对测量：从计量器具标尺上直接读出被测量的整个 数值。 2) 相对测量：计量器具标尺上指示的值是被测量相对于 标准量的偏差值。标准值调零被测件偏差值3. 接触测量

8、与非接触测量1) 接触测量：仪器的测量头与测量零件表面接触，并有机械作用力存在。被测表面杠杆测头轴线测量线2) 非接触测量：仪器的测量头与被测量零件表面不接触，没有机械作用力存在。(如：光学、气动测量)4. 主动测量与被动测量1）主动测量：零件在加工过程中进行的测量2）被动测量：零件加工后进行的测量反馈5. 单项测量与综合测量1）单项测量：分别测量零件的各个参数。min公差工件轴通端止端用光滑极限量规检验工件时,通端能通过工件,止端不能通过工件时,则该工件是合格的. 2）综合测量：同时测量零件上的几个有关参数，从而综合评定零件是否合格。max 6. 动态测量与静态测量2）静态测量：测量时，被测

9、表面与测量头是相对静止的。测量头测量表面1）动态测量：测量时，被测表面与测量头有相对运动， 它能反映被测参数的变化过程。1 刻线间距：计量器具刻度标尺或度盘上两相邻刻线中心线间的距离。为了便于读数，刻度间距一般为12.5 mm。刻度间距仪器标尺+_三、测量方法的常用术语2 分度值：计量器具标尺上每刻线间距所代表的量值。一般长度计量器具的分度值有0.1、0.01、0.001、0.0005 mm。刻度间距仪器标尺分度值mm_+3 示值范围：测量器具标尺上能显示的最低值到最 高值的范围。示值范围工件公差仪器标尺mm_+ 示值范围 4 测量范围：在允许的误差极限内，计量器具所能测量的工件大小。测量范围

10、工件尺寸仪器测量范围（0180）mm仪器标尺_+5 示值误差(i) ：计量器具示值减去被测量的真值所得的差值。即i = Li -Lg6 修正量( )：为消除系统误差，用代数法加到测量结果上的值。=- i ，修正后得 Lg = Li + 7 示值的变动性：在相同的测量条件下，对同一被测量进行多次测量时，所测值的最大差异。 8 灵敏度:计量器具指针对被测量变化的反映能力。 S= L / X 放大比 K=a/i 9 不确定度：由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 10 回程误差：测量器具沿正、反两个方向在同一点上测量结果之差的绝对值。回程误差是由测量器具中测量系统的间隙、变形和摩擦等原因引

11、起的。所以，为了减少回程误差，应按一个方向进行测量。 11、重复性：重复性是指在相同测量条件下，同一被测量连续多次测量结果的一致程度。多次测量结果的差异越小，则重复性就越好。 相同测量条件：是指相同的测量程序，相同的观察者，相同的测量仪器，相同的地点和短时间内重复。 12、复现性：复现性是指在测量条件改变时，同一被测量结果之间的一致性。 测量条件改变：包括测量原理、测量方法，观察者、测量仪器、参考测量标准、测量地点、使用条件和时间等。 第四节 测量误差(自学)一 测量误差二 测量误差的分类三 精度的概念四 测量误差产生的原因一 测量误差1 测量误差 测量结果与真值的差两种表示方法：（1）绝对误差 （2）相对误差 二 测量误差的分类1 系统误差 2 随即误差3 粗大误差 1 系统误差 在一定条件下，多次测量同一个量，误差 出现是有规律的。已定系统误差未定系统误差处理：通过实验计算发现并消除它。游标卡尺被测件随机误差 在相同的条件下，单次测量某一个量 时，误差的正负、绝对值的大小不可 预测，但经过多次测量，误差符合统 计规律。 处理： 分析尽量减少随机误差多次测量，找出规律，估计出随机误差