测量技术基础资料课件

测量技术基础测量技术基础 1.1.几几何何量量计计量量：对对零零件件的的几几何何参参数数通通过过严严格格的的度度量量与与控制，并纳入一个完整且严密的研究、管理体系。控制，并纳入一个完整且严密的研究、管理体系。2.2.测量与检验测量与检验：测量测量：确定被测对象量值（长度、角度等）确定被测对象量值（长度、角度等）检验检验：确定被测对象是否合格。确定被测对象是否合格。测量实质测量实质：被测量与作为标准值的同类量的比较。：被测量与作为标准值的同类量的比较。测量精度测量精度：测量结果与真值的一致性，体现可靠性。：测量结果与真值的一致性，体现可靠性。测量过程四要素测量过程四要素：被测对象、测量单位、测量方法、测量精度被测对象、测量单位、测量方法、测量精度一、一、测量技术基础知识测量技术基础知识1.1.长度基准：统一、可靠的测量单位。（米）长度基准：统一、可靠的测量单位。（米）2.2.量值传递：用上一级计量标准器来检定下一级标量值传递：用上一级计量标准器来检定下一级标准器。准器。目的目的：保证长度量值传递的准确保证长度量值传递的准确 3.3.计量标准器计量标准器:量量 块块(无刻度的端面量具无刻度的端面量具)标准线纹尺标准线纹尺(有刻度的线纹量具有刻度的线纹量具)图图3-13-1长度量值传递系统长度量值传递系统3.3.长度基准和量值传递长度基准和量值传递：一、测量技术基础知识一、测量技术基础知识1 1）作用）作用：量值传递、测量、检验量值传递、测量、检验 2 2）尺寸）尺寸：359H 359H 或或 309H 309H4.4.量块量块(块规块规)：H=101000mmH=0.510mm一、测量技术基础知识一、测量技术基础知识3 3）量块的等和级）量块的等和级：类类精度（精度（高高底底）精度划分依据精度划分依据应应 用用级级制造精度：制造精度：6 6级级 0000、0 0、1 1、2 2、3 3、K K（校准级）（校准级）测测量量面面上上最最大大与与最最小制造长度误差小制造长度误差 标标称称尺尺寸寸为为工工作作尺尺寸寸制造、定货制造、定货 一般一般测量测量等等检定精度：检定精度：6 6级级 1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6 检检定定出出中中心心长长度度的的实际尺寸实际尺寸 实实际际尺尺寸寸为为工工作作尺尺寸寸检定、尺寸传递检定、尺寸传递 精密精密测量测量 量块按等使用比按级使用要精确；量块按等使用比按级使用要精确；量块用作标准器进行尺寸传递和精密测量时按等使用量块用作标准器进行尺寸传递和精密测量时按等使用一、测量技术基础知识一、测量技术基础知识4 4）材料）材料：轴承钢：轴承钢 5 5）组合）组合：9191、8383、4646块等为一套。块等为一套。83 83块一套如下：块一套如下：间隔间隔0.010.01:从从1.01,1.02,1.49,1.01,1.02,1.49,共共4949块块;间隔间隔0.10.1:从从1.5,1.6,1.9,1.5,1.6,1.9,共共 5 5块块;间隔间隔0.50.5:从从2.0,2.5,9.5,2.0,2.5,9.5,共共1616块块;间隔间隔1010:从从10,20,100,10,20,100,共共1010块块;1.0051.005 1 1块；块；1 1 1 1块；块；0.50.5 1 1块。块。一、测量技术基础知识一、测量技术基础知识组合原则组合原则：数目尽可能少，数目尽可能少，4 45 5块。块。组合方法组合方法：选能去除最后一位小数的量块，逐级递减。选能去除最后一位小数的量块，逐级递减。一、测量技术基础知识一、测量技术基础知识二、计量器具和测量方法二、计量器具和测量方法1 1）刻线间距）刻线间距2 2）分度值（刻度值）分度值（刻度值）3 3）测量范围）测量范围4 4）示值范围）示值范围5 5）灵敏度）灵敏度6 6）示值误差）示值误差7 7）校正值）校正值.2 2、计量器具的基本度量指标、计量器具的基本度量指标录像录像：常用量具及测量常用量具及测量1 1、通用计量器具：、通用计量器具：游标卡尺游标卡尺、螺旋测微器螺旋测微器、千分尺、比较仪、工具显、千分尺、比较仪、工具显微镜等。专用计量器具：光滑极限量规微镜等。专用计量器具：光滑极限量规(卡规卡规,塞规塞规)二、计量器具和测量方法二、计量器具和测量方法3 3、测量方法的分类：、测量方法的分类：u 直接测量、间接测量直接测量、间接测量u 绝对测量、相对测量绝对测量、相对测量u 接触测量、非接触测量接触测量、非接触测量u 主动测量、被动测量主动测量、被动测量u 单项测量、综合测量单项测量、综合测量u 静态测量、动态测量静态测量、动态测量u 等精度测量、不等精度测量等精度测量、不等精度测量上面的图展示了什么上面的图展示了什么?与我们将讨论的问题有什么关系与我们将讨论的问题有什么关系?误差是指测定值与真实值之差。误差是指测定值与真实值之差。表示方法：表示方法：（1）绝对误差绝对误差=（测定值与真值之差）（测定值与真值之差）（2）相对误差相对误差=1.1.误差误差（有关符号（有关符号:X:Xi i测定值，测定值，X XT T真值，真值，平均值）平均值）（相对误差是（相对误差是:绝对误差在真值中所占的百分率）绝对误差在真值中所占的百分率）三、测量误差及数据处理三、测量误差及数据处理例例真值真值称得称得量量绝对误绝对误差差相对误差相对误差体重体重62.5kg62.5kg 62.4k62.4kg g0.1kg0.1kg买白糖买白糖 1kg1kg0.9kg0.9kg0.1kg0.1kg抓中药抓中药 0.2kg0.2kg0.1kg0.1kg0.1kg0.1kg用相对误差比绝对误差表示结果要好些用相对误差比绝对误差表示结果要好些从表中的例子中你看出了什么问题从表中的例子中你看出了什么问题2.2.误差的来源误差的来源1.1.计量器具误差计量器具误差2.2.基准件误差基准件误差3.3.调整误差调整误差4.4.测量方法误差测量方法误差5.5.测量力误差测量力误差6.6.环境误差环境误差7.7.人为误差人为误差3.测量误差的分类测量误差的分类测定过程产生的误差可分为两类：测定过程产生的误差可分为两类：1.1.系统误差系统误差2.2.偶然误差偶然误差3.3.粗大误差粗大误差1.1.系统误差系统误差由某些确定的、经常性的因素引起的由某些确定的、经常性的因素引起的 特点特点:重复性重复性：同一条件下，重复测定中，重复出现同一条件下，重复测定中，重复出现单向性单向性：对分析结果系统偏高或偏低：对分析结果系统偏高或偏低可测性可测性：误差数值的大小基本不变，对测定结误差数值的大小基本不变，对测定结 果的影响比较恒定，可测定或校正。果的影响比较恒定，可测定或校正。系统误差产生的原因系统误差产生的原因1.方法误差方法误差：由于分析方法本身不够完善；：由于分析方法本身不够完善；2.量具误差量具误差仪器不够精确或未经校准仪器不够精确或未经校准 3.操作误差操作误差实际的操作与正确的操作规程有出入实际的操作与正确的操作规程有出入4.个人误差个人误差由个人的主观原因造成的误差。由个人的主观原因造成的误差。若对仪器进行校正、纠正不规范的操作若对仪器进行校正、纠正不规范的操作等，上面的原因所产生的系统误差是可以消等，上面的原因所产生的系统误差是可以消除的。除的。大小和正负不可预测大小和正负不可预测 难以校正（不可测误差）难以校正（不可测误差）服从正态分布服从正态分布(统计规律统计规律)2.2.随机误差（偶然误差）随机误差（偶然误差）有某些随机因素引起的误差（温度、湿度、压力、有某些随机因素引起的误差（温度、湿度、压力、尘埃等等）尘埃等等）特点：特点：随机误差的随机误差的性质：性质：对称性对称性：大小相近的正误差和负误差出现概率相等：大小相近的正误差和负误差出现概率相等 单峰性单峰性：小误差出现概率大：小误差出现概率大,大误差出现概率小大误差出现概率小,曲线曲线只有一个峰只有一个峰,误差集中误差集中有界性有界性：仅仅由于偶然误差造成的误差不可能太大，：仅仅由于偶然误差造成的误差不可能太大，大误差出现的概率小大误差出现的概率小 抵偿性抵偿性：误差的算术平均值的极限为零：误差的算术平均值的极限为零 偶然误差产生的偶然误差产生的原因：原因：无法知道无法知道由于操作者的过失而引起的误差（损失试样、加由于操作者的过失而引起的误差（损失试样、加错试样、记录或计算错误等）错试样、记录或计算错误等）错误，不属错误，不属于上述误差范畴。于上述误差范畴。3.3.粗大误差（过失误差）粗大误差（过失误差）4.4.测量精度测量精度精密度和准确度的意义：精密度和准确度的意义：准确度准确度测量值与真实值接近的程度。测量值与真实值接近的程度。精密度精密度测量值之间接近（相符）的程度。测量值之间接近（相符）的程度。（2 2）精密度与准确度的关系）精密度与准确度的关系同学们熟悉的经历：军训打靶同学们熟悉的经历：军训打靶 甲 乙 丙 结果：结果：精密度好，精密度好，准确度也准确度也好。好。精密度好精密度好准确度不好准确度不好精密度不好，准确精密度不好，准确度也不好。度也不好。评价：评价：枪好，技枪好，技术好，首术好，首先技术要先技术要好。好。技术好，枪不好。技术好，枪不好。若将枪调整好了，若将枪调整好了，可以打好。可以打好。枪可能不好，但首枪可能不好，但首要解决技术问题。要解决技术问题。结论结论：1.要准确度好，精密度一定要好要准确度好，精密度一定要好。2.精密度好，准确度不一定好。精密度好，准确度不一定好。准确度与精密度的关系准确度与精密度的关系准确度准确度精密度精密度系统误差系统误差随机误差随机误差甲乙丙丁T精密度高、准确度低精密度高、准确度低精密度高、准确度高精密度高、准确度高精密度低精密度低精密度低、准确度低精密度低、准确度低5.5.误差的分布规律及其评定误差的分布规律及其评定由上图可以看出：由上图可以看出：随机误差随机误差的出现符合的出现符合正态分布，又正态分布，又称称高斯分布高斯分布 ，其分布曲线的方程式为：，其分布曲线的方程式为：+3 +6 +9 +12 +15 +18 +21 +24X=-24 -21 -18 -15 -12 -9 -6 -301正态分布正态分布 y y：概率密度函数，是测量值概率密度函数，是测量值x x的函数的函数 ：总体平均值总体平均值 ：总体标准偏差总体标准偏差随机误差随机误差 正态分布正态分布(高斯分布高斯分布)：表示为正态分布概率密度表示为正态分布概率密度 函数（高斯方程）：函数（高斯方程）：总体标准偏差它表：总体标准偏差它表示测定值的分散程度。示测定值的分散程度。标准偏差和相对标准偏差：标准偏差和相对标准偏差：n n 时，测定数据的全体称为时，测定数据的全体称为总体总体当测定次数（当测定次数（n n）为有限次时，测定数据为总体）为有限次时，测定数据为总体 中的一个中的一个样本样本，n n为样本容量为样本容量注：自由度fn-1随机误差的评定指标1.1.算术平均值算术平均值 ，残余误差，残余误差 2.2.标准偏差标准偏差3.3.残余误差残余误差 0测量值的测量值的正态分布正态分布随即误差随即误差正态分布正态分布正态分布所反应的随机误正态分布所反应的随机误差的特点和规律：差的特点和规律：同一总体的测定值和随机误差具同一总体的测定值和随机误差具有相同的分布规律。有相同的分布规律。1.1.对称性：对称性：对称性：对称性：正负误差出现正负误差出现的几率相等的几率相等2.2.单峰性：单峰性：单峰性：单峰性：小误差出现的几小误差出现的几率大；大误差出现的几率率大；大误差出现的几率小。小。3.3.有界性：有界性：有界性：有界性：33 随机误差随机误差出现区间出现区间测定值出测定值出现的区间现的区间概概 率率u=u=1 1x=x=1 1 P=20.3413=68.26%P=20.3413=68.26%u=u=2 2x=x=2 2 P=20.4773=95.46%P=20.4773=95.46%u=u=3 3x=x=3 3 P=20.4987=99.74%P=20.4987=99.74%从以上的概率的计算结果可知：从以上的概率的计算结果可知：分析结果落在分析结果落在 3 3 范围内的概率达范围内的概率达99.74%99.74%，即，即误差超过误差超过3 3 的分析结果是很少的，只占全部分析结的分析结果是很少的，只占全部分析结果的果的0.26%0.26%；平均；平均10001000次中只有约次中只有约3 3次机会。次机会。