互换性第五章

1、2022-7-312022-7-325.1 5.1 测量、计量和测量过程基本要素测量、计量和测量过程基本要素5.2 5.2 计量单位和量值传递系统计量单位和量值传递系统5.3 5.3 测量方法和计量器具测量方法和计量器具5.4 5.4 测量误差与数据处理测量误差与数据处理2022-7-33 -保持量值统一和传递为目的的专保持量值统一和传递为目的的专 门门。计量也可获取被测对象量值，但显然计量计量也可获取被测对象量值，但显然计量的目的不仅仅是获得被测对象的量值。的目的不仅仅是获得被测对象的量值。 2022-7-34测量过程四要素测量过程四要素3)3)测量方法测量方法1)1)/ =q=q2)2)4

2、)4)测量精度测量精度 2022-7-35 1)1)被测对象被测对象-几何量几何量(以及以及的各几何参数等的各几何参数等) 2) 2)计量单位计量单位 在我国法定计量单位中，在我国法定计量单位中，是米，常用单位有毫米和微是米，常用单位有毫米和微米米为弧度，微弧度及度，为弧度，微弧度及度，分，秒分，秒2022-7-363)3)测量方法是指测量时所采用的测量方法是指测量时所采用的和和的综的综合合4)4)测量精度指测得值与被测量真测量精度指测得值与被测量真值值的的2022-7-375.2.1 基本计量单位定义和计量基准基本计量单位定义和计量基准5.2.2 量值传递系统量值传递系统5.2.3 量块量块

3、2022-7-38 5.2.1 5.2.1 基本计量单位定义和计量基准基本计量单位定义和计量基准 为保证测量的为保证测量的，必须建立起统，必须建立起统一可靠的一可靠的，在我国法定计量单位，在我国法定计量单位制中，长度的基本单位是制中，长度的基本单位是2022-7-395.2.2 量值传递系统量值传递系统 长度量值传递系统长度量值传递系统 角度量值传递系统角度量值传递系统 2022-7-3102022-7-311角度量值传递系角度量值传递系统统2022-7-3125.2.3 5.2.3 量块量块量块的量块的量块中心长量块中心长度的实际值度的实际值材料：线膨胀系数小、性能稳材料：线膨胀系数小、性能

4、稳 定、耐磨、不易变形定、耐磨、不易变形 L上、下测量面上、下测量面极为光滑、平整，极为光滑、平整，具有粘合性具有粘合性40理想量块理想量块实际量块实际量块4040.001量块的量块的标称长标称长度度(=基本长度基本长度) )2022-7-313 量块的精度等级量块的精度等级 量块的量块的: 按按分为分为级级 L按级使用按级使用:以以L为工作尺寸为工作尺寸+ +0 0- -L L3 2 1 k 0 00LLaL中含制造误差中含制造误差:L- La假设代假设代表制造表制造精度精度2022-7-314 量块的量块的量块按检定时的量块按检定时的分为分为: , 精度依次降低精度依次降低La-检定后给出

5、的量块中心长度的实际值检定后给出的量块中心长度的实际值. La中不含制造误差中不含制造误差.含测量误差含测量误差LLa2022-7-31583块一套量块的组成如下表：块一套量块的组成如下表：尺寸范围尺寸范围(mm） 间隔（间隔（mm) 小计（块）小计（块） 1.011.49 0.01 49 1.51.9 0.1 5 2.09.5 0.5 16 10 10 1 / 1 0.5 / 1 1.005 / 1 量块的组合使用量块的组合使用 量块具有量块具有，因此，可在一定的范围内将不，因此，可在一定的范围内将不同尺寸的量块同尺寸的量块所需的工作尺寸所需的工作尺寸209.552022-7-316作为长度

6、尺寸标准的实物载体，将国家的长度基准按照一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。定的规范逐级传递到机械产品制造环节，实现量值统一。作为标准长度标定量仪，检定量仪的示值误差。作为标准长度标定量仪，检定量仪的示值误差。相对测量时以量块为标准，用测量器具比较量块与被测尺相对测量时以量块为标准，用测量器具比较量块与被测尺寸的差值。寸的差值。也可直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。也可直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。2022-7-3172022-7-3182022-7-319 1. 按按是否为是否为分类分类 ：指被测几何量

7、的量值：指被测几何量的量值由计量器具读出由计量器具读出 ：指欲测量的几何量的：指欲测量的几何量的量值由实测几何量的量值按一定的量值由实测几何量的量值按一定的式运算后获得式运算后获得2022-7-320用千分尺测直径用千分尺测直径 D直接测量直接测量2022-7-321弓高弦长法测圆弧半径弓高弦长法测圆弧半径282hhRb 先测先测b b与与h,h,再代入再代入公式计算公式计算R R的值的值间接测量间接测量2022-7-322 2.2.按按是否为被测几何量的是否为被测几何量的分类分类 1绝对测量：指计量器具显示的示值即为被测几绝对测量：指计量器具显示的示值即为被测几何量的量值何量的量值. 2相对

8、测量：指计量器具显示出被测几何量相对相对测量：指计量器具显示出被测几何量相对于已知标准量的偏差，被测几何量量值为已知标准量于已知标准量的偏差，被测几何量量值为已知标准量与该偏差的代数和与该偏差的代数和2022-7-323 3. 3. 按测量时按测量时与计量器与计量器具的具的是否接触分类是否接触分类 接触测量：指测量时计量器具的测接触测量：指测量时计量器具的测头与被测表面接触，并有机械作用的测量力头与被测表面接触，并有机械作用的测量力 非接触测量：指测量时计量器具的测非接触测量：指测量时计量器具的测头不与被测表面接触头不与被测表面接触 2022-7-324 单项测量：指分别对工件上的各被测几何单

9、项测量：指分别对工件上的各被测几何量进行独立测量量进行独立测量 综合测量：指同时测量工件上几个相关几综合测量：指同时测量工件上几个相关几何量的综合效应，以判断综合结果是否合格何量的综合效应，以判断综合结果是否合格2022-7-3252022-7-3262022-7-327千分尺千分尺( (多值量具多值量具) ) dada209.55量块量块( (单值量具单值量具) )例例: :2022-7-328 计量仪器：指能够将计量仪器：指能够将成成的计量器具的计量器具例例: :机械比较仪机械比较仪2022-7-329 计量装置：指为确定被测几何量的量计量装置：指为确定被测几何量的量值所必须的计量器具和辅

10、助设备的总体值所必须的计量器具和辅助设备的总体例例: :通通端端止止端端光滑量光滑量规规通通端端止止端端通通端端止止端端通通端端止止端端通通端端止止端端合格合格不合不合格格通通端端止止端端通通端端止止端端不合不合格格2022-7-330按用途的不同量具可分为以下几类：按用途的不同量具可分为以下几类：单值量具单值量具 只能体现一个单一量值的量具。只能体现一个单一量值的量具。可来校对和调整其它测量器具或作为标准可来校对和调整其它测量器具或作为标准量与被测量直接进行比较。如量块、角度量与被测量直接进行比较。如量块、角度量块等。量块等。多值量具多值量具 可体现一组同类量值的量具。可体现一组同类量值的量

11、具。同样能校对和调整其它测量器具或作为标同样能校对和调整其它测量器具或作为标准量与被测量直接进行比较。如线纹尺、准量与被测量直接进行比较。如线纹尺、90角尺等。角尺等。2022-7-331专用量具 专门用来检验某种特定参数的量具。常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极限量规，判断内螺纹或外螺纹合格性的螺纹量规，判断复杂形状的表面轮廓合格性的检验样板，用模拟装配通过性来检验装配精度的功能量规等等。通用量具 我国习惯上将结构比较简单的测量仪器称为通用量具。如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。2022-7-3322022-7-3332022-7-334被验零件合格与否而不获取量被验零件合格与否而不获取量

12、 值的过程。值的过程。通通端端止止端端通通端端止止端端通通端端止止端端通通端端止止端端合格合格不合不合格格通通端端止止端端通通端端止止端端不合不合格格工件工件量规量规2022-7-3351) 标尺刻度间距标尺刻度间距a2) 标尺分度值标尺分度值i3) 分辨力分辨力4) 标尺示值范围标尺示值范围5) 计量器具的测量范围计量器具的测量范围6) 灵敏度灵敏度2022-7-3362022-7-3372022-7-338 6. 6. S=L/X：指：指对对被测被测的的2022-7-3392022-7-3402022-7-3412022-7-342 测量器具与被测零件都会因实际温度偏离标准测量器具与被测零

13、件都会因实际温度偏离标准温度和受力（重力和测量力）而产生变形，形成测温度和受力（重力和测量力）而产生变形，形成测量误差。量误差。 在测量过程中，控制测量温度及其变动、保证在测量过程中，控制测量温度及其变动、保证测量器具与被测零件有足够的等温时间、选用与被测量器具与被测零件有足够的等温时间、选用与被测零件线胀系数相近的测量器具、选用适当的测量测零件线胀系数相近的测量器具、选用适当的测量力并保持其稳定、选择适当的支承点等，都是实现力并保持其稳定、选择适当的支承点等，都是实现最小变形原则的有效措施。最小变形原则的有效措施。2022-7-3435.4.2 测量列中各类测量误差的处理测量列中各类测量误差

14、的处理5.4.1 测量误差的分类测量误差的分类5.4.3 等精度测量列的数据处理等精度测量列的数据处理2022-7-344测量误差测量误差()- 测得值与被测量真值的差异测得值与被测量真值的差异1按测量误差的表达方式分类按测量误差的表达方式分类2按测量误差的特性规律分类按测量误差的特性规律分类3按测量误差的来源分类按测量误差的来源分类4按系统误差和随机误差的影响分类按系统误差和随机误差的影响分类分分类类2022-7-345 - ?2022-7-3462 2按测量误差的特性规律分类按测量误差的特性规律分类 2022-7-347n粗大粗大误差误差粗大粗大误差误差随机随机误差误差定值系定值系统误差统

15、误差变值变值系统系统误差误差2022-7-3482022-7-3492022-7-350精密度高精密度高( (随机误差小随机误差小) )正确度高正确度高( (系统误差小系统误差小) )准确度高准确度高( (系统误差、随机误差小系统误差、随机误差小) )准确度低准确度低( (系统误差、随机误差大系统误差、随机误差大) )2022-7-351测量结果测量结果: xe 即即 xe 在在 - +之间之间=?按测量误差的按测量误差的特性规律分类特性规律分类系统误差的处理系统误差的处理随机误差的处理随机误差的处理粗大误差的处理粗大误差的处理各个各个”击破击破”2022-7-3521 1 随机误差的处理随机

16、误差的处理n2022-7-3532022-7-354max12y 全部随机误差的概率之和为全部随机误差的概率之和为1, 即即-3 0.135%0 +3y 0.135% -+ , 随机误差出现的概率随机误差出现的概率: 68.26%, 随机误差出现的概率随机误差出现的概率: 100% 2, 随机误差出现的概率随机误差出现的概率: 95.44% 3, 随机误差出现的概率随机误差出现的概率: 99.73%2022-7-355 3 置信概率置信概率: 99.73%（设测量列中系统设测量列中系统 误差已修正，粗大误差已剔除）误差已修正，粗大误差已剔除）: 即真值有即真值有99.73%的可能性的可能性 x

17、i -3 xi +3之间之间 2022-7-356 测量列单次测量值的标准偏差估算测量列单次测量值的标准偏差估算- 理论式理论式式中式中i - 测量列中各测得值相应的随机误差测量列中各测得值相应的随机误差; n - 测量次数测量次数 121nnii- 估算式估算式(Bessel公式公式 )式中式中 i - 残余误差（简称残差）残余误差（简称残差）xxii2022-7-357niiv10. 残差的代数和为零残差的代数和为零, 即即 -可用来核算可用来核算算术平均及算术平均及残差的计算是否准确。残差的计算是否准确。niiv12min. 残差的平方和最小，即残差的平方和最小，即 -说明用说明用算术平均值作为测量结果最可靠且最合理。算术平均值作为测量结果最可靠且最合理。（nx2022-7-3582.2.系统误差的处理系统误差的处理2022-7-359 vnvvnn2022-7-360 系统误差的消除系统误差的消除2022-7-3612022-7-362 超出预计，较明显。超出预计，较明显。一旦发现可剔除含一旦发现可剔除含粗粗 的测得值的测得值 xi