B-技术测量基础资料

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,其次章、技术测量根底,Fundamentals of technical measurement,2024/11/13,章节提纲,技术测量的根底学问,测量误差及数据处理,用一般计量器具检测,2024/11/13,一、技术测量的根本概念,1、什么是技术测量？,2.1、技术测量的根底学问,争论对零件几何量进展测量与检验，以确定零部件加工后是否符合设计图样上的技术要求,长度、角度、,形状和位置误差、表面粗糙度等,2024/11/13,将被测量与测量单位或标准量在数值上进展比较，从而确定两者比值的过程,2、测量,measurment,测量值,被测量,测量单位或标准量,2024/11/13,3、测量过程的四个要素,被测对象 measurand：零件的几何量,计量单位 measure unit：几何量中长度、角度单位,测量方法 measuring method：测量时承受的测量原理、计量器具和测量条件的综合,测量精度 measurment accuracy：测量结果的牢靠程度,2024/11/13,检验：确定被测几何量是否在规定的极限范围内，从而推断其是否合格的试验过程，而不要求量值,举例：用量规、样板等专用定值无刻度量具来推断被检对象的合格性,检验和检定,检定：为评定计量器具的精度指标是否符合该计量器具的检定规程的全部过程,举例：用量块来鉴定千分尺的精度指标,2024/11/13,4、技术测量的根本要求,保证测量精度(测量方法、测量器具),效率要高,本钱要低,避开废品产生 正确推断,2024/11/13,二、测量基准和尺寸传递系统,1、长度尺寸基准和传递系统,长度的根本尺寸：米,米的定义：1m是光在真空中在1/299 792 458秒的时间间隙内的行程长度,我国国家长度基准：碘吸取稳频的0.633m氦氖激光辐射波长,在实际生产和科学争论中，通过工件基准 线纹尺和量块，将长度基准的量值准确地逐级传递到计量器具和零件上,2024/11/13,2、角度尺寸基准和传递,基准多面棱体,多面棱体工作基准,标准,测角仪,角度量块,各种角度测量器具,工件,自准直仪比较法,直接检定,比较检定直接检定,涂色法光隙法,图2.2 角度量值传递系统p53,2024/11/13,1定义,一种无刻度的标准端面量具,材料：特殊合金钢线膨胀系数小、性质稳定、耐磨、不易变形,外形：长方六面体构造,3、量块块规 measuring block,测量面,工作尺寸,测量面,2024/11/13,尺寸传递系统中的中间标准量具,作为标准件调整仪器的零位,直接测量零件,2量块的作用,测量面,工作尺寸,2024/11/13,3量块的尺寸,量块长度：一个测量面上任意一点距边缘0.5mm区域除外到与另一个测量面相研合的平晶外表的垂直距离,中心长度,：测量面上中心点,的量块长度,L,2024/11/13,3量块的尺寸,25,25,标称长度,：量块上标出的数字,尺寸6,mm,长度标记刻在测量面上,尺寸6,mm,长度标记刻在非测量面上,5,5,2024/11/13,量块按确定的尺寸系列成套生产国标中规定了17种成套的量块系列,最少的块数组成所需的尺寸,获得更高的尺寸精度,51.995,需要的尺寸,1.005,第一块量块尺寸,50.99,1.49,第二块量块尺寸,49.5,9.5,第三块量块尺寸,40,第四块量块尺寸,2024/11/13,量规成套使用,9.5,51.995,40,1.49,1.005,2024/11/13,(4量块的精度,级,等,按,制造精度,分为：0,K,1,2,3,级,按,检定精度,从高到低分为：1,5,等,表2.2 各级量块的精度指标,表2.3 各等量块的精度指标,主要依据量块的中心长度的极限偏差、长度变动量允许值、量块测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等质量指标划分的,主要依据量块的长度测量的不确定度、长度变动量允许值、平面平行性允许误差、研合性等指标划分的,2024/11/13,(5量块的使用和检验,按级制造精度使用：,按等检定精度使用：,工作尺寸：量块的标称尺寸。,使用时，无视量块的制造误差和磨损误差,工作尺寸：检定后所给出的实际中心长度尺寸,使用时，无视检定测量方法误差,2024/11/13,三、计量器具和测量方法,1、计量器具：测量仪器和测量工具,基准量具：量块等,通用计量器具：千分尺、立式光学比较仪等,极限量规类：塞规、卡规、螺纹量规等,检验夹具,2024/11/13,计量器具的度量指标,分度值(i)division value,相邻两刻线所代表的量值之差,刻度间距(a)scale spacing,两相邻刻线的中心距离,示值范围bindicating value range,计量器具所指示或显示的最低值到最高值的范围,测量范围B measuring range,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,灵敏度(K)sensitivity ratio,计量器具对测量变化的反响力气,2024/11/13,计量器具的度量指标,灵敏阈,能引起计量器具示值可觉察变化的被测量的最小变化值,测量力,计量器具与被测外表之间的接触力,示值误差,计量器具示值与被测量真值之间的差值,示值变动性,一样测量条件下，对同一被测量屡次重复测量时，读数的最大变动量,回程误差,来回两个方向测量时，量仪的示值变化,不确定度,对测量值不能确定的程度,p46,2024/11/13,2、测量方法及其分类,按测得值的示值方式不同分,确定测量：,相对测量,：,在计量器具的读数装置上可表示出被测量的全值,在计量器具的读数装置上只表示出被测量相对标准量的偏差值,游标卡尺测量零件轴径值,如比较仪用量块调零后，测量轴的直径，比较仪的示值就是量块与轴径的量值之差,2024/11/13,2、测量方法及其分类,按测量结果获得方法不同分,直接测量,：,间接测量,：,用计量器具直接测量被测量的整个数值或相对于标准量的偏差,测量与被测量有函数关系的其他量，再通过函数关系式求出被测量,外径千分尺测量外圆直径,2024/11/13,2、测量方法及其分类,按同时测量被测参数的多少分,单项测量,：,综合测量,：,对被测件的个别参数分别进展测量,同时检测工件上的几个有关参数，综合地推断工件是否合格,2024/11/13,2、测量方法及其分类,接触测量和非接触测量,被动测量和主动测量,等精度测量和不等精度测量精度因素和测量条件的稳定性,测量方法的选择应考虑零件结构特点、精度要求、生产批量、技术条件及经济效果等,2024/11/13,立式光学比较仪(立式光学计),承受相对测量法，以量块为长度基准，来测量物体外形的微差尺寸，是测量周密零件的常用测量器具,工作原理：利用光学杠杆放大原理，将微小的位移量转换为光学影象的移动,2024/11/13,2024/11/13,2.2、测量误差及数据处理,测量误差的概念,测量误差产生缘由,测量误差的分类,测量误差的合成,2024/11/13,一、,测量误差的概念,测量误差,：测量结果与被测量的真值之差,被测量的真值,测量结果,确定误差,相对误差,x,Q,用多次测量的算术平均值代替,评定不同尺寸的测量准确度,2024/11/13,例,仪器读数在100,mm,处的示值误差为-0.005,mm，,当用它测量工件，读数正好为100,mm,时，问工件的实际尺寸是多少？,解：,x,Q,0.005100,Q,工件的实际尺寸,Q,100.005,mm,2024/11/13,二、测量误差产生的缘由,测量器具误差,基准件误差,测量方法误差,环境条件引起的误差,人为误差,分析误差时，应找出产生误差的主要原因，采取相应的措施，消除或减少其对测量结果的影响，保证测量结果的精度,2024/11/13,随机误差,random error,系统误差,fixed error,粗大误差,massive error,三、测量误差的分类,2024/11/13,1、随机误差(偶然误差),定义 在一样测量条件下，屡次测量同一量值时，误差确实定值和符号以不行预定的方式变化的误差称为随机误差,分布规律：分布曲线多呈正态分布,0,y,随机误差的产生是由于测量过程中的各种随机因素而引起的,2024/11/13,1、随机误差,分布特征,单峰性：确定值小的误差比确定值大的误差消逝的概率大,对称性：确定值相等的正、负误差消逝的概率相等,有界性：确定测量条件下，随机误差确定值不会超过确定界限,抵偿性：随测量次数增加，随机误差的算术平均值趋于零,0,y,2024/11/13,随机误差的评定,正态分布曲线的数学表达式,概率密度,:,标准偏差,0,y,越小 分布曲线越陡峭,测量精度越高,2024/11/13,随机误差的评定,若令,，则,随机误差出现在区间(,，,),内的概率为,由概率论可知，全部随机误差的概率之和为1,0,y,拉普拉斯函数,2024/11/13,随机误差的评定,表2.4,t,t,不超出|,|的,概率,P,2,1,1,0.6826,2,2,0.9544,3,3,0.9973,4,4,0.99936,y,3,1,3,2,3,3,测量极限误差,2024/11/13,举 例,在某仪器上对某零件尺寸进展10次等精度测量，测量值为(mm)：40.008,40.004,40.008,40.009,40.007,40.008,40.007,40.006,40.008,40.005,以单次测量值作为结果的精度为,3,5,um,以算术平均值作为结果的精度为,3,1.5,um,(40.008,0.005)mm,(40.007,0.0015)mm,2024/11/13,2、系统误差,定义,在一样测量条件下，屡次重复测量同一量值，测量误差的大小和符号保持不变或按确定规律变化的误差，称为系统误差,分类,定值系统误差,变值系统误差,已定系统误差,未定系统误差,2024/11/13,2、系统误差,消退和减小系统误差的方法,从产生系统误差的根源消退,用加修正值的方法消退,用两次读数法消退,利用被测量之间的内在联系消退,2024/11/13,3、粗大误差过失误差,定义：超出在规定条件下预期的误差,特点：数值大，对测量结果有明显的歪曲，应予以剔除,觉察方法：当消逝i3，即认为是有粗大误差的测量值,剔除粗大误差的方法：重复测量或者改用另一种测量方法加以核对,2024/11/13,举 例,用某测量方法在同等测量环境下对某一试件测量了20次，相应的测量值为单位为mm：20.742,20.743,20.740,20.741,20,739,20.740,20.739,20.741,20.742,20.740,20.743,20.739,20.743,20.742,20.741,20.721,20.742,20.743,20.739,20.740。试计算并写出该试件的尺寸测量结果,解(1),2024/11/13,(2)明显20.721为粗大误差，将其剔除，则重新计算,3故该试件的尺寸测量结果为：,用某测量方法在同等测量环境下对某一试件测量了20次，相应的测量值为单位为mm：20.742,20.743,20.740,20.741,20,739,20.740,20.739,20.741,20.742,20.740,20.743,20.739,20.743,20.742,20.741,20.721,20.742,20.743,20.739,20.740,2024/11/13,4、测量精度的分类,周密度：随机误差小，则周密度高,正确度：系统误差小，则正确度高,准确度准确度：随机误差和系统误差都小，则准确度高,周密度高,正确度低,周密度低,正确度高,周密度低,正确度低,周密度高,正确度高,2024/11/13,四、测量误差的合成1,对于重要的测量，不但要给出正确的测量结果，而且还应当给出该测量结果的