測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)【精制材料】

1、,文件編號(hào)：_,測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn),1,行業(yè)相關(guān),Page 1,目 錄,第一章、測(cè)量的定義。 第二章、測(cè)量基準(zhǔn)。 第三章、測(cè)量方法分類。 第四章、測(cè)量誤差。 第五章、基本測(cè)量原則。 第六章、測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)。 第七章、測(cè)量器具的選擇。,2,行業(yè)相關(guān),Page2,第一章 測(cè)量的定義,3,行業(yè)相關(guān),Page3,測(cè)量：是以確定被測(cè)對(duì)象的量值為目的的全部操作。在這一操作過(guò)程中,將被測(cè)對(duì)象與復(fù)現(xiàn)測(cè)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,并以被測(cè)量與單位量的比值及其準(zhǔn)確度表達(dá)測(cè)量結(jié)果。 例如：用游標(biāo)卡尺對(duì)一軸徑的測(cè)量,就是將被對(duì)象（軸的直徑）用特定測(cè)量方法（用游標(biāo)卡尺測(cè)量）與長(zhǎng)度單位（毫米）相比較。若其比值為30

2、.52,準(zhǔn)確度為0.03mm,則測(cè)量結(jié)果可表達(dá)為（30.520.03）mm。,第一章 測(cè)量的定義,4,行業(yè)相關(guān),Page 4,任何測(cè)量過(guò)程都包含：測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法和測(cè)量誤差等四個(gè)要素。 測(cè)試：是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量。也可理解為試驗(yàn)和測(cè)量的全過(guò)程。 檢驗(yàn)：是判斷被測(cè)物理量是否合格（在規(guī)定范圍內(nèi)）的過(guò)程,一般來(lái)說(shuō)就是確定產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)要求的過(guò)程,即判斷產(chǎn)品合格性的過(guò)程,通常不一定要求測(cè)出具體值。因此檢驗(yàn)也可理解為不要求知道具體值的測(cè)量。 計(jì)量：為實(shí)現(xiàn)測(cè)量單位的統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。,第一章 測(cè)量的定義,5,行業(yè)相關(guān),第二章 測(cè)量基準(zhǔn),Page 5,6,行業(yè)相關(guān),Page 6,測(cè)量

3、基準(zhǔn)是復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位并具有規(guī)定計(jì)量單位特性的計(jì)量器具。 在幾何計(jì)量領(lǐng)域內(nèi),測(cè)量基準(zhǔn)可分為長(zhǎng)度基準(zhǔn)和角度基準(zhǔn)兩類。 長(zhǎng)度基準(zhǔn)：1983年第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)根據(jù)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的報(bào)告,批準(zhǔn)了米的新定義：即“一米是光在真空中在1299 792 458秒時(shí)間間隔內(nèi)的行程長(zhǎng)度”。根據(jù)米的定義建立的國(guó)家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn),一般都不能在生產(chǎn)中直接用于對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量。為了確保量值的合理和統(tǒng)一,必須按國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)的規(guī)定,將具有最高計(jì)量特性的國(guó)家基準(zhǔn)逐級(jí)進(jìn)行傳遞,直至用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量的各種測(cè)量器具。,第二章 測(cè)量基準(zhǔn),7,行業(yè)相關(guān),Page 7,角度基準(zhǔn)：角度量與長(zhǎng)度量不同。由于常用角度單位（度）是

4、由圓周角定義的,即圓周角等于360,而弧度與度、分、秒又有確定的換算關(guān)系,因此無(wú)需建立角度的自然基準(zhǔn)。 量塊: 量塊是一種平行平面端度量具,又稱塊規(guī)。它是保證長(zhǎng)度量值統(tǒng)一的重要常用實(shí)物量具。除了作為工作基準(zhǔn)之外,量塊還可以用來(lái)調(diào)整儀器、機(jī)床或直接測(cè)量零件。 精度：量塊按其制造精度分為五個(gè)“級(jí)”：00、0、1、2和3級(jí)。00級(jí)精度最高,3級(jí)最低。分級(jí)的依據(jù)是量塊長(zhǎng)度的極限偏差和長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值。,第二章 測(cè)量基準(zhǔn),8,行業(yè)相關(guān),第三章 測(cè)量方法分類,Page 8,9,行業(yè)相關(guān),Page 9,根據(jù)獲得測(cè)量結(jié)果的不同方式可分為： 直接測(cè)量和間接測(cè)量：從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測(cè)量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)

5、值的偏差稱直接測(cè)量。如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑等。 通過(guò)測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的量，根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系式求得被測(cè)量的測(cè)量稱為間接測(cè)量。如通過(guò)測(cè)量一圓弧相應(yīng)的弓高和弦長(zhǎng)而得到其圓弧半徑的實(shí)際值。,第三章 測(cè)量方法分類,10,行業(yè)相關(guān),Page 10,絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量：測(cè)量器具的示值直接反映被測(cè)量量值的測(cè)量為絕對(duì)測(cè)量。用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑。將被測(cè)量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行比較得到兩者差值的測(cè)量為相對(duì)測(cè)量。如用內(nèi)徑百分表測(cè)量孔徑為相對(duì)測(cè)量。 被動(dòng)測(cè)量和主動(dòng)測(cè)量：產(chǎn)品加工完成后的測(cè)量為被動(dòng)測(cè)量；正在加工過(guò)程中的測(cè)量為主動(dòng)測(cè)量。被動(dòng)測(cè)量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動(dòng)測(cè)量可通過(guò)其測(cè)得值的反

6、饋，控制設(shè)備的加工過(guò)程，預(yù)防和杜絕不合格品的產(chǎn)生。,第三章 測(cè)量方法分類,11,行業(yè)相關(guān),Page 11,接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸并有機(jī)械作用的測(cè)力存在的測(cè)量為接觸測(cè)量。如用光切法顯微鏡測(cè)量表面粗糙度即屬于非接觸測(cè)量。 單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量：對(duì)個(gè)別的、彼此沒(méi)有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量稱為單項(xiàng)測(cè)量。同時(shí)測(cè)量個(gè)零件的多個(gè)參數(shù)及其綜合影響的測(cè)量。用測(cè)量器具分別測(cè)出螺紋的中徑、半角及螺距屬單項(xiàng)測(cè)量；而用螺紋量規(guī)的通端檢測(cè)螺紋則屬綜合測(cè)量。,第三章 測(cè)量方法分類,12,行業(yè)相關(guān),第四章 測(cè)量誤差,Page 12,13,行業(yè)相關(guān),Page 13,由于測(cè)量過(guò)程的不完善而產(chǎn)生的測(cè)量誤

7、差，將導(dǎo)致測(cè)得值的分散入不確定。因此，在測(cè)量過(guò)程中，正確分析測(cè)量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因，對(duì)測(cè)得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，獲得滿足一定要求的置信水平的測(cè)量結(jié)果，是十分重要的。 測(cè)量誤差定義：被測(cè)量的測(cè)得值x與其真值x0之差，即：= x x0 由于真值是不可能確切獲得的，因而上述善于測(cè)量誤差的定義也是理想的概念。在實(shí)際工作中往往將比被測(cè)量值的可信度（精度）更高的值，作為其當(dāng)前測(cè)量值的“真值”。 誤差來(lái)源：測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人員等方面因素產(chǎn)生。,第四章 測(cè)量誤差,14,行業(yè)相關(guān),Page 14,測(cè)量器具：測(cè)量器具設(shè)計(jì)中存在的原理誤差，如杠桿機(jī)構(gòu)、阿貝誤差等。制造和裝配過(guò)程

8、中的誤差也會(huì)引起其示值誤差的產(chǎn)生。例如刻線尺的制造誤差、量塊制造與檢定誤差、表盤的刻制與裝配偏心、光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)誤差、齒輪分度誤差等。其中最重要的是基準(zhǔn)件的誤差，如刻線尺和量塊的誤差，它是測(cè)量器具誤差的主要來(lái)源。,第四章 測(cè)量誤差,15,行業(yè)相關(guān),Page 15,測(cè)量方法：間接測(cè)量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差或多個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算后的誤差累積。 測(cè)量環(huán)境：測(cè)量環(huán)境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動(dòng)、空氣質(zhì)量等因素。在一般測(cè)量過(guò)程中，溫度是最重要的因素。測(cè)量溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度（20）的偏離、測(cè)量過(guò)程中溫度的變化,以及測(cè)量器具與被測(cè)件的溫差等都將產(chǎn)生測(cè)量誤差。,第四章 測(cè)量誤差,16,行業(yè)相關(guān)

9、,Page 16,測(cè)量人員：測(cè)量人員引起的誤差主要有視覺(jué)誤差、估讀誤差、調(diào)整誤差等引起，它的大小取決于測(cè)量人員的操作技術(shù)和其它主觀因素。,第四章 測(cè)量誤差,17,行業(yè)相關(guān),Page 17,誤差分類：測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。 系統(tǒng)誤差：在規(guī)定條件下，絕對(duì)值和符號(hào)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。其中絕對(duì)值和符號(hào)不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差，按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差為變值系統(tǒng)誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統(tǒng)誤差大部分能通過(guò)修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。,第四章 測(cè)量誤差,18,行業(yè)相關(guān)

10、,Page 18,隨機(jī)誤差：在規(guī)定條件下，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化的誤差，稱為隨機(jī)誤差。就某一次測(cè)量而言，隨機(jī)誤差的出現(xiàn)無(wú)規(guī)律可循，因而無(wú)法消除。但若進(jìn)行多次等精度重復(fù)測(cè)量，則與其它隨機(jī)事件一樣具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本特性，可以通過(guò)分析，估算出隨機(jī)誤差值的范圍。隨機(jī)誤差主要由溫度波動(dòng)、測(cè)量力變化、測(cè)量器具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不穩(wěn)、視差等各種隨機(jī)因素造成，雖然無(wú)法消除，但只要認(rèn)真、仔細(xì)地分析產(chǎn)生的原因，還是能減少其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。,第四章 測(cè)量誤差,19,行業(yè)相關(guān),Page 19,粗大誤差：明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，稱為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。如讀數(shù)錯(cuò)誤、溫度的突然大幅度變動(dòng)、

11、記錄錯(cuò)誤等。該誤差可根據(jù)誤差理論，按一定規(guī)則予以剔除。,第四章 測(cè)量誤差,20,行業(yè)相關(guān),第五章 基本測(cè)量原則,Page 20,21,行業(yè)相關(guān),Page 21,在實(shí)際測(cè)量中，對(duì)于同一被測(cè)量往往可以采用多種測(cè)量方法。為減小測(cè)量不確定度，應(yīng)盡可能遵守以下基本測(cè)量原則： 阿貝原則：要求在測(cè)量過(guò)程中被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度應(yīng)安置在同一直線上的原則。若被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度并排放置，在測(cè)量比較過(guò)程中由于制造誤差的存在，移動(dòng)方向的偏移，兩長(zhǎng)度之間出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生較大的誤差。誤差的大小除與兩長(zhǎng)度之間夾角大小有關(guān)外，還與其之間距離大小有關(guān)，距離越大，誤差也越大。,第五章 基本測(cè)量原則,22,行業(yè)相關(guān),Page 22,基準(zhǔn)

12、統(tǒng)一原則：測(cè)量基準(zhǔn)要與加工基準(zhǔn)和使用基準(zhǔn)統(tǒng)一。即工序測(cè)量應(yīng)以工藝基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn)，終檢測(cè)量應(yīng)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn)。 最短鏈原則：在間接測(cè)量中，與被測(cè)量具有函數(shù)關(guān)系的其它量與被測(cè)量形成測(cè)量鏈。形成測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)越多，被測(cè)量的不確定度越大。因此，應(yīng)盡可能減少測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)數(shù)，以保證測(cè)量精度，稱之為最短鏈原則。,第五章 基本測(cè)量原則,23,行業(yè)相關(guān),Page 23,當(dāng)然，按此原則最好不采用間接測(cè)量，而采用直接測(cè)量。所以，只有在不可能采用直接測(cè)量，或直接測(cè)量的精度不能保證時(shí),才采用間接測(cè)量。 應(yīng)該以最少數(shù)目的量塊組成所需尺寸的量塊組，就是最短鏈原則的一種實(shí)際應(yīng)用。 最小變形原則：測(cè)量器具與被測(cè)零件都會(huì)因

13、實(shí)際溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度和受力（重力和測(cè)量力）而產(chǎn)生變形，形成測(cè)量誤差。,第五章 基本測(cè)量原則,24,行業(yè)相關(guān),Page 24,在測(cè)量過(guò)程中，控制測(cè)量溫度及其變動(dòng)、保證測(cè)量器具與被測(cè)零件有足夠的等溫時(shí)間、選用與被測(cè)零件線脹系數(shù)相近的測(cè)量器具、選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量力并保持其穩(wěn)定、選擇適當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)等，都是實(shí)現(xiàn)最小變形原則的有效措施。,第五章 基本測(cè)量原則,25,行業(yè)相關(guān),第六章 測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo),Page 25,26,行業(yè)相關(guān),Page 26,量具的標(biāo)稱值：標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺寸，標(biāo)在刻線尺上的尺寸等。 刻度：在測(cè)量器具上指示出不同量值的刻線標(biāo)記的組合稱為

14、刻度。 刻度間距：沿著刻線尺（標(biāo)尺）長(zhǎng)度方向所測(cè)得的兩個(gè)相鄰刻線標(biāo)記中心之間的距離稱為刻度間距，也稱標(biāo)尺間距。,第六章 測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo),27,行業(yè)相關(guān),Page 27,分度值：兩相鄰刻線所代表的量值之差稱為儀器的分度值。它是一臺(tái)儀器所能讀出的最小單位量值。一般地說(shuō)，分度值越小，測(cè)量器具的精度越高。 數(shù)字式量?jī)x沒(méi)有標(biāo)尺或度盤，而與其相對(duì)應(yīng)的為分辨率。分辨率是儀器顯示的最末位數(shù)字間隔所代表的被測(cè)量值。 示值范圍：測(cè)量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍稱為示值范圍。 測(cè)量范圍：在允許不確定度內(nèi)，測(cè)量器具所能測(cè)量的被測(cè)量值的下限值至上限值的范圍。,第六章 測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo),2

15、8,行業(yè)相關(guān),Page 28,測(cè)量范圍與示值范圍的區(qū)別在于：測(cè)量范圍既包括示值范圍又包括儀器某些部件的調(diào)整范圍。如外徑百分尺的測(cè)量范圍有025mm、2550mm、5075mm等，其示值范圍則均為25mm。比較儀的測(cè)量范圍為180mm，其示值范圍則為0.1mm(如圖13所示)。示值范圍與標(biāo)尺有關(guān)，測(cè)量范圍取決于結(jié)構(gòu)。 量程：測(cè)量范圍的上限值和下限值之差稱為量程。量程大的儀器使用起來(lái)比較方便，但儀器的線性誤差將隨之變大使儀器的準(zhǔn)確度下降。,第六章 測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo),29,行業(yè)相關(guān),Page 29,靈敏度：測(cè)量器具對(duì)被測(cè)量值變化的反應(yīng)能力稱為靈敏度。對(duì)于一般長(zhǎng)度測(cè)量器具，靈敏度等于標(biāo)尺間距

16、a與分度值I之比，又稱放大比或放大位數(shù)K，即 K= a / I 測(cè)量力：采用接觸法測(cè)量時(shí)，測(cè)量器具的傳感器與被測(cè)零件表面之間的接觸力。測(cè)量力及其變動(dòng)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的精度。因此，絕大多數(shù)采用接觸測(cè)量法的測(cè)量器具，都具有測(cè)量力穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。,第六章 測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo),30,行業(yè)相關(guān),Page 30,示值誤差：測(cè)量器具的示值與被測(cè)量的真值之差。例如用百分尺測(cè)量軸的直徑得讀數(shù)值為31.675mm，而其真值為31.678mm，則百分尺的示值誤差等于31.67531.678=0.003mm. 顯然，測(cè)量器具在不同的示值處的示值誤差一般是各不相同的。目前，測(cè)量器具的精度大多仍用示值極限誤差來(lái)表示測(cè)量器

17、具示值誤差的界限值。,第六章 測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo),31,行業(yè)相關(guān),Page 31,測(cè)量不確定度：測(cè)量不確定度是在測(cè)量結(jié)果中表達(dá)被測(cè)量值分散性的參數(shù)。由于測(cè)量過(guò)程的不完善，測(cè)得值對(duì)真值總是有所偏離，這種偏離又是不確定的，表達(dá)這種不確定程度的參數(shù)，就稱為不確定度。 修正值：為修正某一測(cè)量器具的示值誤差而在其檢定證書上注明的特定值。它的大小與示值誤差的絕對(duì)值相等，符號(hào)相反。在測(cè)量結(jié)果中加入相應(yīng)的修正值后，可提高測(cè)量精度。,第六章 測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo),32,行業(yè)相關(guān),第七章 測(cè)量器具的選擇,Page 32,33,行業(yè)相關(guān),Page 33,選擇原則:合理選擇計(jì)量器具對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高測(cè)

18、量效率和降低費(fèi)用具有重要意義。 一般說(shuō)來(lái)，器具的選擇主要取決于被測(cè)工件的精度要求，在保證精度要求的前提下，也要考慮尺寸大小、結(jié)構(gòu)形狀、材料與被測(cè)表面的位置，同時(shí)也要考慮工件批量、生產(chǎn)方式和生產(chǎn)成本等因素。 對(duì)批量大的工件，多用專用計(jì)量器具，對(duì)單件小批則多用通用計(jì)量器具。,第七章 測(cè)量器具的選擇,34,行業(yè)相關(guān),Page 34,選擇方法:首先，根據(jù)被測(cè)工件公差值由表14查出安全裕度A和計(jì)量器具不確定度允許值U1，然后查表15至表17選定計(jì)量器具，使計(jì)量器具不確定值U1U1，最后計(jì)算驗(yàn)收極限。 舉例：工件在圖樣上的標(biāo)注為，問(wèn)應(yīng)選用什么計(jì)量器具進(jìn)行測(cè)量并確定驗(yàn)收極限。 解：（1）確定安全裕度A和計(jì)量器具不確定度允許值U1 由工件公差值0.