第三讲 测量过程四要素.ppt

1、2020/7/31,检测技术与仪器,1,测量过程四要素 质量工程学院 单越康,检测技术与仪器,2020/7/31,检测技术与仪器,2,身高测量的思考,测量原理是什么？ 测量过程必须哪几步操作？ 为什么成人与婴儿的测量过程有区别，区别在哪里？ 测量结果的溯源是如何解决的？ 为什么每次测量结果不相同？ 测量过程有哪几个要素组成？ 如何实现自动测量身高？,2020/7/31,检测技术与仪器,3,测量原理比较测量,与标准线纹尺进行比较 测量方程： L=X2-X1 X1：脚底与线纹尺对齐的读数 X2：头顶与线纹尺对齐的读数 也可以认为是与零高度的标准物体进行比较 X1：零高度的标准物体的读数 X2：人体

2、身高的读数,2020/7/31,检测技术与仪器,4,新测量原理与标准身高进行比较测量,新 标 准：用某人的身高为标准身高。 比较方法：其他同学与他比较进行测量 测量方程： L=X2-X1+X0 X1：标准身高的读数 X2：被测量器人身高的读数 X0：标准身高（在高一级的仪器上测量得到）,2020/7/31,检测技术与仪器,5,测量操作步骤,定 位 人体正确定位，与标准线尺平行、重合，或在延长线上符合阿贝原则 瞄准二点瞄准 下瞄准：底板与脚底对齐 上瞄准：头顶与文件夹对齐 二次读数 上测点读数：调色板与线纹尺对齐点读数 下测点读数：文件夹与线纹尺对齐点读数,2020/7/31,检测技术与仪器,6

3、,二种身高测量的区别,定位技术不同： 成人能自动配合测量，主要是自动定位 婴儿不能配合测量，需要强制定位 瞄准技术不同 成人以脚底为零点基础瞄准 婴儿以头顶为零点基础瞄准,2020/7/31,检测技术与仪器,7,测量结果如何溯源,通过线纹尺溯源 线纹尺应保证其计量符合技术标准在求，满足测量要求 按国家有关标准进行检定,2020/7/31,检测技术与仪器,8,为什么每次测量结果不相同？,测量误差产生。 测量误差的原因：偏离了定义与条件 主要原因是 定位误差、瞄准误差、线纹尺误差、仪器误差、测量条件产生， 还有测量人员的素质。,2020/7/31,检测技术与仪器,9,如何实现自动测量身高？,定位改

4、造为自动定位 自动分料，自动进料，自动定位 瞄准改造为自动瞄准 上测点自动瞄准、下测点自动瞄准 读数改造为自动读数 运用传感器技术，实现上下二测点自动自动读数,2020/7/31,检测技术与仪器,10,测量过程组成要素,测量过程四要素 测量对象：被测对象、被测量分析 测量单位：量传、标准量、标准器 测量方法：比较过程、相关技术与条件 测量质量：测量误差与测量结果不确定度,2020/7/31,检测技术与仪器,11,案例分析,手工测量轴瓦壁厚(视频) 螺旋千分尺测量轴壁厚(照片) 轴瓦壁厚自动测量分选机(视频) 关键认识： 定位技术、瞄准技术、读数技术、 量传技术、比较测量技术等,2020/7/3

5、1,检测技术与仪器,12,轴瓦壁厚螺旋千分尺手工测量,2020/7/31,检测技术与仪器,13,轴瓦壁厚螺旋千分尺手工测量,2020/7/31,检测技术与仪器,14,轴瓦壁厚手工测量,2020/7/31,检测技术与仪器,15,第一要素：被测对象与被测量,主要分析研究内容 被测对象分析研究 被测量分析研究 影响量分析研究,2020/7/31,检测技术与仪器,16,第一要素：被测对象与被测量,确定测量过程的依据明确目标与测量任务 确定基本的比较测量原理（定位等） 确定标准器与标准量 确定实现测量原理的测量方法（技术） 即：正确比较的位置关系，比较方法，获取信息等 确定测量条件 确定测量质量,202

6、0/7/31,检测技术与仪器,17,第一要素分析研究依据,工程蓝图 标准文件 设计输出文件 工艺文件 产品说明书 顾客要求,2020/7/31,检测技术与仪器,18,第一要素主要研究内容,被测对象分析 对什么进行测量，特性等 针对具体被测对象特性确定比较原理 测量过程与方法 确定定位、瞄准、读数等原理与技术 确定影响量对测量结果影响程度及其解决方法,2020/7/31,检测技术与仪器,19,第一要素主要研究内容,被测量分析 -测量什么，怎么测量？ 按被测量定义，如何始终按定义进行测量， 怎么定义怎么测量 根据被测量大小确定测量系统的量程（范围） 根据被量的公差确定测量误差,2020/7/31,

7、检测技术与仪器,20,第一要素主要研究内容,影响量分析 哪些影响量（被测对象本身具有的，外界条件） 如何影响测量质量（理论分析） 如何克服或减小影响量（技术方案） 最终突出被测量 ，提高信噪比,2020/7/31,检测技术与仪器,21,第二要素测量单位与标准量,保证测量的一致性 将国家计量单位传递到仪器设备上， 再传递到被测对象与被测量上。 主要研究内容 量值传递，标准器，标准量,2020/7/31,检测技术与仪器,22,测量单位与标准量,方法1直接比较 通过标准器中的标准量直接体现测量单位 （直接进行比较测量） 人体身高测量：标准器为线纹尺 方法2简接标定(定标)： 通过对标准器体现的标准量

8、进行测量 确定测量当量。 如：机器视觉测量中的像素当量的标定 测量结果=像素当量像素数,2020/7/31,检测技术与仪器,23,测量单位与标准量,标准器的选择与标准量确定 标准器与被对象的 形状、尺寸、物理、化学、光学等性能相近 精度（不确定）：系统测量不确定度的1/3-1/10 检定结果 ：检定误差（不确定度） 制造尺寸：制造偏（公）差 尺 寸(大 小)：满足被测量测量要求 检定结果：检定精密测量的结果 制造尺寸：名义尺寸,2020/7/31,检测技术与仪器,24,测量单位与标准量,标准器(量)检定（标定、定标） 使用不确定度高一数量级的仪器对标准量进行比较测量，确定标准量的名义值（示值）

9、或偏差（示值误差） 检定结果的不确定度为标准量的不确定度。 测量当量的不确定度为标准量的不确定度 确定测量当量（脉冲当量，像素当量等）,2020/7/31,检测技术与仪器,25,测 量 方 法,测量原理实现的技术总和 测量准备： 确定比较原理，传感检测原理，仪器与量具选择 测量过程： 定位，瞄准，读数 测量条件,2020/7/31,检测技术与仪器,26,测 量 质 量,与测量真值接近的程度 （满足顾客的程度） 是否满足质量系统、测控系统的测量要求 测量误差：概念、系统、随机、粗大 、合成、分配、设计 测量不确定度：概念、区别、分类、合成、评定、迭代、 控制 测量仪器计量特性：示值误差、示值充许误差，重复性等 测量系统分析：稳定性、分辩率、偏倚、线性、重复性与再现性,2020/7/31