【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)量公式： 式中： L：測(cè)量對(duì)象； E：測(cè)量單位。 測(cè)量四要素 ●一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程應(yīng)包含測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法（含測(cè)量器具）和測(cè)量精確度等四個(gè)要素。 (1)測(cè)量對(duì)象： 指幾何量，包括長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度及形位誤差等。 (2)計(jì)量單位： 我國(guó)采用“法定計(jì)量單位制”?；居?jì)量單位為 m。 ● 常用計(jì)量單位為： mm、 181。m。 ● 角度計(jì)量單位有：弧度 (rad)、度 (176。 )、分 (ˊ) 、秒 (″) 。 ● 米 ：指平面電磁波在真空中 1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)行進(jìn)路程的長(zhǎng)度。 q L E?L q E??第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 167。 31 測(cè)量的基本概念 (3)測(cè)量方法： 指測(cè)量時(shí)，所采用的測(cè)量原理，計(jì)量器具和測(cè)量條件的綜合。 (4)測(cè)量精確度： 測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。 注：測(cè)量精確度與工件的制造精度是不同的概念。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 167。 32 尺寸傳遞 尺寸傳遞 使用波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)，雖然可以達(dá)到足夠的精確度，但無(wú)法直接用于生產(chǎn) ，因此，就需要有一個(gè)統(tǒng)一的量值傳遞系統(tǒng)，將米的定義長(zhǎng)度一級(jí)一級(jí)地、準(zhǔn)確地傳遞到生產(chǎn)中所使用的計(jì)量器具上，再用其測(cè)量工件尺寸。 實(shí)體基準(zhǔn)： 就是把光波波長(zhǎng)作為實(shí)物反映出來(lái)的基準(zhǔn)物體。 ●常見(jiàn)的實(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器有 量塊（塊規(guī) )：端面量具； 線紋尺：刻線量具。 ●本節(jié)只討論量塊及其傳遞系統(tǒng)。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 167。 32 尺寸傳遞 量塊及其傳遞系統(tǒng) (1)量塊 ：量塊是沒(méi)有刻度的、形狀為長(zhǎng)方形六面體的端面量具。 在長(zhǎng)度測(cè)量中，用來(lái)體現(xiàn)測(cè)量單位，作為尺寸傳遞媒介的一種實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)。量塊也稱塊規(guī)。 (2)量塊的用途 ● 用于尺寸傳遞； ● 體現(xiàn)測(cè)量單位； ● 檢定和校準(zhǔn)計(jì)量器具； ● 比較測(cè)量中，用于調(diào)整儀器零位； ● 也可直接用于精密測(cè)量、精密劃線和精密機(jī)床的調(diào)整。 (3)量塊的形狀 它是一個(gè)長(zhǎng)方形六面體，其端面尺寸為： ●公稱尺寸小于 10mm： 30 9 ● 公稱尺寸大于 10mm： 35 9 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 (4)標(biāo)稱長(zhǎng)度 (公稱尺寸 )： 兩測(cè)量面之間的距離 。 (5)量塊的材料： ●要求：線膨脹系數(shù)?。恍再|(zhì)穩(wěn)定；耐磨；不易變形。 ●材料：鉻錳鋼等 (6)量塊的精度（級(jí)）： ●量塊按制造精度分 6級(jí)，即 00、 0、 3和 K級(jí)，其中 00級(jí)精度最高， 3級(jí)最低， K級(jí)為校準(zhǔn)級(jí)。 ●分級(jí)根據(jù)： ○量塊長(zhǎng)度極限偏差； ○量塊長(zhǎng)度允許變動(dòng)值； ○測(cè)量面的平面度； ○測(cè)量面的粗糙度； ○量塊的研合性。 (7)量塊的精度（等）： ● 量塊使用一段時(shí)間后，精度會(huì)降低。計(jì)量部門按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其各項(xiàng)精度指標(biāo)進(jìn)行檢定，并在檢定證書中給出標(biāo)稱尺寸的修正值，并按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)量塊按其檢定精度分為六等，即 6等，其中 1等精度最高， 6等精度最低。 ●分等依據(jù)：量塊中心長(zhǎng)度測(cè)量的極限偏差和平面平行性允許偏差。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 (8)量塊的套 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB/T6093－ 2022規(guī)定，我國(guó)成套生產(chǎn)的量塊共有 17中套別，每套的塊數(shù)分別為 9 8 4 1 等。表 34所列為 83塊組和91塊組一套的量塊的尺寸系列。 (9)量塊的粘合性： 測(cè)量層表面有一層極薄的油膜，在切向推合力的作用下，由于分子間吸引力，使兩量塊研合在一起的特性。 (10)量塊的組合： 為了減少量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的組合塊數(shù)，一般不超過(guò) 4塊。選用量塊時(shí)，應(yīng)從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開(kāi)始，每選一塊至少應(yīng)減去所需尺寸的一位尾數(shù)。例如，從 83塊一套的量塊中選取尺寸為 量塊組，選取方法為： ???? 所需尺寸 － ???? 第一塊量塊尺寸 － ???? 第二塊量塊尺寸 － ???? 第三塊量塊尺寸 ???? 第四塊量塊尺寸 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 長(zhǎng)度的量值傳遞 ? 量值傳遞是“將國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量值，通過(guò)檢定（或其它方法）傳遞給下一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（器），并依次逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具上，以保證被測(cè)對(duì)象的量值準(zhǔn)確一致的方式”。 ? 我國(guó)長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖所示。 角度傳遞系統(tǒng) 由于一個(gè)圓周角定義為 360176。 ，具有封閉自檢性，因此角度不需像長(zhǎng)度那樣建立一個(gè)自然基準(zhǔn)；為檢定和測(cè)量需要，仍然要建立角度度量的基準(zhǔn)。過(guò)去常用角度量塊作為基準(zhǔn)，現(xiàn)在出現(xiàn)了多面棱體作為角度基準(zhǔn)。目前生產(chǎn)的多面棱體有 4， 6， 8， 12， 24． 36，72面等。 以多面棱體作為角度基準(zhǔn)的角度傳遞系統(tǒng)如圖所示。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 167。 33 測(cè)量方法與計(jì)量器具的分類 ： (1)標(biāo)準(zhǔn)量具：只有某一個(gè)固定尺寸，通常用來(lái)校對(duì)和調(diào)整其它計(jì)量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)與被測(cè)工件進(jìn)行比較。 (2)極限量規(guī)：沒(méi)有刻度的專用檢驗(yàn)工具，不能得出被檢工件的具體尺寸，但能確定被檢工件是否合格。 (3)檢驗(yàn)夾具：一種專用檢驗(yàn)工具，配合各種比較儀能檢查更多更復(fù)雜參數(shù)。 (4)計(jì)量?jī)x器：將被測(cè)量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察的指示值或等效信息的計(jì)量?jī)x器。 計(jì)量?jī)x器還可分為：游標(biāo)式量?jī)x、微動(dòng)螺旋副式量?jī)x、機(jī)械式量?jī)x、光學(xué)機(jī)械式量?jī)x、氣動(dòng)式量?jī)x、電動(dòng)式量?jī)x、光電式量?jī)x。 ： 按所測(cè)得的量（參數(shù)）是否為欲測(cè)之量分類 ⑴直接測(cè)量 從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上得到欲測(cè)之量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差。 ⑵間接測(cè)量 先測(cè)出與欲測(cè)之量有一定函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量，然后按相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式，求得欲測(cè)之量的測(cè)量結(jié)果。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 按被測(cè)件表面與測(cè)量器具測(cè)頭是否有機(jī)械接觸分類 ⑴接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)頭與零件被測(cè)表面接觸后有機(jī)械作用力的測(cè)量。如用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺測(cè)量零件等。 ⑵非接觸測(cè)量：測(cè)量器具的感應(yīng)元件與被測(cè)零件表面不直接接觸，因而不存在機(jī)械作用的測(cè)量力。 按測(cè)量在工藝過(guò)程中所起作用分類 ⑴主動(dòng)測(cè)量：在加工過(guò)程中進(jìn)行的測(cè)量。 ⑵被動(dòng)測(cè)量：加工完成后進(jìn)行的測(cè)量。 按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少分類 ⑴單項(xiàng)測(cè)量：?jiǎn)为?dú)地、彼此沒(méi)有聯(lián)系地測(cè)量零件的單項(xiàng)參數(shù)。 ⑵綜合測(cè)量：檢測(cè)零件幾個(gè)相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合參數(shù)，從而綜合判斷零件的合格性。 按被測(cè)工件在測(cè)量時(shí)所處狀態(tài)分類 ⑴靜態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)被測(cè)件表面與測(cè)量器具測(cè)頭處于靜止?fàn)顟B(tài)。 ⑵動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)被測(cè)零件表面與測(cè)量器具測(cè)頭處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或測(cè)量過(guò)程是模擬零件在工作或加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它能反映生產(chǎn)過(guò)程中被測(cè)參數(shù)的變化過(guò)程。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 167。 34計(jì)量器具與測(cè)量方法的常用術(shù)語(yǔ) (1)標(biāo)尺間距：刻度尺上兩相鄰刻線中心的距離。 (2)標(biāo)尺 分度值 ：相鄰兩刻線所代表的量值之差。分度值是一種測(cè)量器具所能直接讀出的最小單位量值，它反映了讀數(shù)精度的高低。 (3)標(biāo)尺范圍：兩端標(biāo)尺標(biāo)記之間標(biāo)尺值的范圍。 (4)測(cè)量范圍 ：在允許誤差限內(nèi)計(jì)量器具的被測(cè)量值的范圍。 (5)靈敏度 ：計(jì)量器具對(duì)被測(cè)量變化的反應(yīng)能力。是計(jì)量?jī)x器的響應(yīng)變化除以相應(yīng)的激勵(lì)變化。 (6)穩(wěn)定度：在一定工作條件下，計(jì)量器具保持其計(jì)量特性恒定不變的程度。 (7)鑒別力閾：引起計(jì)量?jī)x器示值可察覺(jué)變化的被測(cè)值的最小變化。 (8)分辨力：計(jì)量器具指示裝置可以有效辨別所指示的緊密相鄰量值的能力的定量表示。 (9)可靠性：計(jì)量器具在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 (10)測(cè)量力：在接觸測(cè)量過(guò)程中，測(cè)頭與被測(cè)物體表面之間接觸的壓力。 (11)量具的標(biāo)稱值：在量具上標(biāo)注的量值。 (12)計(jì)量器具的示值：由計(jì)量器具所指示的量值。 (13)量具的示值誤差：量具的標(biāo)稱值和真值之間的誤差。 (14)計(jì)量?jī)x器的示值誤差：計(jì)量?jī)x器的示值與被測(cè)量的真值之間的差值。 (15)不確定度：由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值的不肯定程度。直接反映測(cè)量結(jié)果的置信度。 (16)允許誤差：技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等對(duì)給定計(jì)量器具所允許的誤差極限。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 167。 35測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 測(cè)量 誤差的基本概念 測(cè)量 誤差 ：測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之差。 測(cè)量 誤差絕對(duì)值的大小決定了測(cè)量的精確度。 相對(duì)誤差 ： 測(cè)量 的絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比： 相對(duì)誤差可用來(lái)比較大小不同的同類量的測(cè)量精確度。 誤差來(lái)源 ：測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人員等方面因素產(chǎn)生。 lL? ??f Ll????第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 誤差的分類 ① 誤差 誤差可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。 系統(tǒng)誤差 ：在規(guī)定條件下，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差。其中絕對(duì)值和符號(hào)不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差，按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差為變值系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差大部分能通過(guò)修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。 隨機(jī)誤差 ：在規(guī)定條件下，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化的誤差。就某一次測(cè)量而言，隨機(jī)誤差的出現(xiàn)無(wú)規(guī)律可循，因而無(wú)法消除。但若進(jìn)行多次等精度重復(fù)測(cè)量，則與其它隨機(jī)事件一樣具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本特性，可以通過(guò)分析，估算出隨機(jī)誤差值的范圍。隨機(jī)誤差主要由溫度波動(dòng)、測(cè)量力變化、測(cè)量器具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不穩(wěn)、視差等各種隨機(jī)因素造成。 粗大誤差 ：明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。如讀數(shù)錯(cuò)誤、溫度的突然大幅度變動(dòng)、記錄錯(cuò)誤等。該誤差可根據(jù)誤差理論，按一定規(guī)則予以剔除。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 ② 精度 是和誤差相對(duì)的概念，指測(cè)量結(jié)果與真值符合的程度。 精密度 ：測(cè)量結(jié)果中的隨機(jī)分散的特性，指在多次測(cè)量中所得到的數(shù)值重復(fù)一致的程度。 正確度 ：測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度，理論上可用修正值來(lái)消除。 精確度 ：測(cè)量的精密和正確程度的綜合反映，說(shuō)明測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。 圖 a表示系統(tǒng)誤差小而隨機(jī)誤差大，即正確度高而精密度低；圖 b表示系統(tǒng)誤差大而隨機(jī)誤差小，正確度低而精密度高；圖 c表示系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差均小，即精確度高。 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 隨機(jī)誤差 測(cè)量數(shù)據(jù)表 第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 頻率直方圖 隨機(jī)誤差正態(tài)分布曲線 隨機(jī)誤差的特性 1）單峰性：絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多； 2）對(duì)稱性：絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)接近相等。 3）有界性：在一定測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定的界限。 4）抵償性：當(dāng)測(cè)量次數(shù)無(wú)窮次時(shí)，正負(fù)誤差的總和趨于零。 正態(tài)分布曲線的數(shù)學(xué)公式： 22212ye??????第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 （評(píng)定隨機(jī)誤差的尺度） 由式 可知 :(1)δ =0時(shí)，正態(tài)分布的概率密度最大； (2)若 說(shuō)明： σ 越小，正態(tài)分布曲線越陡， 隨機(jī)誤差分布越集中，精密度越高。 因此，不存在系統(tǒng)誤差時(shí)，精密度高低可用 σ 來(lái)表示： 正態(tài)分布曲線所包含的面積等于其相應(yīng)區(qū)間 (δ ,+δ )確定的概率： 令 得： 22212ye??????1 2 3 1 m a x 2 m a x 3 m a xy y y? ? ?? ? ? ?， 則 2 2 212 ... nn? ? ?? ? ? ??22212p y d e d?????????????????t ??? 2212tttp e d t?? ??? ?第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 利用正態(tài)分布曲線，可求出隨機(jī)誤差的概率。任何 t=δ /σ 值所對(duì)應(yīng)的積分值均可由概率函數(shù)積分表 [Ф(t)]查出： p=2Ф(t)。 由表中查出 δ 出現(xiàn)在 177。 3σ 范圍內(nèi)的概率為 ﹪ 。故通常以 177。 3σ 為單次測(cè)量的極限誤差： lim 3????第三章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 教案 1 算術(shù)平均值： 最接近真值，