互换性与测量技术基础（第3版） 课件第3章-测量技术基础

第3章测量技术基础第1节概述第2节测量器具与测量方法分类及常用术语第3节测量误差与数据处理

第4节测量误差产生的原因及测量的基本原则

第1节概述计量单位测量值被测量值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。1.技术测量概念(1)检验(2)测量以确定量值为目的的一组操作

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。Measurement(3)测试是具有试验性质的测量。

它具有探索性、研究性和试验性的特点，是测量和计量的前期工作。当测量方法、测量条件及测量设备都成熟时就可转化为测量或计量。

(4)计量与计量学

计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。

计量学是关于测量的科学。

计量学研究测量、保证量值统一和准确；

是基础科学，也是应用科学、先导科学。Metrology计量的分类：科学计量、工程计量、法制计量计量的特点：准确性、一致性、溯源性、法制性Traceability

通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性。计量是为实现量值传递或溯源而对测量仪器、标准器具的测量；在实际工作中表现为检定、校准、比对及（对测量仪器）测试等。唯有计量部门从事的测量才能称为“计量”，因其从事的测量是“实现单位统一、量值准确可靠的活动”，并为各专业的测量活动提供了实现单位统一、量值准确可靠的保证。Metrology(5)计量检定

指查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和出具检定证书。

计量检定具有法制性，其对象是法制管理范围内的计量器具。计量检定是进行量值传递（或量值溯源）保证量值统一和准确可靠的重要措施。2.测量过程测量对象:计量单位：在几何量测量中，被测对象是指长度、角度、表面粗糙度、形状与位置误差等。测量方法：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)以及

度(°)、分(′)、秒(〞)指测量原理、测量器具和测量条件的总和。测量精度：指测量结果与真值一致的程度。3.尺寸传递(1)长度量值传递系统量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器具），并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的量值准确一致的方式”。两个平行的系统：端面量具（量块）刻线量具（线纹尺）（应用较广）（2）量块（GaugeBlock）量块又称块规。可作长度基准，是检定和校准测量工具或量仪，还可用于精密测量。1）量块长度（LengthofaGaugeBlock）l2）量块中心长度（CentralLengthofaGaugeBlock）lC3）量块标称长度（NominalLengthofaGaugeBlock)ln4）量块长度变动量（VariationinLengthofaGaugeBlock）V5）研合性(Wringing)GB/T6093－2001:

量块按准确度级别分为

0级、1级、2级和3级

0级准确度最高，3级最低标称长度ln／mmK级0级1级2级3级±tetv±tetv±tetv±tetv±tetv最大允许值/μmln≤1010＜ln≤2525＜ln≤5050＜ln≤7575＜ln

≤1000.200.300.400.500.600.050.050.060.060.070.120.140.200.250.300.100.100.100.120.120.200.300.400.500.600.160.160.180.180.200.450.600.801.001.200.300.300.300.350.351.001.201.602.002.500.500.500.550.550.60标称长度的极限偏差te;长度变动量最大允许值tv

JJG146－2003:

以量块长度的测量不确定度，将其分为1等～5等标称长度ln

／mm1等2等3等4等5等测量不确定度长度变动量测量不确定度长度变动量测量不确定度长度变动量测量不确定度长度变动量测量不确定度长度变动量最大允许值／μmln≤1010＜ln≤2525＜ln≤5050＜ln≤7575＜ln≤1000.0220.0250.0300.0350.0400.050.050.060.060.070.060.070.080.090.100.100.100.100.120.120.110.120.150.180.200.160.160.180.180.200.220.250.300.350.400.300.300.300.350.350.60.60.80.91.00.500.500.550.550.60tvK级0级1级2级3级

为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过4块。36.742－1.002…………①

35.74－1.24

…………②

34.5－4.5

…………③

30.0

…………④要求：从91块一套的量块中选取尺寸为36.742mm的量块组

从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。第2节测量器具与测量方法的分类及常用术语

1.测量器具的分类

（1）标准测量器具指测量时体现标准量的测量器具。如：量块、直角尺、各种曲线样板和标准量规等。

（2）通用测量器具通用性强，可测量某一范围内的任一尺寸(或其它几何量)，并能获得具体读数值的测量器具。

如：固定刻线量具；游标量具；螺旋副式量仪；机械式量仪；光学式量仪；气动式量仪；电动式量仪；光电式量仪（3）专用测量器具

指专门用来测量某种特定参数的测量器具。

如：圆度仪、渐开线检查仪、丝杠检查仪、极限量规等。

（4）检验夹具

指与量具、量仪和定位元件等组合的一种专用的检验工具。配合各种比较仪，能检验更多更复杂的参数。

2.测量方法的分类（1）直接测量与间接测量直接测量：所测值就是被测量游标卡尺被测件间接测量：测量有关量，并通过一定的函数关系，

求得被测量的数值。LHR

（2）绝对测量与相对测量

绝对测量：从计量器具标尺上直接读出被测量的整个数值。

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

被测件调零偏差值（3）综合测量与单项测量综合测量：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。单项测量：分别测量零件的各个参数。“三针法”测量外螺纹单一中经外螺纹的检验内螺纹的检验（4）接触测量与非接触测量接触测量：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。（5）离线测量与在线测量离线测量：零件加工后进行的测量；在线测量：零件在加工过程中进行的测量。反馈在位测量

（6）静态测量与动态测量静态测量：测量时，被测表面与测量头相对静止动态测量：测量时，被测表面与测量头有相对运动；能反映被测参数的变化过程。3.测量器具与测量方法的常用术语（1）刻度间距(a)：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1～2.5mm刻度间距+_（2）分度值(i)：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刻度间距刻度值μm_+（3）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。

仪器测量范围（0～180）mm测量范围>工件尺寸（4）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。

μm_+

示值范围示值范围>工件公差（5）示值误差(δi)

：计量器具示值减去被测量的真值所得的差值。

即δi

=

Li

-Lg（6）修正量(△)：为消除系统误差，用代数法加到测量结果上的

值。△=-δi

，修正后得Lg

=Li

+△（7）示值变动性：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）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。

测量不确定度是与测量结果相关联的、表征合理地赋予被测量值分散性的参数。主要包含以下三个含义：

（l）该参数是一个分散性参数，是可以定量表示测量结果的指标，它可以是标准差的倍数，也可以是某置信水平下的区间半宽。A类评定的分量是依据一系列测量数据的统计分布获得的实验标准差。B类评定的分量是基于经验或其他信息假定的概率分布给出的标准差。

（3）该参数用于完整表征测量结果，应包括对被测量的最佳估计和分散性参数两部分。分散性部分应包含所有的不确定度分量。（2）该参数一般由若干分量组成，称为不确定度分量。

不确定度与误差是两个不同的概念，两者既有区别又有联系。区别主要是：（1）误差用于修正测量结果，不确定度用于表征被测量之值的

分散性；（2）误差为带有正号或负号的量值，不确定度为无符号的参数；（3）不确定度的大小决定了测量结果的使用价值，而误差主要

是用于对误差源的分析方面。第3节测量误差与数据处理

1.测量误差的基本概念

测量结果与被测量真值之差称为测量误差。

绝对误差：l---测得结果；L---真值δ---测量结果相对其真值的偏离程度

相对误差：产生测量误差的原因：测量器具、基准件误差、测量方法、调整误差、环境误差、测量力误差及人为误差等。

系统误差

(SystematicError)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。

定值系统误差、变值系统误差；

随