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1、第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第一节第一节 概述概述检测的意义检测的意义精度检测是产品质量保证措施中的重要环节。精度检测是产品质量保证措施中的重要环节。“检测检测”就是判断产品合格性的过程。就是判断产品合格性的过程。检测的方法可以分为两类：检测的方法可以分为两类：定性检验定性检验和和定量测试定量测试。定性检验：只能检验对象合格与否，不能得到其具定性检验：只能检验对象合格与否，不能得到其具体的量值。检验效率高、检验成本低。应用在大批量生体的量值。检验效率高、检验成本低。应用在大批量生产中。产中。定量测试是对被检验对象进行测量得到其实际值并定量测试是对被
2、检验对象进行测量得到其实际值并判断其是否合格的方法。判断其是否合格的方法。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础一、技术测量的概念一、技术测量的概念“测测量量”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，确定其比值的过程确定其比值的过程。L=L=ququ（L L为被测量，为被测量，u u为计量单位，为计量单位，q q为比值）为比值）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。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技
3、术基础测量技术基础测量技术基础被测量被测量被测量是有关几何精度方面的参数量，其基本被测量是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度和角度。对象是长度和角度。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础计量单位计量单位计量单位：是以定量表示同种量的量值而约定采用的计量单位：是以定量表示同种量的量值而约定采用的特定量。特定量。机械工程中常用的长度单位有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常用的角度单位是非国际单位制的单位单位“度度”、“分分”、“秒秒”。在测量过程中，测量单位必须以物质形式来体现：光在测
4、量过程中，测量单位必须以物质形式来体现：光波波长、精密量块、线纹尺、各种圆分度盘等。波波长、精密量块、线纹尺、各种圆分度盘等。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量方法测量方法测量方法：根据一定的测量原理，在实施测量测量方法：根据一定的测量原理，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。测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量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（环境和操作者）的总和。器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技
5、术基础测量精度测量精度测量结果与真值的一致程度。测量结果与真值的一致程度。任何测量都有误差。对于每一个测量值都任何测量都有误差。对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。应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础检测的一般步骤检测的一般步骤确定被检测项目确定被检测项目 认真审阅被测件图纸及有认真审阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术要求，明确需要检测的项目。技术要求，明确需要检测的项目。设计检测方案设计检测方案 根据检测项目的性质、具体根据检测
6、项目的性质、具体要求、结构特点、批量大小、检测设备状况、要求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检测环境及检测人员的能力等多种因素，设计检测环境及检测人员的能力等多种因素，设计一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检测预案。效率的检测预案。选择检测器具选择检测器具 按照规范要求选择适当的检按照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辅助工测器具，设计、制作专用的检测器具和辅助工具，并进行必要的误差分析。具，并进行必要的误差分析。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础检检测测前前准准备备 清清理理检
7、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、被被测测件件及及辅辅助助工工具具，对对检测器具进行调整使之处于正常的工作状态。检测器具进行调整使之处于正常的工作状态。采采集集数数据据 安安装装被被测测件件，按按照照设设计计预预案案采采集集测测量数据并规范地作好原始记录。量数据并规范地作好原始记录。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，获获得得检测结果。检测结果。填填报报检检测测结结果果 将将检检测测结结果果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，并并根根据据技技术术要要求求作作出出合合格性的判定。格性
8、的判定。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础二、尺寸传递二、尺寸传递 在国际单位制及我国法定计量单位中，长度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的基本单位名称是“米米”，其单位符号为，其单位符号为“m”m”。19831983年第年第1717届国际计量大会又更新了米的定届国际计量大会又更新了米的定义，规定：义，规定：“米米”是光在真空中在是光在真空中在1/299792458s1/299792458s的时间间隔内行进路程的长度的时间间隔内行进路程的长度。（一）长度单位与计量基准（一）长度单位与计量基准（二）量值传递（二）量值传递 在制造过程中
9、，光波基准不便普遍应用。在制造过程中，光波基准不便普遍应用。量值传递是量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或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准确一致的方式工作计量器具上，以保证被测对象的量值准确一致的方式”。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础 我国长度量值传我国长度量值传递系统如图所示，从递系统如图所示，从最高基准谱线向下传最高基准谱线向下传递，有两个平等的系递，有两个平等的系统
10、，即端面量具（量统，即端面量具（量块）和刻线量具（线块）和刻线量具（线纹尺）系统。其中尤纹尺）系统。其中尤以以量块传递系统应用量块传递系统应用最广最广。1 1、长度量值传递系统、长度量值传递系统第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础2 2、角度的量值传递、角度的量值传递角度基准与长度基角度基准与长度基准有本质的区别。准有本质的区别。角度的自然基准是角度的自然基准是客观存在的客观存在的，不需，不需要建立，因为要建立，因为一个一个整圆所对应的圆心整圆所对应的圆心角角是定值（是定值（2rad
11、2rad或或360360）。因此，）。因此，将整圆任意等分得将整圆任意等分得到的角度的实际大到的角度的实际大小小，可以通过各角，可以通过各角度相互比较，利用度相互比较，利用圆周角的封闭性求圆周角的封闭性求出，实现对角度基出，实现对角度基准的复现。准的复现。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础三、量块的基本知识三、量块的基本知识量块用量块用铬锰钢等特殊合金钢铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、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
12、成。其形状有其形状有长方体长方体和圆柱体两种，常用的是长方和圆柱体两种，常用的是长方体。体。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（一）量块的作用（一）量块的作用长度尺寸标准的实物载体。长度尺寸标准的实物载体。标准长度。标准长度。（二）量块的构成（二）量块的构成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。量面，其余为非测量面。两测量面之间的距离即为量块两测量面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。的工作长度（标称长度）。公称值刻印在上测量面上；标公称值刻印在上测量面上；标称长度大于称长度大于5.5mm5.5mm的量块，其的量
13、块，其公称长度值刻印在上测量面左公称长度值刻印在上测量面左侧较宽的一个非测量面上。侧较宽的一个非测量面上。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（三）量块的精度（级）（三）量块的精度（级）按国标按国标GB6093-85GB6093-85，量块按制造精度分量块按制造精度分6 6级级，即，即0000、0 0、1 1、2 2、3 3和和K K级，其中级，其中0000级精度最高。级精度最高。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。向市场销售量块。按按“级级”使用量块必然受到
14、量块长度制造偏差使用量块必然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。的影响，将把制造误差带入测量结果。经过维修或使用一段时间后的量块，要定期送专经过维修或使用一段时间后的量块，要定期送专业部门按照标准对其各项精度指标进行检定，确业部门按照标准对其各项精度指标进行检定，确定符合哪一定符合哪一“等等”。标准规定了标准规定了量块按其检定精度分为六等量块按其检定精度分为六等，即，即1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6等，其中等，其中1 1等精度最高。等精度最高。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础量块的量块的“级级”与与“等等”量块的量块的
15、“级级”和和“等等”是从成批制造和单个检定是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。形式。按按“级级”使用使用时，以标记在量块上的标称尺寸作时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸为工作尺寸，该尺寸包含其制造误差包含其制造误差。按按“等等”使用使用时，必须以检定后的实际尺寸作为时，必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸，该尺寸工作尺寸，该尺寸不包含制造误差不包含制造误差，但，但包含了检包含了检定时的测量误差定时的测量误差。量块按量块按“等等”使用时其精度比按使用时其精度比按“级级”使用要高使用要高，且延长其使用寿命。且延
16、长其使用寿命。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（四）量块的选用（四）量块的选用第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础 量块有很好的研合性，所以将量块顺其测量面加压量块有很好的研合性，所以将量块顺其测量面加压推合，就能研合在一起。推合，就能研合在一起。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础量块的组合量块的组合为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过一般不超过4 4块块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后。选用量块时
17、，应从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。例如，从例如，从8383块一套的量块中选取尺寸为块一套的量块中选取尺寸为36.745mm36.745mm的量块的量块组，选取方法为：组，选取方法为：36.745 36.745 所需尺寸所需尺寸 1.005 1.005 第一块量块尺寸第一块量块尺寸 1.24 1.24 第二块量块尺寸第二块量块尺寸 4.5 4.5 第三块量块尺寸第三块量块尺寸 30.0 30.0 第四块量块尺寸第四块量块尺寸 35.7435.7434.534.5第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术
18、基础测量技术基础测量技术基础量块使用的注意事项量块使用的注意事项量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤，影响其粘合性。伤，影响其粘合性。分清量块的分清量块的“级级”与与“等等”，注意使用规则。，注意使用规则。所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度与环境温度相同后方可使用。与环境温度相同后方可使用。轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等
19、情况的发生。不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精确度的影响。温对测量精确度的影响。使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防锈脂存于干燥处。锈脂存于干燥处。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第二节第二节 计量器具和测量方法计量器具和测量方法一、测量器具的分类一、测量器具的分类 计计量量器器具具是是量量具具和和量量仪仪的的总总称称，按按原原理理、结结构构和和用用途分以下四类：途分以下四类：（一一）标标准准量量具具（单单值值量量
20、具具）只只能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被测量直接进行比较。测量直接进行比较。如量块、角度量块等。如量块、角度量块等。（二二）通通用用计计量量器器具具 可可测测量量某某一一范范围围内内的的任任一一尺尺寸寸，并并能获得具体读数值的计量器具。能获得具体读数值的计量器具。如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。如游标卡尺、外径千分尺、百分表等。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三
21、章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（三）专用量具（三）专用量具 专门用来检验某种特定参数的专门用来检验某种特定参数的量具。量具。常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极限量规。限量规。（四）检验夹具（测量装置）（四）检验夹具（测量装置）为确定被测量值所为确定被测量值所必须的一台或若干台测量仪器（或量具）连同必须的一台或若干台测量仪器（或量具）连同有关的辅助设备所构成的系统。有关的辅助设备所构成的系统。如国家长度基准复现装置、产品自动分检如国家长度基准复现装置、产品自
22、动分检装置等。装置等。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础 二、计量器具的技术性能指标二、计量器具的技术性能指标量具的量具的标称值标称值 ：标注在量具上用以标明其特性或指导标注在量具上用以标明其特性或指导其使用的量值。其使用的量值。如标在量块上的尺寸，标在刻线尺上的尺寸，标在角如标在量块上的尺寸，标在刻线尺上的尺寸，标在角度量块上的角度等。度量块上的角度等。刻线间距刻线间距:测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间的距离。的距离。一般为一般为0.7
23、50.752.5mm2.5mm的等距离刻线。的等距离刻线。分度值分度值:测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值之差。之差。它反映了读数精度的高低。它反映了读数精度的高低。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础示值示值:由测量器具所指示的被测量值。由测量器具所指示的被测量值。示值范围示值范围:由测量器具所显示或指示的最低值到最高值由测量器具所显示或指示的最低值到最高值的范围。的范围。如机械式比较仪的示值范围为如机械式比较仪的示值范围为-0.1-0.1+0.1mm+0.1mm（或或0.1mm0.1mm）。）。测量范围测量
24、范围:在允许不确定度内，测量器具所能测量的被在允许不确定度内，测量器具所能测量的被测量值的下限值至上限值的范围。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例如，外径千分尺的测量范围有0 025mm25mm、252550mm50mm等。等。测量力测量力:在接触式测量过程中，测量器具测头与被测量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。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。触的稳定性。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础灵敏度灵敏度:计量器具反映被测几何
25、量微小变化的能力。计量器具反映被测几何量微小变化的能力。如果被测参数的变化量为如果被测参数的变化量为LL，引起测量器具示值变引起测量器具示值变化量为化量为xx，则灵敏度则灵敏度S=x/LS=x/L。当分子分母为同一类当分子分母为同一类量时，灵敏度又称放大比量时，灵敏度又称放大比K K。灵敏阈灵敏阈:引起测量器具示值可觉察变化的被测量值的最引起测量器具示值可觉察变化的被测量值的最小变化量。小变化量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。重复性重复性:在规定的使用条件下，重复用相同的激励，测在规定的使用条件下，重复用相同的激励，测量仪器给予出非常相似响应的
26、能力。量仪器给予出非常相似响应的能力。反映了测量仪器的工作稳定性。反映了测量仪器的工作稳定性。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础示值误差示值误差:测量仪器的示值与被测量的真值之差。测量仪器的示值与被测量的真值之差。一一般般可可用用适适当当精精度度的的量量块块或或其其它它计计量量标标准准器器，来来检定测量器具的示值误差。检定测量器具的示值误差。回回程程误误差差:在在相相同同条条件件下下，被被测测量量值值不不变变，测测量量器器具具行程方向不同时，两示值之差的绝对值。行程方向不同时，两示值之差的绝对值。它它是是由由测测量量器器具具中中测测量量系系统统的的间间隙
27、隙、变变形形和和磨磨擦擦等原因引起的。等原因引起的。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础三、测量方法分类三、测量方法分类 （一）按所测得的量（参数）是否为欲测之量分类（一）按所测得的量（参数）是否为欲测之量分类直直接接测测量量 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量的数值或对标准值的偏差。之量的数值或对标准值的偏差。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。间接测量间接测量 先测出与欲测之量有一定函数关系先测出与欲测之量有一定函数关系的相关量，然后按
28、相应的函数关系式，求得欲测的相关量，然后按相应的函数关系式，求得欲测之量的测量结果。之量的测量结果。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础间接测量举例间接测量举例例例如如用用“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。由图可得第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（二）按测量结果的读数值不同分类（二）按测量结果的读数值不同分类绝绝对对测测量量 从从测测量量器器具具上上直直接接
29、得得到到被被测测参参数数的整个量值的测量。的整个量值的测量。例如用游标卡尺测量零件轴径值。例如用游标卡尺测量零件轴径值。相对测量相对测量 将被测量和与其量值只有微小差将被测量和与其量值只有微小差别的同一种已知量（一般为测量标准量）相比别的同一种已知量（一般为测量标准量）相比较，得到被测量与已知量的相对偏差。较，得到被测量与已知量的相对偏差。例如比较仪用量块调零后，测量轴的直径，例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。比较仪的示值就是量块与轴径的量值之差。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技
30、术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（三三）按按被被测测件件表表面面与与测测量量器器具具测测头头是是否否有有机机械械接接触分类触分类接接触触测测量量 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后有机械作用力的测量。触后有机械作用力的测量。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。测测量力要控制适当。量力要控制适当。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面不直接接触。表面不直接接触。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
31、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、气气动动量量仪仪等等。不不存存在在机机械作用的测量力械作用的测量力第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（四）按测量在工艺过程中所起作用分类（四）按测量在工艺过程中所起作用分类主动测量主动测量 在加工过程中进行的测量。在加工过程中进行的测量。边边加加工工边边测测量量，能能及及时时防防止止废废品品的的发发生生，又称为积极测量。又称为积极测量。被动测量被动测量 加工完成后进行的测量。加工完成后进行的测量。仅用于发现并剔除废品，又称消极测量。仅用于发现并剔除废品，又称消极测量。第三章第三章第三章
32、第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（五）按零件上同时被测参数的多少分类（五）按零件上同时被测参数的多少分类单单项项测测量量 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、工工序序间的测量，或为了工艺分析、调整机床等目的。间的测量，或为了工艺分析、调整机床等目的。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，从从而而综综合合判判断断零零件件的的合合格格性性。例例如如齿齿
33、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，能能有有效效保保证证互互换换性性，在在大批量生产中应用广泛。大批量生产中应用广泛。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（六）按被测工件在测量时所处状态分类（六）按被测工件在测量时所处状态分类静静态态测测量量 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处于静止状态。头处于静止状态。例例如如用用外外径径千千分分尺尺测测量量轴轴径径、用用齿齿距距仪仪测测量齿轮齿距等。量
34、齿轮齿距等。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头处于相对运动状态。测头处于相对运动状态。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，用用电电动轮廓仪测量表面粗糙度等。动轮廓仪测量表面粗糙度等。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（七）按测量中测量因素是否变化分类（七）按测量中测量因素是否变化分类等等精精度度测测量量 在在测测量量过过程程中中，决决定定测测量量精精度度的的全部因素或条件不变。全部因素或条件不变。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
35、以同同样样方方法法，同同样样仔仔细细地地测测量量同同一一个个量。量。不等精度测量不等精度测量 在测量过程中，决定测量精度在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件可能完全改变或部分改变。的全部因素或条件可能完全改变或部分改变。由于不等精度测量的数据处理比较麻烦，因由于不等精度测量的数据处理比较麻烦，因此一般用于重要的科研实验中的高精度测量。此一般用于重要的科研实验中的高精度测量。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三节第三节 测量误差及数据处理测量误差及数据处理一、测量误差的基本概念一、测量误差的基本概念测量误差的概念测量误差的概念 定义：是指测量值定义
36、：是指测量值与真值与真值L L之差。之差。=-L=-L 1 1）绝对误差（）绝对误差（）：）：L=L=注意：只有在被测尺寸相同的情况下，用绝对误差的大小可以注意：只有在被测尺寸相同的情况下，用绝对误差的大小可以表示测量精确度的高低。表示测量精确度的高低。2 2）相对误差（）相对误差（rr ）：）：rr=/二、测量误差产生的原因二、测量误差产生的原因 测量器具的误差；方法误差；人员误差等。测量器具的误差；方法误差；人员误差等。三、测量误差分类及处理三、测量误差分类及处理 随机误差、系统误差、粗大误差。随机误差、系统误差、粗大误差。第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量
37、技术基础误差误差系统误差系统误差:在同一条件下，多次测量同一量值时，在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持恒定或按一定规律变化误差的绝对值和符号保持恒定或按一定规律变化的误差的误差(处理方式处理方式：修正系统误差：修正系统误差)随机误差随机误差:在同一条件下，多次测量同一量值时，在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差（误差（处理方式处理方式：计算随机误差的分布范围）：计算随机误差的分布范围）粗大误差粗大误差:超出在规定条件下预计的误差（超出在规定条件下预计的误差（处理方处理方式式：发现和剔除粗
38、大误差）：发现和剔除粗大误差）第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础精度精度精密度精密度:表示测量结果中随机误差的影响程度表示测量结果中随机误差的影响程度正确度正确度:表示测量结果中系统误差的影响程度表示测量结果中系统误差的影响程度精确度精确度(准确度准确度):):表示测量结果中随机误差和系统误差综表示测量结果中随机误差和系统误差综合的影响程度合的影响程度第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础随机误差随机误差 特点特点对称性对称性 绝对值相等的正误差和负误差出现的次数大致相等绝对值相等的正误差和负误差出现的次数大致相等单峰
39、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绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多有界性有界性 在一定的条件下，误差的绝对值不会超过一定的限度在一定的条件下，误差的绝对值不会超过一定的限度抵偿性抵偿性 当测量次数当测量次数n n增大时，算术平均值愈趋近于真值增大时，算术平均值愈趋近于真值 评定随机误差的尺度评定随机误差的尺度标准偏差标准偏差概率论原理概率论原理 正态分布曲线正态分布曲线不存在系统误差时，测量方法不存在系统误差时，测量方法精密度的高低可用标准偏差精密度的高低可用标准偏差的大小来表示的大小来表示（一）（一）随机误差随机误差（偶然误差）（偶然误差）第三章第三章第三章第三章
40、 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础极限误差取为单次测量标准偏差的极限误差取为单次测量标准偏差的3 3倍倍，或称谓概率为，或称谓概率为99.73%99.73%的随机不确定度，的随机不确定度，即随机误差绝对值不会超过的限度即随机误差绝对值不会超过的限度算术平均值算术平均值当测量次数当测量次数n n增大时，算术平均值愈趋近于真值增大时，算术平均值愈趋近于真值用用算术平均值作为最后测量结果算术平均值作为最后测量结果比用其它任一测量值作为测量结果更可靠比用其它任一测量值作为测量结果更可靠第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础由残余误差求标准偏差由残余误
41、差求标准偏差测量结果及随机误差的表示测量结果及随机误差的表示算术平均值的标准偏差算术平均值的标准偏差第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（二）（二）系统误差系统误差 定义：多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持不变，定义：多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或按一定的规律变化的误差，称系统误差。或按一定的规律变化的误差，称系统误差。判断系统误差的残余误差观察法判断系统误差的残余误差观察法不存在系统误差：系列残余误差大体正负相同，无显著变化规律不存在系统误差：系列残余误差大体正负相同，无显著变化规律存在线性系统误差：系列残余误差有规律地递增或
42、递减存在线性系统误差：系列残余误差有规律地递增或递减存在周期性系统误差：系列残余误差有规律地逐渐由负变正或由正变负存在周期性系统误差：系列残余误差有规律地逐渐由负变正或由正变负该方法不能发现定值系统误差该方法不能发现定值系统误差第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础（三）（三）粗大误差粗大误差 定义：超出规定条件下预期的误差。定义：超出规定条件下预期的误差。33特点：数值大，对测量结果有明显的歪曲，应予以剔除。特点：数值大，对测量结果有明显的歪曲，应予以剔除。判断粗大误差判断粗大误差 拉依达准则（拉依达准则（33准则，服从正态分布的误差且重复测量准则，服从正态分布的误差且重复测量次数较多）次数较多）第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第三章第三章第三章第三章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础