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1、基本内容基本内容v概述概述：检测的意义、测量的基本要素、检测的：检测的意义、测量的基本要素、检测的一般步骤一般步骤 v计量单位与量值传递计量单位与量值传递：长度单位及其基准长度单位及其基准 、量块、长度的量值传递量块、长度的量值传递v 测量器具与测量方法测量器具与测量方法：测量器具的分类、测量器具的分类、测测量器具的技术性能指标量器具的技术性能指标 、测量方法分类测量方法分类v测量误差测量误差：测量误差及表达式测量误差及表达式 、误差的分类、误差的分类 、误差的来源及减小其影响的措施、测量不误差的来源及减小其影响的措施、测量不确定度、确定度、测量数据的处理测量数据的处理 检测的意义检测的意义v
2、为为了了满满足足机机械械产产品品的的功功能能要要求求，在在正正确确合合理理地地完完成成了了牢牢靠靠性性、运运用用寿寿命命、运运动动精精度度等等方方面面的的设设计计以以后后，还还须须进进行行加加工工和和装装配配过过程程的的制制造造工工艺艺设设计计，即即确确定定加加工工方方法法、加加工工设设备备、工工艺艺参参数数、生生产产流流程程及及检检测测手手段段。其其中中，特特殊重要的环节就是质量保证措施中的精度检测。殊重要的环节就是质量保证措施中的精度检测。v“检检测测”就就是是确确定定产产品品是是否否满满足足设设计计要要求求的的过过程程，即即推推断断产产品品合合格格性性的的过过程程。检检测测的的方方法法可
3、可以以分分为为两两类类：定定性性检检验验和和定定量量测测试试。定定性性检检验验的的方方法法只只能能得得到到被被检检验验对对象象合合格格与与否否的的结结论论，而而不不能能得得到到其其具具体体的的量量值值。因因其其检检验验效效率率高高、检检验验成成本本低低而而在在大大批批量量生生产产中中得得到到广广泛泛应应用用。定定量量测测试试的的方方法法是是在在对对被被检检验验对对象象进进行行测测量量后后，得得到到其其实实际值并推断其是否合格的方法。际值并推断其是否合格的方法。测量的基本要素测量的基本要素v“测测量量”是是以以确确定定量量值值为为目目的的的的全全部部操操作作。测测量量过过程程事事实实上上就就是是
4、一一个个比比较较过过程程，也也就就是是将将被被测测量量与与标标准准的的单单位位量量进进行行比比较较，确确定定其其比比值值的的过过程程。若若被被测测量量为为x，计计量量单单位位为为E，确确定定的的比比值值为为q，则测量可表示为，则测量可表示为vq=x/Ev一一个个完完整整的的测测量量过过程程应应包包含含被被测测量量、计计量量单单位位、测测量量方方法法（含含测测量量器器具具）和和测测量量精精度度等等四四个个要要素。素。被测量被测量v被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度和角度。度方面的参数量，其基本对象是长度和角度。但是，长
5、度量和角度量在各种机械零件上的表但是，长度量和角度量在各种机械零件上的表现形式却是多种多样的，表达被测对象性能的现形式却是多种多样的，表达被测对象性能的特征参数也可能是相当困难的。因此，细致分特征参数也可能是相当困难的。因此，细致分析被测对象的特性，探讨被测对象的含义是特析被测对象的特性，探讨被测对象的含义是特别重要的。例如，表面粗糙度的各种评定参数，别重要的。例如，表面粗糙度的各种评定参数，齿轮的各种误差项目，尺寸公差与形位公差之齿轮的各种误差项目，尺寸公差与形位公差之间的独立与相关关系等等。间的独立与相关关系等等。计量单位计量单位v计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而计量单位（简
6、称单位）是以定量表示同种量的量值而约定接受的特定量。我国规定接受以国际单位制约定接受的特定量。我国规定接受以国际单位制（SI）为基础的）为基础的“法定计量单位制法定计量单位制”。它是由一组选定。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。如所组成的。如“米米”、“千克千克”、“秒秒”、“安安”等为基本单等为基本单位。机械工程中常用的长度单位有位。机械工程中常用的长度单位有“毫米毫米”、“微米微米”和和“纳米纳米”，常用的角度单位是非国际单位制的单位，常用的角度单位是非国际单位制的单位“度度”、“分分”、“秒秒”和国际单位制
7、的协助单位和国际单位制的协助单位“弧度弧度”、“球面度球面度”。v在测量过程中，测量单位必需以物质形式来体现，能在测量过程中，测量单位必需以物质形式来体现，能体现计量单位和标准量的物质形式有：光波波长、精体现计量单位和标准量的物质形式有：光波波长、精密量块、线纹尺、各种圆分度盘等。密量块、线纹尺、各种圆分度盘等。测量方法测量方法v测量方法是依据确定的测量原理，在实施测量测量方法是依据确定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。过程中对测量原理的运用及其实际操作。v广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境
8、和操作量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。者）的总和。v在实施测量过程中，应当依据被测对象的特点在实施测量过程中，应当依据被测对象的特点（如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精（如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精度、测量目的等）和被测参数的定义来拟定测度、测量目的等）和被测参数的定义来拟定测量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理地获得牢靠的测量结果。地获得牢靠的测量结果。测量精度测量精度v测量结果与真值的一样程度。不考虑测量精度测量结果与真值的一样程度。不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。而得到的测量结果是没有任何意义的
9、。v真值的定义为：当某量能被完善地确定并能解真值的定义为：当某量能被完善地确定并能解除全部测量上的缺陷时，通过测量所得到的量除全部测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。值。v由于测量会受到很多因素的影响，其过程总是由于测量会受到很多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不行能没有误差。对不完善的，即任何测量都不行能没有误差。对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。说明其可信度。检测的一般步骤检测的一般步骤v确定被检测项目确定被检测项目 细致批阅被测件图纸及有关细致批阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技的技术
10、资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术要求，明确须要检测的项目。术要求，明确须要检测的项目。v设计检测方案设计检测方案 依据检测项目的性质、具体要依据检测项目的性质、具体要求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检测环境及检测人员的实力等多种因素，设计一测环境及检测人员的实力等多种因素，设计一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检测预案。率的检测预案。v选择检测器具选择检测器具 依据规范要求选择适当的检测依据规范要求选择适当的检测器具，设计、制作专用的检测器具和协助工具，器具，设计、制作专用的检测器具和协助工具
11、，并进行必要的误差分析。并进行必要的误差分析。检测的一般步骤（续）检测的一般步骤（续）v检检测测前前准准备备 清清理理检检测测环环境境并并检检查查是是否否满满足足检检测测要要求求，清清洗洗标标准准器器、被被测测件件及及协协助助工工具具，对对检检测器具进行调整使之处于正常的工作状态。测器具进行调整使之处于正常的工作状态。v采采集集数数据据 安安装装被被测测件件，依依据据设设计计预预案案采采集集测测量量数据并规范地作好原始记录。数据并规范地作好原始记录。v数数据据处处理理 对对检检测测数数据据进进行行计计算算和和处处理理，获获得得检检测结果。测结果。v填填报报检检测测结结果果 将将检检测测结结果果
12、填填写写在在检检测测报报告告单单及及有有关关的的原原始始记记录录中中，并并依依据据技技术术要要求求作作出出合合格格性的判定。性的判定。测量基准和尺寸传递系统测量基准和尺寸传递系统v在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位名称是名称是“米米”，其单位符号为，其单位符号为“m”。v“米米”的定义于的定义于18世纪末始于法国，当时规定世纪末始于法国，当时规定“米等于经米等于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一过巴黎的地球子午线的四千万分之一”。19世纪世纪“米米”渐渐渐成为国际通用的长度单位。渐成为国际通用的长度单位。1889年在法国巴黎召开了年
13、在法国巴黎召开了第一届国际计量大会，从国际计量局订制的第一届国际计量大会，从国际计量局订制的30根米尺中，根米尺中，选出了作为统一国际长度单位量值的一根米尺，把它称选出了作为统一国际长度单位量值的一根米尺，把它称之为之为“国际米原器国际米原器”。v1983年第年第17届国际计量大会又更新了米的定义，规定：届国际计量大会又更新了米的定义，规定：“米米”是在真空中在是在真空中在1/299792458s的时间间隔内行进路的时间间隔内行进路程的长度。程的长度。长度单位与计量基准长度单位与计量基准量块量块v运用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的运用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的精确度，但因对复现
14、的条件有很高的要求，不精确度，但因对复现的条件有很高的要求，不便在生产中干脆用于尺寸的测量。因此，须要便在生产中干脆用于尺寸的测量。因此，须要将基准的量值依据定义的规定，复现在实物计将基准的量值依据定义的规定，复现在实物计量标准器上。常见的实物计量标准器有量块量标准器上。常见的实物计量标准器有量块（块规）和线纹尺。（块规）和线纹尺。v量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。其形态有长方体和圆柱体两种，常用的是长方其形态有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。体。量块的构成量
15、块的构成v长方体的量块有两个平行的测长方体的量块有两个平行的测量面，其余为非测量面。测量量面，其余为非测量面。测量面极为光滑、平整，其表面粗面极为光滑、平整，其表面粗糙度糙度Ra值达值达0.012m以上，两以上，两测量面之间的距离即为量块的测量面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标称工作长度（标称长度）。标称长度小于长度小于6mm的量块，其公称的量块，其公称值刻印在测量面上；标称长度值刻印在测量面上；标称长度大于大于6mm的量块，其公称长度的量块，其公称长度值刻印在上测量面左侧较宽的值刻印在上测量面左侧较宽的一个非测量面上一个非测量面上 量块的用途量块的用途v作为长度尺寸标准的实物载体
16、，将国家的长度作为长度尺寸标准的实物载体，将国家的长度基准依据确定的规范逐级传递到机械产品制造基准依据确定的规范逐级传递到机械产品制造环节，实现量值统一。环节，实现量值统一。v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。v相对测量时以量块为标准，用测量器具比较量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。块与被测尺寸的差值。v也可干脆用于精密测量、精密划线和精密机床也可干脆用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。的调整。量块的精度（级）量块的精度（级）v按国标按国标GB6093-85，量块按制造精度分，量块按制造精度分6级，即级，即00、
17、0、1、2、3和和K级，其中级，其中00级精度最高，级精度最高，3级最低，级最低，K级为级为校准级，主要依据量块长度极限偏差、测量面的平面度、校准级，主要依据量块长度极限偏差、测量面的平面度、粗糙度及量块的研合性等指标来划分的。粗糙度及量块的研合性等指标来划分的。v量块生产企业大都按量块生产企业大都按“级级”向市场销售量块。用量块长度向市场销售量块。用量块长度极限偏差（中心长度与标称长度允许的最大误差）限制极限偏差（中心长度与标称长度允许的最大误差）限制一批相同规格量块的长度变动范围；用量块长度变动量一批相同规格量块的长度变动范围；用量块长度变动量（量块最大长度与最小长度之差）限制每一个量块两
18、测（量块最大长度与最小长度之差）限制每一个量块两测量面间各对应点的长度变动范围。用户则按量块的标称量面间各对应点的长度变动范围。用户则按量块的标称尺寸运用量块。因此，按尺寸运用量块。因此，按“级级”运用量块必定受到量块长运用量块必定受到量块长度制造偏差的影响，将把制造误差带入测量结果。度制造偏差的影响，将把制造误差带入测量结果。量块的精度（等）量块的精度（等）v制造高精度的量块的工艺要求高、成本也高，而制造高精度的量块的工艺要求高、成本也高，而且即使制造成高精度量块，在运用一段时间后，且即使制造成高精度量块，在运用一段时间后，也会因磨损而引起尺寸减小，使其原有的精度级也会因磨损而引起尺寸减小，
19、使其原有的精度级别降低。因此，经过修理或运用一段时间后的量别降低。因此，经过修理或运用一段时间后的量块，要定期送专业部门依据标准对其各项精度指块，要定期送专业部门依据标准对其各项精度指标进行检定，确定符合哪一标进行检定，确定符合哪一“等等”，并在检定证书，并在检定证书中给出的标称尺寸的修正值。中给出的标称尺寸的修正值。v标准规定了量块按其检定精度分为六等，即标准规定了量块按其检定精度分为六等，即1、2、3、4、5、6等，其中等，其中1等精度最高，等精度最高，6等精度最低，等精度最低，“等等”主要依据量块中心长度测量的极限偏差和平主要依据量块中心长度测量的极限偏差和平面平行性允许偏差来划分的。面
20、平行性允许偏差来划分的。量块的量块的“级级”与与“等等”v量量块块的的“级级”和和“等等”是是从从成成批批制制造造和和单单个个检检定定两两种种不不同同的的角角度动身，对其精度进行划分的两种形式。度动身，对其精度进行划分的两种形式。v按按“级级”运运用用时时，以以标标记记在在量量块块上上的的标标称称尺尺寸寸作作为为工工作作尺尺寸寸，该尺寸包含其制造误差。该尺寸包含其制造误差。v按按“等等”运运用用时时，必必需需以以检检定定后后的的实实际际尺尺寸寸作作为为工工作作尺尺寸寸，该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差。v就就同同一一量量块块而而言言
21、，检检定定时时的的测测量量误误差差要要比比制制造造误误差差小小得得多多。所所以以，量量块块按按“等等”运运用用时时其其精精度度比比按按“级级”运运用用要要高高，且且能能在保持量块原有运用精度的基础上延长其运用寿命。在保持量块原有运用精度的基础上延长其运用寿命。量块的选用v量块是定尺寸量具，一个量块只有一个尺寸。为了满足确定范围的不同要求，量块可以利用其测量面的高精度所具有粘合性，将多个量块研合在一起，组合运用。依据标准GB609385规定，我国成套生产的量块共有17中套别，每套的块数分别为91、83、46、12、10、8、6、5、等。表3-4所列为83块组和91块组一套的量块的尺寸系列。v粘合
22、性：测量层表面有一层极薄的油膜，在切向推合力的作用下，由于分子间吸引力，使两量块研合在一起的特性。量块的组合量块的组合v为为了了削削减减量量块块的的组组合合误误差差，应应尽尽量量削削减减量量块块的的组组合合块块数数，一一般般不不超超过过4块块。选选用用量量块块时时，应应从从所所需需组组合合尺尺寸寸的的最最终终一一位位数数起起先先，每每选选一一块块至至少少应应减减去去所所需需尺尺寸寸的的一一位位尾尾数数。例例如如，从从83块块一一套套的的量量块块中中选选取取尺尺寸寸为为36.745mm的的量量块组，选取方法为：块组，选取方法为：36.745 所需尺寸所需尺寸 1.005 第一块量块尺寸第一块量块
23、尺寸 35.74 1.24 .其次块量块尺寸其次块量块尺寸 34.5 4.5 .第三块量块尺寸第三块量块尺寸 30.0 .第四块量块尺寸第四块量块尺寸量块运用的留意事情项量块运用的留意事情项v量块必需在运用有效期内，否则应刚好送专业部门检定。量块必需在运用有效期内，否则应刚好送专业部门检定。v运运用用环环境境良良好好，防防止止各各种种腐腐蚀蚀性性物物质质及及灰灰尘尘对对测测量量面面的的损损伤，影响其粘合性。伤，影响其粘合性。v分清量块的分清量块的“级级”与与“等等”，留意运用规则。，留意运用规则。v所所选选量量块块应应用用航航空空汽汽油油清清洗洗、干干净净软软布布擦擦干干，待待量量块块温温度度
24、与环境温度相同后方可运用。与环境温度相同后方可运用。v轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等状况的发生。轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等状况的发生。v不不得得用用手手干干脆脆接接触触量量块块，以以免免造造成成汗汗液液对对量量块块的的腐腐蚀蚀及及手手温对测量精确度的影响。温对测量精确度的影响。v运运用用完完毕毕，应应用用航航空空汽汽油油清清洗洗所所用用量量块块，并并擦擦干干后后涂涂上上防防锈脂存于干燥处。锈脂存于干燥处。长度的量值传递v量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器），并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的量值精确一样的方式”。v
25、我国长度量值传递系统如图所示，从最高基准谱线向下传递，有两个同等的系统，即端面量具（量块）和刻线量具（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广。量值的传递v量值系统的建立和执行，保证了国家计量行政机关自上而下的对量值进行合理的统一限制。企业要确保产品质量，增加市场竞争力，必需主动实行措施，保证量值的牢靠。因此，在GB/T9000“质量管理和质量保证”系列标准中，对企业的测量设备（器具）提出了“溯源性”的要求，即测量结果必需具有能与国家计量基准或国际计量基准相联系的特性。所用计量器具要获得这一特性，就必需经过具有较高精确度的计量标准的检定，而该计量标准又需受到上一级计量标准的检定，逐级往上溯源
26、，直至国家计量基准或国际计量基准，实现企业的量值在国际范围内的合理的统一。角度的量值传递v角度基准与长度基准有本质的区分。角度的自然基准是客观存在的，不须要建立，因为一个整圆所对应的圆心角是定值（2rad或360）。因此，将整圆随意等分得到的角度的实际大小，可以通过各角度相互比较，利用圆周角的封闭性求出，实现对角度基准的复现。v为了检定和测量须要，仍旧要建立角度度量的基准。测量器具的分类v 是是一一种种具具有有固固定定形形态态、用用以以复复现现或或供供应应一一个个或或多多个个已已知知量量值值的的器器具具。按按用用途途的的不不同同量量具具可可分分为以下几类：为以下几类：v单单值值量量具具 只只能
27、能体体现现一一个个单单一一量量值值的的量量具具。可可来来校校对对和和调调整整其其它它测测量量器器具具或或作作为为标标准准量量与与被测量干脆进行比较。如量块、角度量块等。被测量干脆进行比较。如量块、角度量块等。v多多值值量量具具 可可体体现现一一组组同同类类量量值值的的量量具具。同同样样能能校校对对和和调调整整其其它它测测量量器器具具或或作作为为标标准准量量与与被测量干脆进行比较。如线纹尺、被测量干脆进行比较。如线纹尺、90角尺等。角尺等。测量器具的分类（续）v基基准准量量具具 特特地地用用来来检检验验某某种种特特定定参参数数的的量量具具。常常见见的的有有：检检验验光光滑滑圆圆柱柱孔孔或或轴轴的
28、的光光滑滑极极限限量量规规，推推断断内内螺螺纹纹或或外外螺螺纹纹合合格格性性的的螺螺纹纹量量规规，推推断断困困难难形形态态的的表表面面轮轮廓廓合合格格性性的的检检验验样样板板，用用模模拟拟装装配配通通过过性性来来检检验验装装配配精精度度的的功功能能量规等等。量规等等。v通通用用量量具具 我我国国习习惯惯上上将将结结构构比比较较简简洁洁的的测测量量仪仪器器称称为为通通用用量量具具。如如游游标标卡卡尺尺、外外径径千千分分尺、百分表等。尺、百分表等。测量器具的技术性能指标v量量具具的的标标称称值值 标标注注在在量量具具上上用用以以标标明明其其特特性性或或指指导导其其运运用用的的量量值值。如如标标在在
29、量量块块上上的的尺尺寸寸，标标在在刻刻线线尺尺上上的的尺尺寸寸，标在角度量块上的角度等。标在角度量块上的角度等。v刻刻线线间间距距 测测量量器器具具标标尺尺或或刻刻度度盘盘上上两两相相邻邻刻刻线线中中心心间间的的距距离离。为为便便于于读读数数，一一般般做做成成刻刻线线间间距距为为0.752.5mm的等距离刻线。的等距离刻线。v分分度度值值 测测量量器器具具的的标标尺尺上上，相相邻邻两两刻刻线线所所代代表表的的量量值值之之差差。如如一一外外径径千千分分尺尺的的微微分分筒筒上上相相邻邻两两刻刻线线所所代代表表的的量量值值之之差差为为0.01mm，则则该该测测量量器器具具的的分分度度值值为为0.01
30、mm。分分度度值值是是一一种种测测量量器器具具所所能能干干脆脆读读出出的的最最小小单单位位量量值值，它它反反映映了了读读数数精精度度的的凹凹凸凸，从从一一个个侧侧面面说说明明白白该该测测量量器器具具的的测测量精度凹凸。量精度凹凸。测量器具的技术性能指标（续）v示值 由测量器具所指示的被测量值。v示值范围 由测量器具所显示或指示的最低值到最高值的范围。如机械式比较仪的示值范围为-0.1+0.1mm（或0.1mm），如图所示。v测量范围 在允许不确定度内，测量器具所能测量的被测量值的下限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量范围有025mm、2550mm等，机械式比较仪的测量范围为0180mm，
31、如图所示。v测量力 在接触式测量过程中，测量器具测头与被测量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力太小会影响接触的稳定性。测量器具的技术性能指标（续）v灵敏度 计量器具反映被测几何量微小变更的实力。假如被测参数的变更量为L，引起测量器具示值变更量为x，则灵敏度S=x/L。当分子分母为同一类量时，灵敏度又称放大比K。v灵敏阈 引起测量器具示值可觉察变更的被测量值的最小变更量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。v重复性 在规定的运用条件下，重复用相同的激励，测量仪器赐予出特别相像响应的实力。反映的是测量仪器的工作稳定性。测量器具的技术性能指标（续）v示值误差 测量仪器的示值与被测量
32、的真值之差。示值误差是测量仪器本身各种误差的综合反映。因此，仪器示值范围内的不同工作点，示值误差是不相同的。一般可用适当精度的量块或其它计量标准器，来检定测量器具的示值误差。v回程误差 在相同条件下，被测量值不变，测量器具行程方向不同时，两示值之差的确定值。它是由测量器具中测量系统的间隙、变形和磨擦等缘由引起的。测量方法分类 v1、按按所所测测得得的的量量（参参数数）是是否否为为欲欲测测之之量量分类分类v干干脆脆测测量量 从从测测量量器器具具的的读读数数装装置置上上得得到到欲欲测测之之量量的的数数值值或或对对标标准准值值的的偏偏差差。例例如如用用游游标标卡卡尺尺、外外径径千千分分尺尺测测量量外
33、外圆圆直直径径，用比较仪测量长度尺寸等。用比较仪测量长度尺寸等。v间间接接测测量量 先先测测出出与与欲欲测测之之量量有有确确定定函函数数关关系系的的相相关关量量，然然后后按按相相应应的的函函数数关关系系式式，求得欲测之量的测量结果。求得欲测之量的测量结果。相对法测量举例v例例如如用用“弦弦高高法法”测测量量大大尺尺寸寸圆圆柱柱体体的的直直径径，由由弦弦长长S S与与弦弦高高H H的的测测量量结结果果，可可求求得得直直径径D D的的实际值，如图所示。由图可得实际值，如图所示。由图可得v对上式微分后，得到测量结果的测量误差为对上式微分后，得到测量结果的测量误差为v式中式中 dS dS弦长弦长S S
34、的测量误差的测量误差vdHdH弦高弦高H H的的测测量量误误差。差。测量方法分类（续）v2、按测量结果的读数值不同分类、按测量结果的读数值不同分类v确确定定测测量量 从从测测量量器器具具上上干干脆脆得得到到被被测测参参数数的的整整个个量量值值的的测测量量。例例如如用用游游标标卡卡尺尺测测量量零零件件轴径值。轴径值。v相相对对测测量量 将将被被测测量量和和与与其其量量值值只只有有微微小小差差别别的的同同一一种种已已知知量量（一一般般为为测测量量标标准准量量）相相比比较较，得得到到被被测测量量与与已已知知量量的的相相对对偏偏差差。例例如如比比较较仪仪用用量量块块调调零零后后，测测量量轴轴的的直直径
35、径，比比较较仪仪的的示值就是量块与轴径的量值之差。示值就是量块与轴径的量值之差。测量方法分类（续）v3、按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分类、按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分类v接接触触测测量量 测测量量器器具具的的测测头头与与零零件件被被测测表表面面接接触触后后有有机机械械作作用用力力的的测测量量。如如用用外外径径千千分分尺尺、游游标标卡卡尺尺测测量量零零件件等等。为为了了保保证证接接触触的的牢牢靠靠性性，测测量量力力是是必必要要的的，但但它它可可能能使使测测量量器器具具及及被被测测件件发发生生变变形形而而产产生生测测量量误误差，还可能造成对零件被测表面质量的损坏。差，还可
36、能造成对零件被测表面质量的损坏。v非非接接触触测测量量 测测量量器器具具的的感感应应元元件件与与被被测测零零件件表表面面不不干干脆脆接接触触，因因而而不不存存在在机机械械作作用用的的测测量量力力。属属于于非非接接触触测测量量的的仪仪器器主主要要是是利利用用光光、气气、电电、磁磁等等作作为为感感应应元元件件与与被被测测件件表表面面联联系系。如如干干涉涉显显微微镜镜、磁磁力力测测厚厚仪仪、气动量仪等。气动量仪等。测量方法分类（续）v4、按测量在工艺过程中所起作用分类、按测量在工艺过程中所起作用分类v主主动动测测量量 在在加加工工过过程程中中进进行行的的测测量量。其其测测量量结结果果干干脆脆用用来来
37、限限制制零零件件的的加加工工过过程程，确确定定是是否否接接着着加加工工或或推推断断工工艺艺过过程程是是否否正正常常、是是否否须须要要进进行行调调整整，故故能能刚刚好好防防止止废废品品的的发发生生，所所以以又称为主动测量。又称为主动测量。v被被动动测测量量 加加工工完完成成后后进进行行的的测测量量。其其结结果果仅仅用用于于发发觉觉并并剔剔除除废废品品，所所以以被被动动测测量量又又称称消消极测量。极测量。测量方法分类（续）v5、按零件上同时被测参数的多少分类、按零件上同时被测参数的多少分类v单单项项测测量量 单单独独地地、彼彼此此没没有有联联系系地地测测量量零零件件的的单单项项参参数数。如如分分别
38、别测测量量齿齿轮轮的的齿齿厚厚、齿齿形形、齿齿距距等等。这这种种方方法法一一般般用用于于量量规规的的检检定定、工工序序间间的的测测量量，或或为为了了工工艺分析、调整机床等目的。艺分析、调整机床等目的。v综综合合测测量量 检检测测零零件件几几个个相相关关参参数数的的综综合合效效应应或或综综合合参参数数，从从而而综综合合推推断断零零件件的的合合格格性性。例例如如齿齿轮轮运运动动误误差差的的综综合合测测量量、用用螺螺纹纹量量规规检检验验螺螺纹纹的的作作用用中中径径等等。综综合合测测量量一一般般用用于于终终结结检检验验，其其测测量量效效率率高高，能能有有效效保证互换性，在大批量生产中应用广泛。保证互换
39、性，在大批量生产中应用广泛。测量方法分类（续）v6、按被测工件在测量时所处状态分类、按被测工件在测量时所处状态分类v静静态态测测量量 测测量量时时被被测测件件表表面面与与测测量量器器具具测测头头处处于于静静止止状状态态。例例如如用用外外径径千千分分尺尺测测量量轴轴径径、用齿距仪测量齿轮齿距等。用齿距仪测量齿轮齿距等。v动动态态测测量量 测测量量时时被被测测零零件件表表面面与与测测量量器器具具测测头头处处于于相相对对运运动动状状态态，或或测测量量过过程程是是模模拟拟零零件件在在工工作作或或加加工工时时的的运运动动状状态态，它它能能反反映映生生产产过过程程中中被被测测参参数数的的变变更更过过程程。
40、例例如如用用激激光光比比长长仪仪测测量量精精密密线线纹纹尺尺，用用电电动动轮轮廓廓仪仪测测量量表表面面粗粗糙度等。糙度等。测量方法分类（续）v7、按测量中测量因素是否变更分类、按测量中测量因素是否变更分类v等等精精度度测测量量 在在测测量量过过程程中中，确确定定测测量量精精度度的的全全部部因因素素或或条条件件不不变变。例例如如，由由同同一一个个人人，用用同同一一台台仪仪器器，在在同同样样的的环环境境中中，以以同同样样方方法法，同同样样细细致致地地测测量量同同一一个个量量。在在一一般般状状况况下下，为为了了简简化化测测量量结结果果的的处处理理，大大都都接接受受等等精精度度测测量量。事实上，确定的
41、等精度测量是做不到的。事实上，确定的等精度测量是做不到的。v不不等等精精度度测测量量 在在测测量量过过程程中中，确确定定测测量量精精度度的的全全部部因因素素或或条条件件可可能能完完全全变变更更或或部部分分变变更更。由由于于不不等等精精度度测测量量的的数数据据处处理理比比较较麻麻烦烦，因因此此一一般般用用于于重重要要的的科科研研试试验验中中的的高高精精度测量。度测量。2.2测量误差及数据处理测量误差及数据处理测量误差及其产生得缘由测量误差及其产生得缘由 1.测量误差测量误差测量误差是测量值与真值之差。测量误差是测量值与真值之差。X表示测量结表示测量结果，果，Q表示真值，则表示真值，则x-Q(确定
42、误差确定误差)Qx 相对误差：相对误差：2 测量误差产生的缘由测量误差产生的缘由（1）测量器具误差：）测量器具误差：由测量器具的设计、制造、装配和运用调整的不精确而由测量器具的设计、制造、装配和运用调整的不精确而引起的误差。引起的误差。（2）基准件误差：）基准件误差：作为标注量的基准件本身存在的误差作为标注量的基准件本身存在的误差（3）测量方法误差）测量方法误差（4）环境条件引起的误差）环境条件引起的误差（5）人为误差）人为误差测量误差的分类与处理测量误差的分类与处理测量误差按其性质分为随机误差、系统误差、和粗大测量误差按其性质分为随机误差、系统误差、和粗大误差等。误差等。1、随机误差及评定、
43、随机误差及评定在相同测量条件下，多次测量同一量值时，误差的确在相同测量条件下，多次测量同一量值时，误差的确定值和符号以不行预定的方式变更的误差。定值和符号以不行预定的方式变更的误差。（1）随机误差的分布规律和特性：）随机误差的分布规律和特性：分布规律：正态分布分布规律：正态分布分布特性：分布特性：1）单峰行：确定值小的误差比确定值大的误差出现的）单峰行：确定值小的误差比确定值大的误差出现的概率大。概率大。2）对称行：确定值相等的正负误差出现的概率相等）对称行：确定值相等的正负误差出现的概率相等3）有界行：在确定的测量条件下，随机误差的确定值）有界行：在确定的测量条件下，随机误差的确定值不会超过
44、确定界限。不会超过确定界限。4）抵偿性：随着测量次数的增加，随机误差的算数平）抵偿性：随着测量次数的增加，随机误差的算数平均值趋于均值趋于0（2）随机误差的评定）随机误差的评定y0正态分布曲线正态分布曲线正态分布曲线的数学表达式：正态分布曲线的数学表达式：y：概率密度：概率密度：随机误差：随机误差：标准偏差：标准偏差标准偏差标准偏差和算术平均值和算术平均值 可以通过有限次的等精可以通过有限次的等精度测量试验求出。度测量试验求出。N一般取一般取1020次次由概率轮知，全部随机误差的概率之和为由概率轮知，全部随机误差的概率之和为1则随机误差出现在区间（则随机误差出现在区间（，+）内的概率为：）内的
45、概率为：令令则则于是有：于是有：称为拉普拉斯函数。在仅存在符合正态分布规律的随机误差的前提在仅存在符合正态分布规律的随机误差的前提下，可以认为单次测量结果下，可以认为单次测量结果xi与被测量真值与被测量真值Q（平（平均值）之差不会超过均值）之差不会超过3的概率为的概率为99。73，因此，因此通常把相应于置信概率通常把相应于置信概率99.73的的3作为测量极作为测量极限误差。限误差。用用表示平均值的标准偏差，表示平均值的标准偏差，其数值于测量次数其数值于测量次数n有关有关若以多次测量的算术平均值若以多次测量的算术平均值 表示测量结果，则表示测量结果，则于真值于真值Q之差不过超过之差不过超过2、系
46、统误差及其消退、系统误差及其消退系统误差：在相同测量条件下，多次重复测量同系统误差：在相同测量条件下，多次重复测量同一量值，测量误差的大小和符号保持不便或依据一量值，测量误差的大小和符号保持不便或依据确定规律变更的误差。确定规律变更的误差。定值系统误差定值系统误差 变值系统误差变值系统误差消退和减小系统误差的方法：消退和减小系统误差的方法：1）从产生系统误差的根源消退）从产生系统误差的根源消退2）用加修正值的方法消退）用加修正值的方法消退3）用两次读数法消退）用两次读数法消退4）利用被测量之间的内在联系消退）利用被测量之间的内在联系消退3、粗大误差的剔除：、粗大误差的剔除：3原则原则4、测量精
47、度的分类：、测量精度的分类：（1）精密度）精密度（2）正确度）正确度（3）精确度（精确度）精确度（精确度）测量误差合成测量误差合成 直接测量：直接测量：间接测量：间接测量：1、已定系统误差按代数和法合成。、已定系统误差按代数和法合成。2、对于符合正态分布、彼此独立的随机误差和、对于符合正态分布、彼此独立的随机误差和未定系统误差，按方根法合成。未定系统误差，按方根法合成。当测量值有系统误差时，则函数有测量误差。当测量值有系统误差时，则函数有测量误差。当测量有随机误差时，函数必然也存在随机误差当测量有随机误差时，函数必然也存在随机误差2.3用一般计量器具检测1、尺寸误检的基本概念：、尺寸误检的基本
48、概念：“误废误废”和和“误收误收”2、验收极限与平安裕度、验收极限与平安裕度国家标准规定的验收原则：所用验收方法应只接收国家标准规定的验收原则：所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件。位于规定的极限尺寸之内的工件。验收极限是指检测共建尺寸时推断合格与否的尺寸验收极限是指检测共建尺寸时推断合格与否的尺寸界限。验收极限可以依据下列两种方法：界限。验收极限可以依据下列两种方法：方法一：方法一：验收极限时从图样上标定的最大极限尺寸和最小极限验收极限时从图样上标定的最大极限尺寸和最小极限尺寸分别向公差带内移动一个平安裕度尺寸分别向公差带内移动一个平安裕度A来确定。来确定。上验收极限尺寸最大极限
49、尺寸上验收极限尺寸最大极限尺寸A下验收极限尺寸最小极限尺寸下验收极限尺寸最小极限尺寸A平安裕度平安裕度A由工件公差由工件公差T确定确定生产公差生产公差方法二：方法二：验收极限等于图样上标定的最大极限尺寸和最小极限尺寸，验收极限等于图样上标定的最大极限尺寸和最小极限尺寸，即平安裕度等于即平安裕度等于0精品课件精品课件！精品课件精品课件！3计量器具的选择原则计量器具的选择原则1）、选择的计量器具应于被测工件的外形位置、尺）、选择的计量器具应于被测工件的外形位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应，使所选计量器具的寸的大小及被测参数特性相适应，使所选计量器具的测量范围能满足工件要求。测量范围能满足工件要求。2）、选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选）、选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求，又要计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。符合经济性要求。