第二章 长度测量基础.ppt

1、第二章是测量技术的基础，2.1概述1。测量的基本概念是确定数值、测量对象、测量单位、测量方法和测量精度的实验过程。q=LE，L是测量值e的测量单位，测量四个元素：测量对象：主要指几何量。包括长度、角度、表面粗糙度、形状和位置误差等。测量单位：毫米，常用于机械制造。长度测量单位：米(m)、毫米(mm)、微米(um)角度测量单位：度、分、秒，测量方法：指测量中使用的测量仪器和测量条件的总和。测量精度：是指测量结果与真实值之间的一致性。2.2长度和角度测量单位和数值传递1。长度单位和数值传递系统中目前使用的两种实体基准：直尺、量块、光波波长、国家基准表尺、工作基准表尺、1等直尺、1等块、2等块、3等

2、块、2等直尺、3等直尺、工作测量仪器1和4等块工件尺寸、工作测量仪器、2、长度数值传递系统，为保证数值的统一， 必须准确地将参考值传递给生产中使用的测量仪器和工件，并从组织和技术上建立一套严格完整的体系。 2.量块量块没有刻度，横截面为矩形，平面平行。量块的功能是：尺寸传递；测量工具和量具的验证和校准；比较测量中用于调整测量工具或仪表的零位；它也用于调整机床和检查工件。矩形平面六面体，有两个测量面和四个非测量面，测量面非常光滑平整，表面粗糙度Ra值在0.012米以上，两个测量面之间的距离为量块的工作长度(标称长度)。测量块的形状：标称长度为5.5毫米的测量块的标称值印在上测量面上；对于标称长度

3、大于5.5毫米的量块，标称长度值印在上部测量表面左侧较宽的非测量表面上。量块粘合：两个量块可以一起研磨。根据制造精度，量块分为六级：00、0、1、2、3和K；测量块分为1、2、3、4、5、6等。根据验证的准确性来确定。按“等级”使用时，量块上标注的公称尺寸作为工作尺寸，包括其制造误差。当用作“等”时，验证后的实际尺寸必须作为工作尺寸，不包括制造误差，但包括验证过程中的测量误差。就同一量块而言，检定过程中的测量误差远小于制造误差。因此，当用作“相等”时，测量块的精度高于用作“等级”时的精度。量块是单值测量工具，每个量块只代表一种尺寸。为了满足一定尺寸范围内的不同尺寸要求，量块可以组合使用。为减少

4、测量块的组合误差，应尽可能减少组合块的数量，一般不超过4个。共有17套测量块，每套的数量分别为83套和46套等。量块的选择是：从消除量块的最小尾数开始，逐个选择。应该从每个选择的块中减去至少一个所需大小的尾数。例如，从一组83个所需尺寸为36.745的测量块中，选择第一个尺寸为36.745毫米的测量块。选择方法如下：1.24秒测量块尺寸4.5秒测量块尺寸30.0秒测量块尺寸4，正八面体3。圆周角度为360的角度单位和值传输系统。多面体棱镜有4、6、8、12、24、36、72个面等。2.3测量仪器和测量方法1。计量器具分类：按用途，标准计量器具、通用计量器具、检验计量器具、机械计量器具、光学计量

5、器具、气动计量器具、电气计量器具、光电计量器具。测量方法分类：直接单次测量综合测量、接触测量非接触测量、绝对测量相对测量、在线测量离线测量、在线测量离线测量、大型工具显微镜、万能长度测量仪、粗糙度轮廓仪、万能齿测量仪、平面度测试仪、偏移量测量仪、1。测量误差的基本概念测量误差是指测量结果与测量真值之差=x，Q可以是正的或负的，Q=x大小决定相反，越高。E=/q * 100%，2.4测量误差，2 .测量误差来源，1)测量仪器误差，2)测量方法误差，3)测量环境误差，4)人员误差总之，造成测量误差的因素很多，有些是可以避免的，有些是不可避免的。尽量消除或减少它们对测量结果的影响，保证测量的准确性。

6、随机误差：当在相同条件下多次测量相同幅度时，误差值的大小和符号以不可预测的平方形式变化。随机误差系统误差是粗差。3.测量误差的类型和特征：特征：对于单次测量，随机误差的大小和符号是不规则的，但是当进行重复测量时，随机误差遵循统计规律，这通常用概率论和统计学原理来处理。系统误差：在相同条件下多次测量相同值时，误差的大小和符号不会改变，也不会按照一定的规律变化。特点：它可以归结为一个因素或几个因素的函数，一般可以用解析公式、曲线或数值表来表示。可以修改。总误差：指在特定条件下超出预测的误差。正确的测量结果不应包含重大误差，但应予以消除。系统误差和随机误差不是绝对的，它们可以在一定条件下相互转换。随

7、机误差当处理概率统计中的随机误差时，通常排除系统误差。1)随机误差分布规律大量测量实践证明，重复测量的随机误差服从正态分布。高斯曲线反映了随机误差的以下基本特征：集中性(单峰性):绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多，图形呈现单峰。抵消：在相同条件下测量相同量时，随着重复测量次数的增加，随机误差的算术平均值接近零，即绝对值相等的正负误差之和可以相互抵消。有界性：在一定条件下，误差的绝对值不会超过一定限度。对称性：绝对值相等的正负误差具有相同的机会，并且对称分布。2)评估随机误差的标度标准偏差，标准偏差，y1max y2max y3max，12 3，如果12 3，那么y1max y2max

8、 y3max越小，正态分布曲线越陡，表明随机误差分布越集中，测量方法的精度越高；相反，正态分布曲线越大，越平坦，表明随机误差的分布越分散，测量方法的精度越低。根据误差理论，标准偏差等于一系列测量值的随机误差平方和的平均值的平方根，拉普拉斯函数，变量替换，3)极限误差3360 m，4)极限误差3360 m，因为超过=3的概率非常小。因此，=3被认为是随机误差的极限值。2.5直接测量的数据处理，第1栏。测量栏中随机误差的处理，1)当用算术平均值对某一量进行一系列等精度测量时，算术平均值作为测量结果。从正态分布的四个性质可知，当测量次数n增加时，X更接近真值。我们大致认为3)算术平均值的标准偏差我们

9、通常把算术平均值作为测量结果，所以需要知道算术平均值的精度，即在算术平均值的标准偏差表达式中，重复测量的次数n. 4) lim，测量柱的极限误差和测量结果；2)测量柱系统误差的处理；1)发现系统错误；a)定值系统误差的发现：通过实验比较法发现，通过修正值消除。发现可变值的系统误差：通过残差观测法发现。消除校正值法和对称测量法。消除系统误差a .从误差的根源中消除b .通过添加校正值消除c .通过两次读数消除d .通过对称方法消除e .通过半波方法消除3 .测量列车莱达标准中粗差的处理：Vi3适用于服从正态分布且有大量重复的情况。4。直接测量柱的数据处理在相同条件下，对一定量重复测量N次，得到测

10、量柱x1、x2、xn 1。确定是否存在固定值系统错误2。计算算术平均值3。计算剩余误差4。根据“残差观测法”5确定是否存在变量值系统误差。计算标准偏差6。确定总误差7。计算算术平均值8的标准偏差。表达多次测量的测量结果1。存在或不存在定值系统错误2。3.4.是否存在变量值系统错误5。6.7.8.综合示例，测量某一轴直径15次，并按测量顺序依次列出下表中的测量值。解决方法：(1)判断定值系统误差假设判断后测量栏中没有定值系统误差。(2)计算算术平均值=24.957。(3)计算上表中列出的每个残值的残值。根据残差观察方法，这些残差的符号通常是正的和负的，但是它们不是周期性变化的，因此可以判断在测量列中没有可变值的系统误差。(4)计算测量柱单个测量值的标准偏差；(5)判断粗差测量栏中没有绝对值大于3.9m的残差，因此可以判断测量栏中没有粗差。(6)计算测量算术平均值的标准偏差(7)计算测量算术平均值的测量极限误差；(8)确定测量结果。在例1中，已知仪器单次测量的极限误差为0.004毫米，现在测量一个零件：1)如果测量一次，读数为30.380毫米，试着写下测量结果。2)如果重复测量四次，读数为30.375、30.378、30.376和30.379(单位：毫米)，并尝试记录测量结果。3)如果测量方法的测量极限误差为0.001毫米，应重复测量多少次？例2:一台仪器已知其