计量基础知识

基础理论：一、 计量法二、 国际单位：米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、摩尔（mol）、坎德拉（cd）。米（m）是光在真空中，在1/299792458S的时间间隔内所经路程的长度。千克（kg）是质量单位，等于国际千克原器的质量。秒（S）是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应辐射9192631770个周期的持续时间。安培（A）是电流单位。在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流，若导线间相互作用力在每米长度上为2x10（-7）N，则每根导线中的电流为1A。开尔文（K）是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1/273.16。摩尔（mol）是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。使用摩尔时，基本原子可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。坎德拉（cd）是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出的频率为540x10（12）Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1/683W/sr。三、 法定计量单位：国际单位制基本单位国际单位制的辅助单位国际单位制中具有专门名称的导出单位国家选定的非国际单位制单位有以上单位构成的组合形式的单位由词头和以上单位所构成的十进倍数和分数单位辅助单位在国际单位制中，平面角的单位一一弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。辅助单位既可以作为基本单位使用，又可作为导出单位使用。它们的定义如下：弧度（rad）是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角大小。球面度（sr）是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上所截取的面积等于以球半径为边长的正方形体积。导出单位在选定了基本单位和辅助单位之后，按物理量之间的关系，由基本单位和辅助单位以相乘或相除的形式所构成的单位称为导出单位。误差理论：一、有效数字：对于一个近似数，从左边第一个不是0的数字起，到精确到的位数止，所有的数字都叫做这个数的有效数字。是指在分析工作中实际能够测量到的数字。所谓能够测量到的是包括最后一位估计的，不确定的数字。我们把通过直读获得的准确数字叫做可靠数字；把通过估读得到的那部分数字叫做存疑数字。把测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字叫有效数字。舍入规则：当保留n位有效数字，若第n+1位数字V4就舍掉。当保留n位有效数字，若第n+1位数字26时，则第n位数字进1。当保留n位有效数字，若第n+1位数字=5且后面数字为0时，则第n位数字若为偶数时就舍掉后面的数字，若第n位数字为奇数时加1；若第n+1位数字=5且后面还有不为0的任何数字时，无论第n位数字是奇或是偶都加1。当计算的数值为lg或者pH、pOH等对数时，由于小数点以前的部分只表示数量级，故有效数字位数仅由小数点后的数字决定。例如lgx=9.04为2位有效数字，pH=7.355为三位有效数字。对数的有效数字为小数点后的全部数字，如lgx=1.23有效数字为2.3，lga=2.045有效数字为0、4.5,pH=2.35有效数字为3.5。当特别地,当第一位有效数字为8或9时，因为与多一个数量级的数相差不大，可将这些数字的有效数字位数视为比有效数字数多一个。例如8.314是五位有效数字，96845是六位有效数字。整体遵循四舍六入五成双的方法计算规则：1.加减法以小数点后位数最少的数据为基准，其他数据修约至与其相同，再进行加减计算，最终计算结果保留最少的位数。例：计算50.1+1.45+0.5812=?修约为：50.1+1.4+0.6=52.12.乘除法以有效数字最少的数据为基准，其他有效数修约全相同，再进行乘除运算，计算结果仍保留最少的有效数字。例：计算0.0121x25.64x1.05728=?修约为：0.0121x25.6x1.06=0.328计算后结果为：0.3283456,结果仍保留为三位有效数字。例：计算2.5046x2.005x1.52=?当把1.13532x1010保留3个有效数字时，结果为1.14x1010运算中若有n、e等常数，以及-2.1/2等系数，其有效数字可视为无限，不影响结果有效数字的确定。3,乘方乘方的有效数字和底数相同。例：（341）2=1.16x102修约：通过省略原数值的最后若干位数字，调整保留的末位数字，使最后所得到的值最接近原数值的过程称为数值修约。二、误差分类：系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。随机误差：测量结果与在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。绝对误差：测量值-真值相对误差：（测量值-真值）/真值粗大误差：又叫做粗误差或寄生误差。在一定的测量条件下，测得值明显地偏离实际值所形成的误差。引用误差：灵敏度是指仪器对输入量的反应时间，分辨率是指能感应的最小单位的能力。分辨率：表示测量仪器对于被测量的最小变化反应的能力特性的大小分辨率越高，精度越高，精度最高为分辨率的3倍.仪表的灵敏度是指对被测参数变化仪表反应的灵敏程度，也可以说是对被测参数变化输出的放大程度。灵敏度可以这表示：灵敏度（应该是Q=响应变化量/被测量变化量。可以看出，灵敏度其实就是仪表对被测量参数的一种反映的程度。我们平时讲灵敏度高，简单讲就是一点点变化，仪表都能正确反应出来。比如：地磅称和天平。地磅称你放个1公斤，反映都没有，但是天平，你放1克，反应就大力。我们就说，天平对称重来说，灵敏度高。分辨率，为仪器对测量值差异的分辨能力。这个就相当于误差的概念来。可以这样表达，就是分辨率=仪表输出的被测量变化量/被测量变化量。也就说，是仪表能检测到的，可确信的被测量变化的最小值的真实程度。一般来说，灵敏度越高，分辨率越好。比如上面那个称重的例子。假设称黄豆，天平的灵敏度高，黄豆可以一个一个称（可以分辨），但是你放磅秤上，就不能一个个称（无法分辨）。不确定度：U（扩展不确定度）=ks（标准不确定度/合成不确定度）阿贝原则：被测量轴线只有与标准量的测量轴线重合或在其延长线上时，测量才会的到精确地结果。千分尺符合；游标卡尺不符合。量块（使用它的中心尺寸）按制造精度分为5级：K级；0级；1级；2级；3级。按坚定精度分为5等：1等；2等；3等；4等；5等。按级使用使用时直接用标称值按等使用要把修正值考虑进去为什么外国要用级，而国家却规定用等？因为物体由于环境因素使得量块的膨胀系数发生改变，人为因素使得量块的表面受到磨损，这些都会导致系统误差的出现，为了使得数据准确，我们得到的测量值要把修正值考虑进去得出最后结果。膨胀系数是表征物体热膨胀性质的物理量，即表征物体受热时其长度、面积、体积增大程度的物理量。长度的增加称“线膨胀”，面积的增加称“面膨胀”，体积的增加称“体膨胀”，总称之为热膨胀。单位长度、单位面积、单位体积的物体，当温度上升1°C时，其长度、面积、体积的变化，分别称为线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数，总称之为膨胀系数。线膨胀系数亦称线胀系数。固体物质的温度每改变1摄氏度时，其长度的变化和它在OC时长度之比，叫做“线膨胀系数”。单位为1/开。符号为al。其定义式是；a1=（lt-l0）/l0t即有；lt=l0（1+alt）。；由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度和确定长度1时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系数变化不大，通常可以忽略，而将a当作与温度无关的常数。修正值：为补偿系统误差，以代数法加与未修正测量结果的一个值。修正值是指“用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值”。当计量器具的示值误差为已知时，则可通过减去（当示值误差为正值时）或加上（当示值误差为负值时）该误差值，使测量值等于被测量的实际值。减去或加上的这个值即为修正值，它与示值误差在数值上相等，但符号相反。有量值就有误差，有误差就需要修正。量块检定：用汽油进行清洗，并放在20C的等温恒压下进行检定检定量快主要检定四个方面：①测量面平面度②测量面的研合性③长度变动量（两测量面之间的平面平行性）④中心长度尺寸标准光隙法（检定平面度方法之一）标准光隙法通过光的衍射原理，通过光的颜色（当出现两种以上的颜色时，选择波长最大的光），判断光隙。用光隙法时，首先保证在暗室，防止其它光的干扰，其次要保证一个具有灯箱环境下的光束，用刀口形直尺（样板尺）直接接触被检物体，选择具有代表性的四个点，（因为面是由无数条直线组成，我们选择对角交叉或和平行测量面的四条直线，可以代表一个面）产生一个缝隙，光束透过缝隙产生衍射，得到的光隙量按照图表进行判断其被检物体的表面粗糙度。红5橙4黄3绿2紫1（微米）技术光波干涉法

用平面平晶采用光的干涉法原理检定平面度，首先将被测物体与平面平晶紧贴形成一个很小的契角，将白光或单色光透过平晶经过契角发生干涉，产生相邻的十涉条纹，该干涉条纹的弯曲度：—（m为单条干涉条纹中心到干涉条纹上下端M边的距离，M为相邻两条干涉条纹之间的距离）。F（平面度）=mX一M2形位公差共包含14个项目，其中形状公差6项，位置公差8项。形状公差：直线度，平面度，圆度，圆柱度，线轮廓度，面轮廓度。位置公差：平行度，垂直度，倾斜度，同轴度，对称度，位置度，圆跳动，全跳动。零件的形位公差共14项，其中形状公差6个，位置公差8个，列于下表。直线度平面直线度平面度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度平行度垂直度倾斜直线度公差是实际线对理想直线所允许的最大变动量。也就是在图样上所给定的，用以限制实际线加工误差所允许的变动范围。平面度是表示零件的平面要素实际形状，保持理想平面的状况。也就是通常所说的平整程度。平面度公差是实际表面对平面所允许的最大变动量。也就是在图样上给定的，用以限制实际表面加工误差所允许的变动范围。圆度是表示零件上圆的要素实际形状，与其中心保持等距的情况。即通常所说的圆整程度。圆度公差是在同一截面上，实际圆对理想圆所允许的最大变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际圆的加工误差所允许的变动范围。圆柱度是表示零件上圆柱面外形轮廓上的各点，对其轴线保持等距状况。圆柱度公差是实际圆柱面对理想圆柱面所允许的最大变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际圆柱面加工误差所允许的变动范围。线轮廓度是表示在零件的给定平面上，任意形状的曲线，保持其理想形状的状况。线轮廓度公差是指非圆曲线的实际轮廓线的允许变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际曲线加工误差所允许的变动范围。面轮廓度是表示零件上的任意形状的曲面，保持其理想形状的状况。面轮廓度公差是指非圆曲面的实际轮廓线，对理想轮廓面的允许变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际曲面加工误差的变动范围。平行度是表示零件上被测实际要素相对于基准保持等距离的状况。也就是通常所说的保持平行的程度。平行度公差是:被测要素的实际方向，与基准相平行的理想方向之间所允许的最大变动量。也就是图样上所给出的，用以限制被测实际要素偏离平行方向所允许的变动范围。垂直度是表示零件上被测要素相对于基准要素，保持正确的90。夹角状况。也就是通常所说的两要素之间保持正交的程度。垂直度公差是：被测要素的实际方向，对于基准相垂直的理想方向之间，所允许的最大变动量。也就是图样上给出的，用以限制被测实际要素偏离垂直方向，所允许的最大变动范围。倾斜度是表示零件上两要素相对方向保持任意给定角度的正确状况。

围。度倾斜度公差是：被测要素的实际方向，对于基准成任意给定角度的理想方向之间所允许的最大变动量。对称度对称度是表示零件上两对称中心要素保持在同一中心平面内的状态。对称度公差是：实际要素的对称中心面（或中心线、轴线）对理想对称平面所允许的变动量。该理想对称平面是指与基准对称平面（或中心线、轴线）共同的理想平面。同轴度同轴度是表示零件上被测轴线相对于基准轴线，保持在同一直线上的状况。也就是通常所说的共轴程度。同轴度公差是：被测实际轴线相对于基准轴线所允许的变动量。也就是图样上给出的，用以限制被测实际轴线偏离由基准轴线所