精密测量学教案-第2章测量技术基础_第1页
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文档简介

1 测量技术基础教案测量技术基础教案 2 学时学时 教学内容 1 概述 测量的概念及基本要素 10min 2 量值传递系统 20min 3 测量方法和测量器具的选择 20min 4 测量误差及数据处理 30min 2 1 概述 测量的任务 确定物理量的数量特征 几个术语 检验 判断被测物理量是否合格的过程 不一定要得到其具体数值 测量 以确定量值为目的的全部操作过程 测试 具有试验研究性质的测量 测量 概念 以确定量值为目的的全部操作过程 即将被测量与具有计量单位的标准量进行比较 从 而确定二者比值的实验认知过程 L E q L q E 1 基本计量单位的定义和计量基准 如米 米是在光在真空中 1 299792458s 的时间间隔内所经过的距离 一 量块 理想量块 2 量块的用途 1 作为长度尺寸标准的实物载体 将国家的长度基准按照一定的规范逐级传递到机械产品 制造环节 实现量值统一 2 作为标准长度标定量仪 检定量仪的示值误差 3 相对测量时调整仪器零位 用测量器具比较量块与被测尺寸的差值 4 也可直接用于精密测量 精密划线和精密机床的调整 3 量块的精度 分级 按制造精度分 6 级 即 00 0 k 1 2 3 级 量块的精度 分等 量块按其检定精度分为五等 即 1 2 3 4 5 等 精度依次降低 4 量块的组合使用 一 计量器具的分类 计量器具是测量仪器和测量工具的总称 1 标准量具 以固定形式复现量值的计量器具 2 通用量具 可测量某一范围内的任一尺寸 并能获得具体数值 3 专用量具 测量某种特定参数的计量器具 专用计量器具 光滑塞规 二 计量器具的基本度量指标 度量指标 是选择和使用计量器具 研究和判断测 2 量方法正确性的依据 是表征计量器具的性能和功能的指标 基本指标主要有 1 刻线间距 2 分度值 或分辨率 3 示值范围 4 测量范围 5 灵敏度 1 刻线间距 c 测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心线间的距离 2 分度值 i 测量器具的标尺上 相邻两刻线所代表的量值之差 分辨率 计量器具所能显示的最末一位数所代表的量值 5 灵敏度 s 计量器具反映被测几何量微小变化的能力 S x L K 当量仪刻度均匀时 S K c i 1 按实测几何量是否为被测几何量分类 直接测量 被测几何量的量值直接由计量器具读出 间接测量 被测几何量的量值由实测几何量的量值按一定的函 数关系式求得 2 按读数值是否为被测量的量值分类 绝对测量 从计量器具上直接读到被测几何量的量值 相对测量 在计量器具上读到的是被测量相对于标准量的偏差值 4 按零件上同时被测参数的多少分类 单项测量 单独地 彼此没有联系地测量零件的单项参数 综合测量 检测零件几个相关参数的综合效应或综合参数 从而综 合判断零件的合格性 一 测量误差的基本概念 测量误差 被测量测得值 x 与其真值 Q 的差值 即 x Q 绝对误差 测量极限误差 真值 Q 落在测得值 x 附近的最小范围 则 x lim Q x lim 即 Q x lim 用于比较相同尺寸的测量精度 二 测量误差的分类 按测量误差的性质 规律及特点分 在相同测量条件下 n 次测取同一量值 x 则可得 测量列 n 个测得值 xi i 1 2 3 n Xi 中含测量误差 i 根据 i 的分布规律 i 分为 1 系统误差 绝对值和符号均保持不变或按某一确定的规律变化的测量误差 3 2 随机误差 绝对值大小和符号均以不可预知的方式变化的测量误差 3 粗大误差 明显超出规定条件下预期的误差 三 测量精度 按随机误差和系统误差的影响 1 精密度 反映测量结果中随机误差的影响 2 正确度 反映测量结果中系统误差的影响 3 精确度 准确度 反映测量结果中随机误差和系统误差的影响 四 测量列中各类测量误差的处理 测量结果 Q x 即 Q 在 x C 和 x 之间 按测量误差的特性规律分 系统误差 随机误差 残余误差 1 随机误差的处理 1 随机误差的分布及其特性 单峰性 对称性 有界性 抵偿性 正态分布曲线方程 高斯方程 2 随机误差的评定指标 a 算术平均值 b 标准偏差 测量列单次测量值的标准偏差值 计算 的三个条件 Q 已知 N 无 系差 测量列单次测量值的标准偏差估计值 3 随机误差的处理 计算测量列算术平均值 计算测量列中单次测量值标准偏差的估计值 计算测量列算术平均值标准偏差的估计值 确定测量结果 2 系统误差 系差 的处理 1 系差 的发现方法 实验对比法 改变测量条件 对同一几何量测量 若两者无差异则无系差 否则存在系差 用以发现 定值 系差 残差 观察法 4 按测量顺序观察残差 若残差大体正负相间 无明显变化规律 则无 系差 否则有 系差 用以发现变值 系差 2 系差 的消除 误差根除法 从根源上削除 如仪器使用前对零位 量块按 等 使用时可消除量块的制造和磨损误差 误差修正法 预先检定出系统误差 将其数值反向作为修正值 用代数法加到实际测得值上 适用定值 系差 3 粗大误差的处理 1 粗大误差的判断 可根据拉依达准则 3 准则 若 Vi 3 则有粗大误差的测量值 2 粗大误差的处理 剔除 五 等精度直接测量测量列的数据处理 步骤 1 判断系统误差 检查有无显著的系统误差 若有 测量前加以减小或消除 或在测量值中进行修正 2 求算术平均值 残余误差 标准偏差估计值 3 判断粗大误差 若有予以剔除并重新进行步 骤 2 直至无粗大误差为止 4 计算测量列算术平均值的标准偏差估计值和测量极限误差 5 写出测量结果的表达式 小 结 1 测量的概念及测量的四要素 四要素 被测对象 测量方法 计量单位 测量精度 2 量块的使用 3 了解测量方法的分类 4 各种测量误差的处理 课堂练习题 试从 83 块一套的量块中 同时组合下列尺寸 46 53mm 25 385mm 40 79mm 解 因是同时组合 所以一块量块不能使用两次以上 组合时使用的块数越少

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