几何量测量基础工差.ppt

第二章 几何量测量基础,目的要求 了解几何量测量的计量器具和方法，掌握测量误差的处理方法。 重点 1、量值传递的意义； 2、计量器具和测量方法的分类； 3、测量误差和精度的分类； 4、各类测量误差的处理； 难点 各类测量误差的处理,第一节 概述,一、测量与检验 1、 测量：确定被测量量值的过程 测量的四要素：被测对象、计量单位 测量方法、测量精度。 2、检验：确定被测量是否规定的极限范围之内，从而 判断产品是否合格。 例如：用塞规检验孔的尺寸：通端过，止端不过 为合格,二、长度基准与长度量值传递系统 1、长度基准： 米的定义：光在真空中1/299792458秒的时间 所经过的路程。 2、长度量值传递系统： 理论上的长度基准，不是在实践中直接应用 一般长度量值通过两个平行的系统向下传递,三、量块 1、用途：用作量值传递的媒介，调整机床、仪器； 用作精密测量。 2、量块的精度等级： 制造精度：00级、0级、1级、2级、（3）级、K级。 检验精度：1、2、3、4、5、6六个等级。 3、量块的组合 例：组合尺寸36.375mm，83块的一套量块所需 1.005一块、1.37一块、4一块、30一块。 为了减少积累误差,量块数量应尽量少,一般不超过 4块。,四、测量器具和测量方法的分类 1、 计算器具的分类 量具：以固定的形式复现量值。 量规：没有刻度的专用量具。 量仪：将被测量转换成可直接观察的 示值或信息。 计量装置：计量器具和辅助设备的总称。,2、 测量方法的分类 直接测量：直接得到被测量 量值的方法。 间接测量：例如:测量孔 的中心距。 说明：直接测量的精度高。 绝对测量：测的数值是被 测量值的绝对数字。 相对测量：测得读数是相对于 基本尺寸的实际偏差。,五、量具和量仪主要度量指标 1 、分度值：相邻两刻线所代表的量之差，分度 值小， 精度高。 2、测量范围：计量器具所能测量的范围。 3、示值范围：计量器具所能显示的范围。 4、灵敏度S= ， x被观察量的增值； L 示值范围 5、 示值误差：示值与被测真值之差 6、 修正值：为消除示值误差，用来修正测量结 果。 如：10mm的尺寸，示值9.5mm 示值误差：-0.5mm，修正值：+0.5mm,六、小结 1、了解测量和检验的基本含义。 2、了解量块的组合及使用。 3、 测量方法的分类及主要度量指标。,第二节 测量误差及数据处理,一、测量误差的基本概念 测量误差的定义： 任何测量过程，无论采用如何精密的测量方法，其测得值都不可能为被测几何量的真值，这种由于计量器具本身的误差和测量条件的限制，而使测量结果与被测量之真值之差称为测量误差。,1、绝对误差 ：测量结果（x）与被测 量（约定）真值（x0）之差，即： = x- x0 或者： x0= x 2、相对误差f ：测量的绝对误差与被测量真值 之 比:,3、测量误差产生的原因 测量器具误差： 测量器具在设计制造、装配、调 整时存在的误差。 方法：定期检定或用更精密的仪器给出修正量。 基准误差：量块或标准件存在误差，相对测量时影 响测量结果。 温度误差：标准温度20，实际测量时的温度偏离 引起。 测量力误差 读数误差：正确的读数姿势，习惯性的操作等引起。,二、测量误差 根据测量误差的性质和特点，测量误差可分为： 系统误差、随机误差、粗大误差。 说明：为分析测量误差的性质特点，采用对同一 被测量重复测量。,1、随机误差：同一条件下重复测量 误差的大小正负无规律。 对称性：绝对值相等的正负误差 出现的概率相等。 单峰性：绝对值小 的误差比 绝对值大的误差出现的次数多。 有界性：绝对值很大的误差出 现的机率接近于零。 抵偿性：随机误差的算术平均值 随测量次数的增加而趋近于零。 说明:随机误差是测量过程中的一种 客观存在，是不可避免的。,2、系统误差：同一条件下重复测量误差值不变或变化有规律 固定的系统误差：误差的绝对值和符号不变。 变动的系统误差：误差的绝对值和符号按某种规律变化。 系统误差的消除： 辨证分析法：从产生系统误差的原因入手，采取相应 措施 消除系统误差 修正法：用高精度量具检定出修正量，用来对测量结果 进行修正值。 说明：理论上系统误差可以完全消除，实际中将其减小到 随机误差的概率分布区域内按随机误差处理。,3、粗大误差：超出规定条件下预期的误差 。 判断方法： 即认为xi为粗大误差。 消除方法：将含有xi的项剔除，重新进行数据处理 三、测量精度 a：正确度高：说明系统误差小，随机误差大。 b：精密度高：系统误差大，随机误差小。 c：精确度高：系统误差和随机误差都小。 说明：通常所说明测量精度指精确度。 四、小结 1、了解测量误差的基本概念 2、了解三大误差的特点及其处理 。,第三节 光滑工件尺寸的检测,一、误收与误废 例：用示值误差为 4 u m的千分尺验收 的轴颈时，其公差带如图：,1、误收：废品误收为合格 结果：影响产品质量，甚至选成严重事故。 2、误废：将合格品判为废品。 结果：影响经济性。 由以上分析误收、误废造成不良后果，误收后果更为严重。 故应尽量避免。 由此引入验收极限的概念,二、验收极限 定义：用来验收工件的一个极限尺寸 三、计量器具的选择 计量器具的不确定性1 来选择 定义：计量器具的不确定度： 计量器具允许的最大测量误差。 标准规定1=0.9A， 计量器具的选择应满足11， 在公差带图上解释11时，按验收极限验收工件将不会产生误收，但误废将增大。,例如：工件尺寸为40h9( )，选择计量器具并确定验收极限。 解：1）查表 IT=0.062 A=0.006 1=0.0054 2）选择计量器具：按工件尺寸40选不确定 度小于允许 值并与允许值最近的计量器具：分度值i=0.01的 外径 千分尺的不确定度为0.004mm, 0.0040.0054 满足要求 选择时注意：测量外径尺寸 ，小于1并与之最接近者 。 3）计算验收极限 上验收极限=40-0.006=39.994mm 下验收极限=39.938+0.006=39.944mm,例2：检验工件尺寸为30f8( )mm,选择计量器具并 计算验收极限 解：1）查表 IT=0.033 A=0.003 1=0.0018 2）选择计量器具 :分度值I=0.002比较仪的不确定度为 0.0018满足要求。 3）计算验收极限 上验收极限=29.98-0.003=29.877mm 下验收极限=29.947+0.003=29.950mm 说明：公差等级为I