【文章內(nèi)容簡介】 測量公式： 式中： L：測量對象； E：測量單位。 測量四要素 ●一個完整的測量過程應包含測量對象、計量單位、測量方法（含測量器具）和測量精確度等四個要素。 (1)測量對象： 指幾何量，包括長度、角度、表面粗糙度及形位誤差等。 (2)計量單位： 我國采用“法定計量單位制”。基本計量單位為 m。 ● 常用計量單位為： mm、 181。m。 ● 角度計量單位有：弧度 (rad)、度 (176。 )、分 (ˊ) 、秒 (″) 。 ● 米 ：指平面電磁波在真空中 1/299792458s的時間間隔內(nèi)行進路程的長度。 q L E?L q E??第三章 長度測量基礎 教案 1 167。 31 測量的基本概念 (3)測量方法： 指測量時，所采用的測量原理，計量器具和測量條件的綜合。 (4)測量精確度： 測量結(jié)果與真值的一致程度。 注：測量精確度與工件的制造精度是不同的概念。 第三章 長度測量基礎 教案 1 167。 32 尺寸傳遞 尺寸傳遞 使用波長作為長度基準，雖然可以達到足夠的精確度，但無法直接用于生產(chǎn) ，因此，就需要有一個統(tǒng)一的量值傳遞系統(tǒng)，將米的定義長度一級一級地、準確地傳遞到生產(chǎn)中所使用的計量器具上，再用其測量工件尺寸。 實體基準： 就是把光波波長作為實物反映出來的基準物體。 ●常見的實物計量標準器有 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 長度測量基礎 教案 1 167。 32 尺寸傳遞 量塊及其傳遞系統(tǒng) (1)量塊 ：量塊是沒有刻度的、形狀為長方形六面體的端面量具。 在長度測量中，用來體現(xiàn)測量單位，作為尺寸傳遞媒介的一種實物標準。量塊也稱塊規(guī)。 (2)量塊的用途 ● 用于尺寸傳遞； ● 體現(xiàn)測量單位； ● 檢定和校準計量器具； ● 比較測量中，用于調(diào)整儀器零位； ● 也可直接用于精密測量、精密劃線和精密機床的調(diào)整。 (3)量塊的形狀 它是一個長方形六面體，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 長度測量基礎 教案 1 (4)標稱長度 (公稱尺寸 )： 兩測量面之間的距離 。 (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）： ●量塊按制造精度分 6級，即 00、 0、 3和 K級，其中 00級精度最高， 3級最低， K級為校準級。 ●分級根據(jù)： ○量塊長度極限偏差； ○量塊長度允許變動值； ○測量面的平面度； ○測量面的粗糙度； ○量塊的研合性。 (7)量塊的精度（等）： ● 量塊使用一段時間后，精度會降低。計量部門按照標準對其各項精度指標進行檢定，并在檢定證書中給出標稱尺寸的修正值，并按標準規(guī)定，對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)：量塊中心長度測量的極限偏差和平面平行性允許偏差。 第三章 長度測量基礎 教案 1 (8)量塊的套 根據(jù)標準 GB/T6093－ 2022規(guī)定，我國成套生產(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，應盡量減少量塊的組合塊數(shù)，一般不超過 4塊。選用量塊時，應從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，每選一塊至少應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 長度測量基礎 教案 1 長度的量值傳遞 ? 量值傳遞是“將國家計量基準所復現(xiàn)的計量值，通過檢定（或其它方法）傳遞給下一等級的計量標準（器），并依次逐級傳遞到工作計量器具上，以保證被測對象的量值準確一致的方式”。 ? 我國長度量值傳遞系統(tǒng)如圖所示。 角度傳遞系統(tǒng) 由于一個圓周角定義為 360176。 ，具有封閉自檢性，因此角度不需像長度那樣建立一個自然基準；為檢定和測量需要，仍然要建立角度度量的基準。過去常用角度量塊作為基準，現(xiàn)在出現(xiàn)了多面棱體作為角度基準。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的角度傳遞系統(tǒng)如圖所示。 第三章 長度測量基礎 教案 1 167。 33 測量方法與計量器具的分類 ： (1)標準量具：只有某一個固定尺寸，通常用來校對和調(diào)整其它計量器具或作為標準用來與被測工件進行比較。 (2)極限量規(guī)：沒有刻度的專用檢驗工具，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)檢驗夾具：一種專用檢驗工具，配合各種比較儀能檢查更多更復雜參數(shù)。 (4)計量儀器：將被測量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察的指示值或等效信息的計量儀器。 計量儀器還可分為：游標式量儀、微動螺旋副式量儀、機械式量儀、光學機械式量儀、氣動式量儀、電動式量儀、光電式量儀。 ： 按所測得的量（參數(shù)）是否為欲測之量分類 ⑴直接測量 從測量器具的讀數(shù)裝置上得到欲測之量的數(shù)值或?qū)藴手档钠睢? ⑵間接測量 先測出與欲測之量有一定函數(shù)關系的相關量，然后按相應的函數(shù)關系式，求得欲測之量的測量結(jié)果。 第三章 長度測量基礎 教案 1 按被測件表面與測量器具測頭是否有機械接觸分類 ⑴接觸測量：測量器具的測頭與零件被測表面接觸后有機械作用力的測量。如用外徑千分尺、游標卡尺測量零件等。 ⑵非接觸測量：測量器具的感應元件與被測零件表面不直接接觸，因而不存在機械作用的測量力。 按測量在工藝過程中所起作用分類 ⑴主動測量：在加工過程中進行的測量。 ⑵被動測量：加工完成后進行的測量。 按零件上同時被測參數(shù)的多少分類 ⑴單項測量：單獨地、彼此沒有聯(lián)系地測量零件的單項參數(shù)。 ⑵綜合測量：檢測零件幾個相關參數(shù)的綜合效應或綜合參數(shù)，從而綜合判斷零件的合格性。 按被測工件在測量時所處狀態(tài)分類 ⑴靜態(tài)測量：測量時被測件表面與測量器具測頭處于靜止狀態(tài)。 ⑵動態(tài)測量：測量時被測零件表面與測量器具測頭處于相對運動狀態(tài)，或測量過程是模擬零件在工作或加工時的運動狀態(tài)，它能反映生產(chǎn)過程中被測參數(shù)的變化過程。 第三章 長度測量基礎 教案 1 167。 34計量器具與測量方法的常用術語 (1)標尺間距：刻度尺上兩相鄰刻線中心的距離。 (2)標尺 分度值 ：相鄰兩刻線所代表的量值之差。分度值是一種測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)標尺范圍：兩端標尺標記之間標尺值的范圍。 (4)測量范圍 ：在允許誤差限內(nèi)計量器具的被測量值的范圍。 (5)靈敏度 ：計量器具對被測量變化的反應能力。是計量儀器的響應變化除以相應的激勵變化。 (6)穩(wěn)定度：在一定工作條件下，計量器具保持其計量特性恒定不變的程度。 (7)鑒別力閾：引起計量儀器示值可察覺變化的被測值的最小變化。 (8)分辨力：計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：計量器具在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 第三章 長度測量基礎 教案 1 (10)測量力：在接觸測量過程中，測頭與被測物體表面之間接觸的壓力。 (11)量具的標稱值：在量具上標注的量值。 (12)計量器具的示值：由計量器具所指示的量值。 (13)量具的示值誤差：量具的標稱值和真值之間的誤差。 (14)計量儀器的示值誤差：計量儀器的示值與被測量的真值之間的差值。 (15)不確定度：由于測量誤差的存在而對被測量值的不肯定程度。直接反映測量結(jié)果的置信度。 (16)允許誤差：技術規(guī)范、規(guī)程等對給定計量器具所允許的誤差極限。 第三章 長度測量基礎 教案 1 167。 35測量誤差與數(shù)據(jù)處理 測量 誤差的基本概念 測量 誤差 ：測量結(jié)果與被測量的真值之差。 測量 誤差絕對值的大小決定了測量的精確度。 相對誤差 ： 測量 的絕對誤差與被測量的真值之比： 相對誤差可用來比較大小不同的同類量的測量精確度。 誤差來源 ：測量誤差主要由測量器具、測量方法、測量環(huán)境和測量人員等方面因素產(chǎn)生。 lL? ??f Ll????第三章 長度測量基礎 教案 1 誤差的分類 ① 誤差 誤差可以分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。 系統(tǒng)誤差 ：在規(guī)定條件下，絕對值和符號保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差。其中絕對值和符號不變的系統(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)誤差大部分能通過修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。 隨機誤差 ：在規(guī)定條件下，絕對值和符號以不可預知的方式變化的誤差。就某一次測量而言，隨機誤差的出現(xiàn)無規(guī)律可循，因而無法消除。但若進行多次等精度重復測量，則與其它隨機事件一樣具有統(tǒng)計規(guī)律的基本特性，可以通過分析，估算出隨機誤差值的范圍。隨機誤差主要由溫度波動、測量力變化、測量器具傳動機構不穩(wěn)、視差等各種隨機因素造成。 粗大誤差 ：明顯超出規(guī)定條件下預期的誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。如讀數(shù)錯誤、溫度的突然大幅度變動、記錄錯誤等。該誤差可根據(jù)誤差理論，按一定規(guī)則予以剔除。 第三章 長度測量基礎 教案 1 ② 精度 是和誤差相對的概念，指測量結(jié)果與真值符合的程度。 精密度 ：測量結(jié)果中的隨機分散的特性，指在多次測量中所得到的數(shù)值重復一致的程度。 正確度 ：測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度，理論上可用修正值來消除。 精確度 ：測量的精密和正確程度的綜合反映，說明測量結(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)誤差大而隨機誤差小，正確度低而精密度高；圖 c表示系統(tǒng)誤差和隨機誤差均小，即精確度高。 第三章 長度測量基礎 教案 1 隨機誤差 測量數(shù)據(jù)表 第三章 長度測量基礎 教案 1 頻率直方圖 隨機誤差正態(tài)分布曲線 隨機誤差的特性 1）單峰性：絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多； 2）對稱性：絕對值相等的正、負誤差出現(xiàn)的次數(shù)接近相等。 3）有界性：在一定測量條件下，隨機誤差的絕對值不會超過一定的界限。 4）抵償性：當測量次數(shù)無窮次時，正負誤差的總和趨于零。 正態(tài)分布曲線的數(shù)學公式： 22212ye??????第三章 長度測量基礎 教案 1 （評定隨機誤差的尺度） 由式 可知 :(1)δ =0時，正態(tài)分布的概率密度最大； (2)若 說明： σ 越小，正態(tài)分布曲線越陡， 隨機誤差分布越集中，精密度越高。 因此，不存在系統(tǒng)誤差時，精密度高低可用 σ 來表示： 正態(tài)分布曲線所包含的面積等于其相應區(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 長度測量基礎 教案 1 利用正態(tài)分布曲線，可求出隨機誤差的概率。任何 t=δ /σ 值所對應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 為單次測量的極限誤差： lim 3????第三章 長度測量基礎 教案 1 算術平均值： 最接近真值，