2018测量技术知识PPT课件.ppt
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1、测量技术基础 测量的基本概念与尺寸传递测量的基本概念与尺寸传递 计量器具和测量方法的分类计量器具和测量方法的分类 测量误差和数据处理测量误差和数据处理等精度测量列的数据处理等精度测量列的数据处理计量器具的选择计量器具的选择1-一、测量的基本概念与尺寸传递一、测量的基本概念与尺寸传递1.测量的概念:以确定被测对象量值为目的的测量的概念:以确定被测对象量值为目的的全部操作。全部操作。L=q在被测量值一定的情况下,比值在被测量值一定的情况下,比值q的大小完全取决的大小完全取决于所采用的计量单位于所采用的计量单位,并且成反比关系。,并且成反比关系。计量单位的选择取决于被测量值所要求的精确程计量单位的选
2、择取决于被测量值所要求的精确程度。度。测量的四个要素:测量对象、测量单位、测量方测量的四个要素:测量对象、测量单位、测量方法、测量精度。法、测量精度。play2-2.2.尺寸传递媒介:尺寸传递媒介:长度尺寸:量块长度尺寸:量块是没有刻度的截面为矩形的平面平行端面是没有刻度的截面为矩形的平面平行端面量具。用特殊合金钢制成。量具。用特殊合金钢制成。每个量块上均标记有标称尺寸值,标称尺每个量块上均标记有标称尺寸值,标称尺寸小于寸小于6mm的量块标记在测量面上,等于的量块标记在测量面上,等于或大于或大于6mm的量块均标记在非工作面上。的量块均标记在非工作面上。3-精度:制造精度:精度:制造精度:6级级
3、000123和和K级级检定精度:检定精度:6等等1,2,3,4,5,6等等套别:套别:91,83,46,38,12,10,8,6,5例例1:以:以83块一套的块一套的为例:为例:间隔间隔0.01从从1.01,1.021.49共共49块块01从从1.5,1.61.9共共5块块05从从2.0,2.59.5共共16块块10从从10,20,100共共10块块1.005,1,0.5各一块各一块例例2:试从:试从83块一套的量块块一套的量块中组合尺寸中组合尺寸36.375mm。4-量块的特性:量块的特性:v 定尺寸量具定尺寸量具 v 具有粘合性(最多可研四块)具有粘合性(最多可研四块)量块的使用量块的使用
4、:v量块按级使用时量块按级使用时,工作尺寸为工作尺寸为基本尺寸基本尺寸.v按等使用时按等使用时,实际尺寸为中心实际尺寸为中心尺寸,即:基本尺寸尺寸,即:基本尺寸+修正值修正值:例例1:按级使用基本尺寸为按级使用基本尺寸为30的的2级量块级量块,若按若按4等量块等量块的要求检定的要求检定,得到修正值为得到修正值为0.4um。求其工作尺寸和。求其工作尺寸和极限偏差。极限偏差。解:按级:工作尺寸为解:按级:工作尺寸为30,极限偏差:,极限偏差:080um按等:工作尺寸为按等:工作尺寸为30.0004,极限偏差:,极限偏差:0.3um 5-例例2:两块:两块7和和1.47的量块,其修正值分别为的量块,
5、其修正值分别为0.2um、+1.5um,求量块组的实际尺寸。,求量块组的实际尺寸。解:实际尺寸为:(解:实际尺寸为:(7+1.47)+(0.0002+0.0015)=8.47+0.0013=8.4713例例3:三块量块的基本尺寸为:三块量块的基本尺寸为20,6和和1.25。其修。其修正值分别为正值分别为1.2um,+0.7um和和1.3um。测得的偏。测得的偏差值为差值为36um,求被测件的实际尺寸。,求被测件的实际尺寸。解:实际尺寸为:解:实际尺寸为:(20+6+1.25)+(0.0012+0.0007+(0.0003)+(0.036)=27.2132角度尺寸:角度尺寸:()(rad,ura
6、d)角度量块:测角仪,分度头角度量块:测角仪,分度头多棱体。(多棱体。(4面、面、6面、面、8面、面、12面、面、24面、面、36面、面、72面)面)6-二、计量器具和测量方法的分类二、计量器具和测量方法的分类 1计量器具的分类:计量器具的分类:v标准量具:以固定形式复现量值的计量器具标准量具:以固定形式复现量值的计量器具单值:量块,线纹米尺单值:量块,线纹米尺成套:量块成套:量块v计量仪器:能将被测的量转换成可直接观测的指示值或等计量仪器:能将被测的量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具。(指示式,记录式,数字式)效信息的计量器具。(指示式,记录式,数字式)v计量装置:为确定被测量所
7、必需的计量器具和辅助设备的计量装置:为确定被测量所必需的计量器具和辅助设备的总体。总体。游标类游标类螺旋副类螺旋副类机械类(百分表,千分表)机械类(百分表,千分表)光学光学机械类等机械类等7-2.测量方法分类:测量方法分类:v直接测量:不需要将被测量与其它实测量进行一定函直接测量:不需要将被测量与其它实测量进行一定函数关系的辅助计算而直接得到被测量值的测量。数关系的辅助计算而直接得到被测量值的测量。v间接测量:通过直接测量与被测参数有已知关系的其间接测量:通过直接测量与被测参数有已知关系的其它量而得到该被测参数量值的测量。它量而得到该被测参数量值的测量。v在线测量:零件在加工过程中进行的测量。
8、(主动测在线测量:零件在加工过程中进行的测量。(主动测量)量)v离线测量:零件在加工后进行的测量。离线测量:零件在加工后进行的测量。v接触测量:仪器的测量头与工件的被测表面直接接触。接触测量:仪器的测量头与工件的被测表面直接接触。v非接触测量:仪器的测量头与工件的被测表面没有机非接触测量:仪器的测量头与工件的被测表面没有机械力存在。械力存在。8-三、三、计量器具与测量方法的常用术语计量器具与测量方法的常用术语 1.刻线尺的刻度间距:刻度尺上两相邻刻线中心的距刻线尺的刻度间距:刻度尺上两相邻刻线中心的距离,一般刻度间距在离,一般刻度间距在12.5之间。之间。2.刻度尺的分度值刻度尺的分度值:刻度
9、尺上两相邻刻线间的距离所代刻度尺上两相邻刻线间的距离所代表的量值。表的量值。3.示值范围:计量器具所显示或指示的起始值到终止示值范围:计量器具所显示或指示的起始值到终止值的范围。值的范围。4.测量范围:计量器具允许误差所限定了的被测量量测量范围:计量器具允许误差所限定了的被测量量值的范围。值的范围。5.计量仪器的示值误差:计量仪器的示值误差:=it(示值示值真值)真值)6.6.量具的示值误差:量具的示值误差:=nt=nt(标称值标称值真值)真值)9-四、测量误差和数据处理四、测量误差和数据处理(一)测量误差的基本概念:指测量结果与被测量的真(一)测量误差的基本概念:指测量结果与被测量的真值之差
10、。值之差。=l-L,L=l大,精确度俞低。大,精确度俞低。相对误差:相对误差:f=(二)误差的分类:(二)误差的分类:1.系统误差:在同一条件下,多次测量同一量值时,误差系统误差: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,或在条件改变时,按某一的绝对值和符号保持恒定,或在条件改变时,按某一确定规律变化的误差。确定规律变化的误差。2.随机误差:在相同条件下,多次测量同一量值时,绝对随机误差:在相同条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差。特性:对值和符号以不可预定的方式变化着的误差。特性:对称性、单峰性、有界性。称性、单峰性、有界性。在一定条件下,
11、随机误差在一定条件下,随机误差与系统误差可以互相转化。与系统误差可以互相转化。3.3.粗大误差:由于测量不正确等原因引起的大大超出规粗大误差:由于测量不正确等原因引起的大大超出规定条件下预计误差限的那种误差。定条件下预计误差限的那种误差。应剔除。原则:拉依达准则(应剔除。原则:拉依达准则(3原则)原则)4 4函数误差:间接测量函数误差:间接测量10-(三)测量精度三)测量精度(1)精密度精密度表示测量结果中随机分散的特性,是指在表示测量结果中随机分散的特性,是指在多次测量中所得的数值重复一致的程度。反映了多次测量中所得的数值重复一致的程度。反映了随机随机误差。误差。(2)正确度正确度表示测量结
12、果申其系统误差大小的程度。表示测量结果申其系统误差大小的程度。(3)精确度精确度(或准确度或准确度)一一是指测量的精密和正确程度一一是指测量的精密和正确程度的综合反映。说明测量结果与真值的一致程度。的综合反映。说明测量结果与真值的一致程度。精密度高正确度不一定高。但精确度高的则精密度和精密度高正确度不一定高。但精确度高的则精密度和正确度都高。正确度都高。(a)表示系统误差小而随机误差大,即正确度高表示系统误差小而随机误差大,即正确度高而精密度低,而精密度低,(b)表示系统误差大而随机误差小,正确表示系统误差大而随机误差小,正确度低而精密度高度低而精密度高;(c)表示系统误差和随机误差都小,即表
13、示系统误差和随机误差都小,即精确度高。精确度高。11-四、等精度测量列的数据处理四、等精度测量列的数据处理1.直接测量的数据处理直接测量的数据处理(1)测量列中随机误差的处理测量列中随机误差的处理l)测量列的算术平均值测量列的算术平均值如果从测量列中找出一个接近真值的数值如果从测量列中找出一个接近真值的数值:这个数字就是算术平均这个数字就是算术平均值。设测量列为值。设测量列为,则算术平均值为则算术平均值为 式中,式中,N为测量次数。为测量次数。由概率论的大数定律可知,当测量列中没有系统误差时,若测由概率论的大数定律可知,当测量列中没有系统误差时,若测量次数无限增加,算术平均值必然等于真值量次数
14、无限增加,算术平均值必然等于真值L。实际上因测量次。实际上因测量次数有限,算术平均值不会等于真值,而只能近似地作为真值。数有限,算术平均值不会等于真值,而只能近似地作为真值。2)残余误差残余误差用算术平均值代替真值后计算的的误差,称为残余误差用算术平均值代替真值后计算的的误差,称为残余误差(简称残差简称残差),记作,记作vi.Vi=lil12-3)测量列中任意测得值的标准偏差)测量列中任意测得值的标准偏差常用的为常用的为Bessel公式,即:公式,即:则任一测得值的测量结果,可记做:则任一测得值的测量结果,可记做:4)测量列算术平均值的标准误差)测量列算术平均值的标准误差N:每组的测量次数。每
15、组的测量次数。用残差表示,则用残差表示,则v v多次测量的测量结果多次测量的测量结果:13-例4:对同一量按等精度测量对同一量按等精度测量10次,各测得值列于下表中,次,各测得值列于下表中,求第二次测得值和测量求第二次测得值和测量10次的算术平均值的测量结果。次的算术平均值的测量结果。测量顺序测量顺序(mm)(um)1 12 23 34 45 56 67 78 89 9 10 10 30 30030030 30 30035035 30 30032032 30 30034034 30 30037037 30 30033033 30 30036036 30 30033033 30 30036036
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