新一代GPS标准体系

第九章新一代GPS标准体系ISO/TC213GPS标准体系的形成与开展新一代GPS标准体系的构成及规律分析新一代GPS标准体系的理论根底及关键技术操作及算子技术；不确定度理论及应用技术；GPS的数字化根底ISO/TC3极限与配合(D)

ISO/TC10/SC5“尺寸和公差的表示法〞负责形状和位置公差(USSR)(USA)ISO/TC57外表特征及其计量学ISO的三个TC合并、成立新的技术委员会ISO/TC213新一代GPSISO组织结构1996GPS的含义现代产品几何技术标准GPS〔DimensionalGeometricalProductSpecificationandVerification，简称GPS)，是ISO/TC213针对产品的设计与制造而规定的一系列宏观和微观的几何技术标准,主要包括：尺寸和形位公差、外表特征等几何精度标准相关的检验原那么、测量器具要求和校准标准根本表达和图样标注的解释不确定度的评定和控制等GPS贯穿于产品从设计、制造到应用的全过程：--开发、设计、加工、检验、使用、维修、报废

ISO/TC213的GPS系列标准，是国际标准中影响最广的重要根底标准之一，是所有高新技术产品标准的根底，其应用涉及国民经济的各个部门和学科。ISO/TC213的GPS系列标准，是所有机电产品“标准与计量〞标准的根底，也是制造业信息化的根底。§9.2

新一代GPS标准体系的构成及规律分析新一代GPS体系结构GPS体系根本的GPS标准FundamentalGPSStandards综合的GPS标准GlobalGPSStandards通用的GPS标准GeneralGPSStandards补充的GPS标准ComplementaryGPSStandardsGPS矩阵—矩阵行1通用的GPS标准GeneralGPSStandards链环数123456要素几何特征图样标注公差定义实际要素比较认证测量仪器标定校准1.尺寸

2.距离

3.半径

4.角度

5.与基准无关的线的形状

6.与基准有关的线的形状

7.与基准无关的面的形状

8.与基准有关的面的形状

9.方向

10.位置

11.圆跳动

12.全跳动

13.基准

14.轮廓粗糙度

15.轮廓波纹度

16.综合轮廓

17.表面缺陷

18.棱边

综合的GPS标准GlobalGPSStandards

补充的GPS标准ComplementaryGPSstandards

基础的GPS标准表面特征尺寸形状位置方向新一代GPS的体系结构通用的GPS标准GeneralGPSStandards链环数123456要素几何特征图样标注公差定义实际要素比较认证测量仪器标定校准1.尺寸

2.距离

3.半径

4.角度

5.与基准无关的线的形状

6.与基准有关的线的形状

7.与基准无关的面的形状

8.与基准有关的面的形状

9.方向

10.位置

11.圆跳动

12.全跳动

13.基准

14.轮廓粗糙度

15.轮廓波纹度

16.综合轮廓

17.表面缺陷

18.棱边

GPS矩阵—矩阵列综合的GPS标准GlobalGPSStandards

补充的GPS标准ComplementaryGPSstandards

基础的GPS标准新一代GPS的体系结构图样标注公差定义实际要素比较认证测量仪器标定校准功能要求规范设计检验认证ttff<t?给出“功能要求、标准设计、生产加工、检验评定〞统一系统中的主要组成链环图样标注公差定义比较认证测量仪器标定校准功能要求标准设计生产加工检验认证实际要素操作算子§9-3新一代GPS标准体系的

理论根底及关键技术一、GPS数字化根底及关键技术对偶性原理操作及操作算子技术--外表模型--要素〔几何要素〕--恒定类/度--特征根本概念不确定度理论及应用技术检验标准公称PartofPartofSetof

operationson完美形状PartofPartofSetof

operationsonFiltration

ofMaterialRespectingconstraintswithrespecttoRepresentingPartofPartof假想的分界面Filtration

ofPartofPartofPartofSetof

operationsonFiltrationofFiltrationof检测RespectingconstraintswithrespecttoMaterialRepresentingGPS外表模型GPS数字化根底---外表模型具有完美形状的理想外表模型有限采样点集组成的非理想表面模型（离散）无限仿真点集组成的非理想表面模型（连续）几何要素的术语、定义举例公称组成要素公称导出要素实际(组成)要素提取组成要素提取导出要素拟合组成要素拟合导出要素GB/T18780.1=ISO14660-1理想要素的类型——恒定类一个恒定种类是被同一恒定度定义的、“特征〞保持不变的一组理想要素理想要素的一个恒定度是理想要素的替代，因此要素特征保持一致复合体棱柱回转体螺旋体圆柱体平面球无沿直线的移动Tx1个绕直线的旋转Rx1个沿直线的平移同时绕直线的旋转Tx,Rx2个沿直线的平移，绕直线的旋转Tx,Rx2个绕直线的旋转，与直线垂直的平面内平移TX，TY，Rz3个绕一点的旋转RX，RY，Rz3个本质特征和方位特征本质特征intrinsiccharacteristic是理想要素的特征，它是理想要素参数方程的参数，如圆柱的直径，圆锥的顶角，两直线的夹角。方位特征situationcharacteristic是定义两个要素之间的方向和位置的特征。它有理想要素之间的方位特征和非理想要素之间的方位特征。

GPS数字化根底---特征操作与操作算子的应用举例:被测轴线基准平面表达被测轴线的操作集合分离分离拟合集成

要素的操作表达基准平面的操作集合分离:拟合:

要素的操作

比较评定结果规范一致性比较---估值

要素的操作三、估值操作〔3〕误差评定结果f

操作与操作算子分离分离拟合集成一、表达被测要素的操作算子〔1〕二、体现基准要素的操作算子（2）分离2--1拟合2---2垂直度误差检验\认证-----操作算子一致性比较名义设计功能要求名义模型操作理想要素别离集成构建估值名义要求设计意图〔标准过程〕非理想外表模型〔肤面模型〕无限点集的几何表达遵从设计意图制造出的工件的检验〔检验/认证过程〕实际工件非理想外表模型实际存在的要素有限点集操作理想和/或非理想要素别离提取过滤拟合集成构建操作理想和/或非理想要素实体别离实体提取过滤拟合集成构建估值估值标准的特征值测量结果〔实际的特征值〕规范算子检验算子国家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕GPS不确定度及应用符合不确定度测量不确定度

GPS

不确定度的关系功能要求标准设计检验认证方法不确定度执行不确定度相关不确定度标准不确定度总不确定度国家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕设计工程师负责相关不确定度和标准不确定度；计量工程师那么对测量不确定度负责。〔生产加工〕Total-uncertaintyCorrelation-uncertaintySpecification-uncertaintyMeasurement-uncertaintySpecificationMeasurement

Compliance-uncertaintyd2000hFunction相关不确定度￠30h7E

Ra1.6总不确定度应用示例分析国家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-1第1局部：按标准检验合格或不合格的判定规那么ISO/TS14253-2第2局部：测量设备校准和产品检验中的测量不确定度评定指南ISO/TS14253-3第3局部：测量值不确定度完善性的评估程序基于GUM的GPS测量不确定度

计量器具和工件的测量检验国家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕测量不确定度的技术经济性标准区域标准内标准外标准外标准下限标准上限非重合区非重合区重合区不确定度不确定度标准设计阶段检验评定阶段合格区不合格区不合格区★测量不确定度既减小合格区、也减小不合格区国家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-1按标准检验合格或不合格的判定规那么给定测量过程的不确定度的管理(PUMA)国家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-2：测量任务UR测量原理UEN是否可能或需要改变最终测量不确定度UEN改变假设、模型或改进知识等测量方法测量程序测量条件NOYes给定测量过程不确定度模型假设、知识等不确定度分量xuUEN=kxu不确定度概算测圆度原理：与理想特征圆比较；方法：工作台回转式或主轴回转式；程序：工件安装、定心准直、测量、评定条件：仪器校准、温度、人员、安装调整等。不确定度评定：因素分析、假设分布、评定模型A/B、初步评估UE1、比较判断：UE1≤UR？以决定是否继续变因素迭代，直至求出UEN。测量不确定度的管理流程(PUMA)国家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-2：NOYesYesYesYesYesYesorNoYesorNoYesorNoNo测量任务目标不确定度UT测量原理测量方法测量程序测量条件测量模型假设、知识等不确定度分量UEN=k×uUEN≤UT改变UEN的可能性改变UEN的可能性改变UEN的可能性改变UEN的可能性合适的测量程序（方案）无合适的测量程序改变假设、模型或改进知识等改变条件、程序或方法改变测量原理改变测量任务或目标不确定度Operator操作算子Operation操作Functionaloperator功能算子Specificationoperator标准算子Verificationoperator检验算子简化的实际的相关不确定度标准不确定度方法不确定度执行不确定度完整的精确的不完整的缺省的特定的实际的Specificationoperat