【正文】 由于糧食計(jì)量屬于測量，對于 A級測量，查表得 ，那么 取 可滿足計(jì)量要求。相比之下，對監(jiān)控過程的測量精度要求應(yīng)該比參數(shù)檢驗(yàn)更高。即 N)( ? PPd ???? 3 ?以 ， 及 代入，得測量力變動(dòng)引起的局部誤差為 NP 2? mmd 10? NP ??? mms ??? 33 ???????????將上述各項(xiàng)未定系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合，得光學(xué)計(jì)最大誤差（相當(dāng)于包含因子為3時(shí)的展伸不確定度）為 mmssseeee?? 22222223222124232221????????????????????? 儀(三 )測量誤差 光學(xué)計(jì)為的比較測量儀，故標(biāo)準(zhǔn)件量塊的誤差將影響測量結(jié)果。運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)器（如量塊）以比較法實(shí)現(xiàn)測量，適用于對五等量塊、量棒、鋼球、線形及平行平面狀精密量具和零件的外型尺寸作精密測量。 圖 2—25 帶擾動(dòng)補(bǔ)償器系統(tǒng) 第四節(jié) 儀器誤差的綜合 在儀器設(shè)計(jì)、制造、測試驗(yàn)收的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行精度評估，就離不開儀器誤差的綜合。常用 代數(shù)多項(xiàng)式或樣條函數(shù) ，結(jié)合最小二乘原理來逼近儀器的實(shí)際特性。 ? wmE? ?coswm?3．源誤差既不能折算成瞬時(shí)臂誤差，其方向又不與作用線一致時(shí) 在這種情況下，很難用一個(gè)通式來計(jì)算作用誤差，只能根據(jù) 源誤差與作用誤差之間的幾何關(guān)系，運(yùn)用幾何法，將源誤差折算到作用線上。 誤差獨(dú)立作用原理： 除儀器輸入以外，另有影響儀器輸出的因素 ，假設(shè)某一因素的變動(dòng)（源誤差） 使儀器產(chǎn)生一個(gè)附加輸出，稱為局部誤差。 0 t t1 t2 ?f ?fh 圖 2—13 實(shí)際的磨損過程 （五） 間隙與空程 配合零件之間存在間隙，造成空程，影響精度。 測桿 鐵芯 線圈 銜鐵 工件 ?由于 滾動(dòng)體的形狀誤差 使?jié)L動(dòng)軸系在回轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生徑向和軸向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差。具體情況有： 一、原理誤差 （一） 線性化 ： 將儀器的實(shí)際非線性特性近似地視為線性，采用線性的技術(shù)處理措施來處理非線性的儀器特性，由此而引起原理誤差 。 二、精度 圖 2—1 儀器精度 三、儀器的靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性 （一）儀器的靜態(tài)特性與線性度 示值范圍 A )( xfy ?xyo xky 00 ?max)(x?靜態(tài)特性 :當(dāng)輸入量不隨時(shí)間變化或變化十分緩慢時(shí)，輸出與輸入量之間的關(guān)系 )( xfy ? xky 00 ?線性靜態(tài)特性 ： 希望儀器的輸入與輸出為一種規(guī)定的線性關(guān)系 xkxfx 0)() ???非線性誤差 ： 儀器實(shí)際特性與規(guī)定特性不符 線性度 ： 最大偏差 與標(biāo)準(zhǔn)輸出 范圍 A的百分比 %100) m ax ??? Axmax)(x線性度 （二）儀器的動(dòng)態(tài)特性與精度指標(biāo) 1．儀器的動(dòng)態(tài)特性 當(dāng)輸入信號是瞬態(tài)值或隨時(shí)間的變化值時(shí)，儀器的輸出信號 (響應(yīng) )與輸入信號 (激勵(lì) )之間的關(guān)系稱為儀器動(dòng)態(tài)特性 。 xbdtdxbdtxdbdtxdbyadtdyadtydadtydammmmmmnnnnnn0111101111????????????????? 在動(dòng)態(tài)儀器中，必須考慮彈性、慣性和阻尼對儀器特性的影響，儀器輸出信號不僅與輸入信號有關(guān)，而且還與輸入信號變化的速度、加速度等有關(guān)。 ?激光掃描測徑儀 1—激光器 3—反射鏡 4—透鏡 5—多面棱鏡 6—透鏡 7—被測工件 8—透鏡 9—光電二極管 ?激光掃描光束在距透鏡光軸為 177。 x?y?測桿與導(dǎo)套的配合間隙 使測桿傾斜，引起測桿頂部的位置誤差。 ?在 滑動(dòng)軸系 中， 軸與套之間的間隙 制約著軸系的回轉(zhuǎn)精度的提高； ?在 開環(huán)伺服定位系統(tǒng) 中，通常以蝸輪蝸桿或精密絲杠驅(qū)動(dòng)工作臺作直線位移或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 蝸輪與蝸桿之間的齒側(cè)間隙或絲杠與螺母之間的配合間隙 直接引起工作臺的定位誤差。 ),2,1( niq i ??iq? iii qPQ ???局部誤差 影響系數(shù) 源誤差 影響系數(shù)是儀器結(jié)構(gòu)和特征參數(shù)的函數(shù)；一個(gè)源誤差只產(chǎn)生一個(gè)局部誤差，而與其它源誤差無關(guān)；儀器總誤差是局部誤差的綜合。 圖 2—19 齒輪傳動(dòng) 2)cos1( 2?? ssF ????例 26 測桿與導(dǎo)套之間的配合間隙所引起的作用誤差 測桿與導(dǎo)套為摩擦傳動(dòng)作用副，專用線為導(dǎo)套中心先，由于兩著之間存在間隙 ?使測桿傾斜 ，引起的作用誤差可按幾何關(guān)系折算為 h??? 大體上可以按照上面所述三種情況來計(jì)算一對運(yùn)動(dòng)副作用誤差。 ?代數(shù)多項(xiàng)式逼近法 數(shù)學(xué)上已經(jīng)證明，閉區(qū)間上的任意確定性連續(xù)函數(shù)可以用多項(xiàng)式在該區(qū)間內(nèi)以所要求的任意精度來逼近。由于儀器源誤差很多、性質(zhì)又各不相同，因此儀器誤差綜合方法也各不相同。其技術(shù)參數(shù)為： ?被測件最大長度（測量范圍）： 180mm ?示值范圍： ?顯示分辨率： ?測量力： ?示值變動(dòng)性為： ???m? N)( ? m??圖 2—26 數(shù)字顯示式立式光學(xué)計(jì) a 1 2 3 4 6 5 7 8 9 s 一、 數(shù)字立式光學(xué)計(jì)原理與結(jié)構(gòu) 圖 2—27 數(shù)字式立式光學(xué)計(jì)原理圖 1—光源 2—聚光鏡 3—標(biāo)尺光柵 4—光電元件 5－指示光柵 6－立方棱鏡 7－準(zhǔn)直物鏡 8－平面反射鏡 9—測桿 將量桿 9的微小位移 s 放大轉(zhuǎn)換成標(biāo)尺光柵刻線像在物鏡焦平面上的位移；儀器物鏡焦距 ，反射鏡擺動(dòng)臂長 ，根據(jù)光學(xué)杠桿原理，光學(xué)放大比 ，即標(biāo)尺光柵刻線像的位移量是測桿位移量的 。若選用的量塊為四等，檢定誤差為 ， 為量塊中心長度。 T TUc ??參數(shù)測量 要求測定被測參數(shù)的具體量值，要求測量結(jié)果的總不確定度 小于等于所允許的測量誤差 。 %? %??? 允 2~ )%~()2~(3%321 ??????cpMU 允% ??U 二、誤差分配方法 1)分配過程 ：先算出原理性的系統(tǒng)誤差，再依據(jù)誤差分析的結(jié)果找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的可能的環(huán)節(jié)（即系統(tǒng)性源誤差）。 根據(jù)國際慣例，港口散裝糧食計(jì)量誤差范圍為 ，超出要予以索賠，因而被測對象的測量誤差 。因此，無論是人工監(jiān)測控制，還是自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，就其本質(zhì)而言，都與檢驗(yàn)是類似的，是通過測量將被測參數(shù)控制在某個(gè)事先規(guī)定的范圍 內(nèi)，所不同的是監(jiān)控是在生產(chǎn)過程中進(jìn)行，檢測結(jié)果要干預(yù)生產(chǎn)過程，以排除不正常的生產(chǎn)狀態(tài)，屬于主動(dòng)測量。若測量是屬于球形測頭測量平面被測件，且材料都是鋼，則壓陷量可按以下公式計(jì)算。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是用數(shù)字顯示取代傳統(tǒng)立式光學(xué)計(jì)的目鏡讀數(shù)系統(tǒng) 。對于一些不能分析計(jì)算而又難以估計(jì)的誤差，通常采用實(shí)驗(yàn)測試或仿真實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行估計(jì)。 四、數(shù)學(xué)逼近法 評定儀器實(shí)際輸出與輸入關(guān)系方法：測量（標(biāo)定或校準(zhǔn)）－－測出在一些離散點(diǎn)上儀器輸出與輸入關(guān)系的對應(yīng)值，應(yīng)用數(shù)值逼近理論，依據(jù)儀器特性離散標(biāo)定數(shù)據(jù)，以一些特定的函數(shù)（曲線或公式）去逼近儀器特性，并以此作為儀器實(shí)際特性，再將其與儀器理想特性比較即可求得儀器誤差中的系統(tǒng)誤差分量。 1o2o?Fl l 分度圓 基圓 ?FF ??例 25 漸開線齒輪傳動(dòng)作用誤差 齒輪運(yùn)動(dòng)副的作用線就是 齒輪的嚙合線 ，若存在齒廓總偏差 ，由于其方向與齒輪嚙合線方向一致，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)過一個(gè)齒時(shí)，作用誤差為 ?F當(dāng)超過一個(gè)齒時(shí)，作用誤差為 ?? FEF wm ??? cos 為漸開線齒形壓力角， 為齒距累積偏差， 為齒距累積偏差在齒輪嚙合線上投影。如果滿足，則表明精度設(shè)計(jì)成功；否則，對精度分配方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整或改變設(shè)計(jì)方案或結(jié)構(gòu)后，重新進(jìn)行精度綜合。由于零件加工表面存在著 微觀不平度，在運(yùn)行開始時(shí)，配合面僅有少數(shù)頂峰接觸，因而使局部單位面積的比壓增大，頂峰很快被磨平，從而迅速擴(kuò)大了接觸面積，磨損的速度隨之減慢。 ?差動(dòng)電感測微儀中差動(dòng)線圈繞制松緊程度不同 ，引起零位漂移和正、反向特性不一致。它只與儀器的設(shè)計(jì)有 關(guān)，而與制造和使用無關(guān)。表征測量結(jié)果與真值之間的一致程度。由于儀器的基本功能在于輸出不失真地再現(xiàn)輸入，因此用線性定常系數(shù)微分方程來描述儀器的動(dòng)態(tài)特性 。 y 的位置與多面棱體旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系： )4tan()2tan( tnftfy ?? ???在與光軸垂直方向上的掃描線速度為 ])(1[4)]4(tan1[4)4(sec42220fynfntnfntnfdtdyv????????????填充脈沖頻率為 M＝，則脈沖當(dāng)量： 脈沖/ 6 3 mmMvq ?? ????設(shè)計(jì)中近似地認(rèn)為在與光軸垂直方向上激光光束的掃描線速度是均勻的 秒秒轉(zhuǎn)//50mvnmmf???fnfv ?? 42 ?? ?引起的原理誤差 30030000)2(32)2(3122)2arct an(2fdfdfdfdffdfddd????????????????????儀器指示的被測直經(jīng) )2arct an(240fdffnTqMTqNd???????? ??在 T 時(shí)間段內(nèi)所計(jì)脈沖數(shù) ????? TMTN?設(shè)實(shí)際測量鋼絲直經(jīng)為 d0，所用時(shí)間 ? ?)2arct an(21)/(14121202/0 22/0000fdndyfyfndyvTdd?????? ??可見 ： 將測量空間中非線性的掃描速度視為線性，采用均勻的（線性的、固定的）填充脈沖頻率，造成線性信號處理方式與非線性掃描特性之間矛盾，其是產(chǎn)生原理誤差的根本原因。 ?x?y測桿 導(dǎo)套 三、運(yùn)行誤差 儀器在 使用過程中所產(chǎn)生 的誤差。 ?彈性變形 在許多情況下，會引起 彈性空程 ，同樣會影響精度。 例 21 激光干涉測長儀的誤差分析與計(jì)算 當(dāng)干涉儀處于起始位置，其初始光程差為 ，對應(yīng)的干涉條紋數(shù)為 )(2 cm LL ? 01)(2? cmLLnK ??當(dāng)反射鏡 M2移動(dòng)到 M2?位置時(shí)，設(shè)被測長度為 L，那么，此時(shí)的干涉條紋數(shù)為 0012)(22?? cmLLnnLKKK ?????一、微分法 設(shè) 儀器的作用方程為 ，其中 為儀器各特性參數(shù)， 為儀器輸出。通常，能轉(zhuǎn)換成瞬時(shí)臂誤差的源誤差多發(fā)生在轉(zhuǎn)動(dòng)件上；而既不能換成瞬時(shí)臂誤差，其方向又不與作用線方向一致的源誤差多發(fā)生在平動(dòng)件上。據(jù)此，儀器的輸出與輸入關(guān)系能夠用一個(gè)連續(xù)多項(xiàng)式函數(shù)來描述，擬合模型為 mm xaxaxaaxfy ?????? ?22100 )( 為待定系數(shù)， 和 為儀器輸入和輸出， m為多項(xiàng)式次數(shù)。根據(jù)儀器誤差性質(zhì)的不同，儀器誤差可按下述方法綜合。 當(dāng)標(biāo)尺光柵刻線像移動(dòng)一個(gè)柵距 時(shí) ，光電信號變換一個(gè)周期，此時(shí)對應(yīng)量桿位移 ，電路上實(shí)現(xiàn) 8倍細(xì)分，那么，儀器分辨率達(dá)到 。使用過程中，所選的量塊一般塊數(shù)不會超過 5塊，只有一塊尺寸大于 ,其余四塊因其尺寸小于 ，故其檢定誤差可認(rèn)為等于 。 允? cU 檢測能力指數(shù)用以衡量檢測能力的狀況，定義為 pcM