互换性第六章

1、2021-7-11 主讲：周哲波教授 2021-7-11 w本讲主要内容本讲主要内容 w 1. 概述概述 w 2.测量的基本概念简介测量的基本概念简介 w 3.测量误差与数据处理简介测量误差与数据处理简介 w 4.光滑工件尺寸的检验光滑工件尺寸的检验 2021-7-11 第一节第一节 概述概述 w 一、本讲的主要内容一、本讲的主要内容 w 1.测量基础知识测量基础知识 ； w 2.光滑工件尺寸的检验。光滑工件尺寸的检验。 w 二、本讲的教学方法二、本讲的教学方法 w 1.讲解主要内容第一、第六节；讲解主要内容第一、第六节； w 2.自学和实验为辅助结合。自学和实验为辅助结合。 w 三、教学目的

2、三、教学目的 w 1.掌握各种检测工具的使用方法、性能和掌握各种检测工具的使用方法、性能和 用途；用途； w 2.设计、使用测量工具和正确处理测量误设计、使用测量工具和正确处理测量误 差与数据。差与数据。 2021-7-11 w 第二节测量的基本概念（自学）第二节测量的基本概念（自学） 一、测量、检验与检定一、测量、检验与检定 1.测量测量 ：为确定被测对象的量值而进行的实验过程为确定被测对象的量值而进行的实验过程 。 q=L/E 被测量值被测量值L等于计量单位等于计量单位E E与测量值与测量值q的乘积的乘积 1）测量对象：主要指）测量对象：主要指几何量几何量，包括，包括长度、角度、表面长度、

3、角度、表面 粗糙度以及形位误差粗糙度以及形位误差等。等。 2）计量单位）计量单位 ：我国基本计量制度是米制（即公制）：我国基本计量制度是米制（即公制） （ 1）长度）长度 m, mm,m, nm ； （2） 角度角度 弧度弧度(rad), 度度(), 分分(), 秒秒()。 3）测量方法）测量方法 测量时所采用的计量器具和测量条件测量时所采用的计量器具和测量条件 的综合的综合。 4）测量的精确度）测量的精确度 测量结果与真值的一致程度。测量结果与真值的一致程度。 2.检验：检验：判断被检对象是否合格判断被检对象是否合格，可用计量器具也可用，可用计量器具也可用量量 规、样板规、样板等专用定值量具

4、，等专用定值量具，不能得出具体的量值不能得出具体的量值。 3.检定：为评定计量器具的检定：为评定计量器具的精度指标精度指标是否合乎该计量器具是否合乎该计量器具 的的检定规程的全部过程检定规程的全部过程，如用量块来检定千分尺的精，如用量块来检定千分尺的精 度指标等。度指标等。 2021-7-11 二、测量基准和尺寸传递系二、测量基准和尺寸传递系 统统 实际生产和科学研究中，用各实际生产和科学研究中，用各 种计量器具进行测量。种计量器具进行测量。 为了保证零件在国内外具有互为了保证零件在国内外具有互 换性，必须保证量值的统一。换性，必须保证量值的统一。 1.长度尺寸基准和传递系统长度尺寸基准和传递

5、系统 1）由长度的最高基准过渡）由长度的最高基准过渡 到国家基准、工作基准、工到国家基准、工作基准、工 作器具、被测对象。作器具、被测对象。 2）米是）米是光在真空中于光在真空中于1/299 792 458秒时间间隔内的行秒时间间隔内的行 程长度程长度。 3）机械制造中实用的长度）机械制造中实用的长度 基准是基准是量块和线纹尺量块和线纹尺，其中，其中 量块应用较广量块应用较广。 2021-7-11 角度尺寸基准和传递系统角度尺寸基准和传递系统 2021-7-11 三、三、量块量块 ：无刻度的标准端面量具无刻度的标准端面量具，主要用作尺寸传递系统中的，主要用作尺寸传递系统中的 中间标准量具中间标

6、准量具，或在相对法测量时作为，或在相对法测量时作为标准件调整仪器的零位标准件调整仪器的零位， 也可用来也可用来直接测量零件直接测量零件。 1.形状形状 长方形平面长方形平面六面体六面体，2个测量面和个测量面和4个非测量面个非测量面。 2.标称长度标称长度 两相互平行的测量面之间的距离两相互平行的测量面之间的距离。 3.材料材料 特殊特殊合金钢合金钢 ，铬锰钢铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质 稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。 注：注： 量块的研合性量块的研合性 量块的量块的 一个测量面与另一量块的测量面一个测量面与

7、另一量块的测量面 或另一经精密加工的类似的平面，或另一经精密加工的类似的平面， 通过分子吸力作用而粘合的性能。通过分子吸力作用而粘合的性能。 量块的工作面是经过超精研量块的工作面是经过超精研 磨制造的。测量表面留有一层极磨制造的。测量表面留有一层极 薄的油膜（约薄的油膜（约0.02m），切向），切向 推合力作用，牢固联接。推合力作用，牢固联接。 2021-7-11 4.用途用途 1）用于测量长度；）用于测量长度； 2）用于标定检验量具的误差；）用于标定检验量具的误差； 3）用于）用于测量精密零件、机床夹具的精确位置测量精密零件、机床夹具的精确位置的的 调校。调校。 5.量块的精度：根据量块量块

8、的精度：根据量块长度极限偏差、测量面长度极限偏差、测量面 的平面度、粗糙度及量块的研合性的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划等指标来划 分的。分的。 GB6093-2009规定量块按制造精度分规定量块按制造精度分6级，即级，即 00、0、1、2、3和和K级级。 其中其中00级精度最高，级精度最高，3级最低，级最低，K级为校准级为校准 级。级。 2021-7-11 注：注： 级使用时，测量含制造误差级使用时，测量含制造误差； 等使用时，测量不含制造误差，但包含测量误差等使用时，测量不含制造误差，但包含测量误差； 等使用测量精度高于级等使用测量精度高于级。 6.量块的选用：量块的选用：一般不超

9、过一般不超过4块块，以减小累积误差。，以减小累积误差。 7.注意事项：注意事项： 1）在使用）在使用有效期内有效期内使用，否则应到权威机构使用，否则应到权威机构校准校准； 2）在）在良好的环境良好的环境中使用，以防止污染和腐蚀量块；中使用，以防止污染和腐蚀量块； 3）分清）分清等与级等与级的使用对象；的使用对象； 4）用后）用后应清理，恒温保管，保护应清理，恒温保管，保护处理；处理； 6）不要）不要用手用手直接接触量块。直接接触量块。 第三节第三节 计量器具的分类及其主要技术指标计量器具的分类及其主要技术指标 （自学）（自学） 第四节第四节 测量方法测量方法 （自学）（自学） 2021-7-1

10、1 一、计量器具一、计量器具 1.分类分类 ：测量仪器和测量工具的统称测量仪器和测量工具的统称 1）基准量具。）基准量具。 2）通用计量器具。）通用计量器具。 3）极限量规类）极限量规类 ：一：一种没有刻度的用于检验被测量是否处于给定的种没有刻度的用于检验被测量是否处于给定的 极限偏差之内的专用量具，如光滑极限量规、螺纹量规、功能极限偏差之内的专用量具，如光滑极限量规、螺纹量规、功能 量规等量规等。 4）检验夹具）检验夹具 ：专用的检验工具专用的检验工具。 2.度量指标度量指标 1）分度值）分度值 ：相邻两刻线所代表的量值之差。：相邻两刻线所代表的量值之差。 2）刻度间距）刻度间距 ：相邻两刻

11、线中心距离。：相邻两刻线中心距离。 3）示值范围）示值范围 ： 计量器具所指示或显示的最低值到最高值的范围。计量器具所指示或显示的最低值到最高值的范围。 4）测量范围）测量范围 ：在允许误差限内，计量器具所能测量零件的最低值：在允许误差限内，计量器具所能测量零件的最低值 到最高值的范围。到最高值的范围。 5）灵敏度）灵敏度 ：计量器具示数装置对被测量变化的反应能力计量器具示数装置对被测量变化的反应能力。 2021-7-11 二、测量方法分类及其特点二、测量方法分类及其特点 1.直接测量：直接测量：用计量器具用计量器具直接测量被测量直接测量被测量的整个数值或相对于标准量的偏的整个数值或相对于标准

12、量的偏 差。差。 2.间接测量：间接测量：测量与被测量有测量与被测量有函数关系函数关系的其他量，再通过的其他量，再通过函数关系函数关系式求出式求出 被测量。被测量。 3.绝对测量：绝对测量：在计量器具的示数装置上可表示出被测量的全值。在计量器具的示数装置上可表示出被测量的全值。 4.相对（比较）测量相对（比较）测量 ：在计量器具的示数装置上只表示出在计量器具的示数装置上只表示出被测量相对已被测量相对已 知标准量的偏差值知标准量的偏差值。 5.单项测量和综合测量单项测量和综合测量 6.静态测量和动态测量静态测量和动态测量 7.接触测量和非接触测量接触测量和非接触测量 8.等精度测量等精度测量 ：

13、在测量过程中，影响测量精度的各因素不改变。：在测量过程中，影响测量精度的各因素不改变。 9.不等精度测量：不等精度测量：在测量过程中，影响测量精度的各因素全部或部分有改在测量过程中，影响测量精度的各因素全部或部分有改 变变。 2021-7-11 第五节第五节 测量误差与数据处理测量误差与数据处理 一、测量误差一、测量误差 ：测量结果与被测量的真值之差。：测量结果与被测量的真值之差。 二、误差分类二、误差分类 1.系统误差：系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保 持恒定或按一定规律变化的误差。持恒定或按一定规律变化的

14、误差。 2.随机误差：随机误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以 不可预定的方式变化着的误差。不可预定的方式变化着的误差。 3.粗大误差：粗大误差：超出在规定条件下预计的误差。超出在规定条件下预计的误差。 三、精度三、精度 1.精密度精密度 ：表示测量结果中随机误差的影响程度。：表示测量结果中随机误差的影响程度。 2.正确度正确度:表示测量结果中系统误差的影响程度。表示测量结果中系统误差的影响程度。 3.精确度精确度(准确度准确度)：表示测量结果中随机误差和系统误差综合的影响：表示测量结果中随机误差和系统误差综合的影响

15、 程度。程度。 2021-7-11 四、随机误差特点四、随机误差特点 1.对称性：绝对值相等的正误差和负误差出现的次数大致相等。对称性：绝对值相等的正误差和负误差出现的次数大致相等。 2.单峰性：绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多。单峰性：绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多。 3.有界性：在一定的条件下，误差的绝对值不会超过一定的限度。有界性：在一定的条件下，误差的绝对值不会超过一定的限度。 4.抵偿性：当测量次数抵偿性：当测量次数n增大时，算术平均值愈趋近于真值增大时，算术平均值愈趋近于真值 。 五、评定随机误差的尺度五、评定随机误差的尺度标准偏差标准偏差 1.概率论原理：概率论原理： 正态分布曲线。正态分布曲线。 不存在系统误差时，测量方法精密度的高低可用标准偏差不存在系统误差时，测量方法精密度的高低可用标准偏差的的 大小来表示大小来表示 2021-7-11 六、由残余误差求标准偏差六、由残余误差求标准偏差 七、判断系统误差的残余误差观察法七、判断系统误差的残余误差观察法 1.不存在系统误差：系列残余误差大体正负相同，无显著变化规律。不存在系统误差：系列残余误差大体正负相同，无显著变化规律。 2.存在线性系统误差：系列残余误差有规律地递增或递减。存在线性系统误差：系列残余误差有规律地递