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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,課題五 測量技術(shù)基礎(chǔ),精度測量的基本概念,基本內(nèi)容,概述,：檢測的意義、測量的基本要素、檢測的一般步驟,計量單位與量值傳遞,：,長度單位及其基準(zhǔn)、量塊、長度的量值傳遞,測量器具與測量方法,：,測量器具的分類,、,測量器具的技術(shù)性能指標(biāo),、,測量方法分類,測量誤差：,測量誤差及表達(dá)式、誤差的分類、誤差的來源及減小其影響的措施、測量不確定度、,測量數(shù)據(jù)的處理,檢測的意義,為了滿足機(jī)械產(chǎn)品的功能要求，在正確合理地完成了可靠性、使用壽命、運(yùn)動精度等方面的設(shè)計以后，還須進(jìn)行加工和裝配過程的制造工藝設(shè)計，即確定加工方
2、法、加工設(shè)備、工藝參數(shù)、生產(chǎn)流程及檢測手段。其中，特別重要的環(huán)節(jié)就是質(zhì)量保證措施中的精度檢測。,“,檢測,”就是確定產(chǎn)品是否滿足設(shè)計要求的過程，即判斷產(chǎn)品合格性的過程。檢測的方法可以分為兩類：,定性檢驗(yàn),和,定量測試,。定性檢驗(yàn)的方法只能得到被檢驗(yàn)對象合格與否的結(jié)論，而不能得到其具體的量值。因其檢驗(yàn)效率高、檢驗(yàn)成本低而在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。定量測試的方法是在對被檢驗(yàn)對象進(jìn)行測量后，得到其實(shí)際值并判斷其是否合格的方法。,測量的基本要素,“測量”是以確定量值為目的的全部操作。測量過程實(shí)際上就是一個比較過程，也就是將被測量與標(biāo)準(zhǔn)的單位量進(jìn)行比較，確定其比值的過程。若被測量為,L，,計量單位為,
3、u，,確定的比值為,q，,則測量可表示為,L=qu,一個完整的測量過程應(yīng)包含被測量、計量單位、測量方法（含測量器具）和測量精度等四個要素。,被測量,被測量在機(jī)械精度的檢測中主要是有關(guān)幾何精度方面的參數(shù)量，其基本對象是長度和角度。但是，長度量和角度量在各種機(jī)械零件上的表現(xiàn)形式卻是多種多樣的，表達(dá)被測對象性能的特征參數(shù)也可能是相當(dāng)復(fù)雜的。因此，認(rèn)真分析被測對象的特性，研究被測對象的含義是十分重要的。例如，表面粗糙度的各種評定參數(shù)，齒輪的各種誤差項(xiàng)目，尺寸公差與形位公差之間的獨(dú)立與相關(guān)關(guān)系等等。,計量單位,計量單位（簡稱單位）是以定量表示同種量的量值而約定采用的特定量。我國規(guī)定采用以國際單位制（,S
4、I）,為基礎(chǔ)的“法定計量單位制”。它是由一組選定的基本單位和由定義公式與比例因數(shù)確定的導(dǎo)出單位所組成的。如“米,”、“,千克,”、“,秒,”、“,安,”,等為基本單位。,機(jī)械工程中常用的長度單位有“毫米,”、“,微米,”,和“納米,”,，,常用的角度單位是非國際單位制的單位“度”、“分”、“秒”和國際單位制的輔助單位“弧度,”、“,球面度,”。,在測量過程中，測量單位必須以物質(zhì)形式來體現(xiàn)，能體現(xiàn)計量單位和標(biāo)準(zhǔn)量的物質(zhì)形式有：光波波長、精密量塊、線紋尺、各種圓分度盤等。,測量方法,測量方法是根據(jù)一定的測量原理，在實(shí)施測量過程中對測量原理的運(yùn)用及其實(shí)際操作。,廣義地說，測量方法可以理解為測量原理、
5、測量器具（計量器具）和測量條件（環(huán)境和操作者）的總和。,在實(shí)施測量過程中，應(yīng)該根據(jù)被測對象的特點(diǎn)（如材料硬度、外形尺寸、生產(chǎn)批量、制造精度、測量目的等）和被測參數(shù)的定義來擬定測量方案、選擇測量器具和規(guī)定測量條件，合理地獲得可靠的測量結(jié)果。,測量精度,測量結(jié)果與真值的一致程度。不考慮測量精度而得到的測量結(jié)果是沒有任何意義的。,真值的定義為：當(dāng)某量能被完善地確定并能排除所有測量上的缺陷時，通過測量所得到的量值。,由于測量會受到許多因素的影響，其過程總是不完善的，即任何測量都不可能沒有誤差。對于每一個測量值都應(yīng)給出相應(yīng)的測量誤差范圍，說明其可信度。,檢測的一般步驟,確定被檢測項(xiàng)目,認(rèn)真審閱被測件圖紙
6、及有關(guān)的技術(shù)資料，了解被測件的用途，熟悉各項(xiàng)技術(shù)要求，明確需要檢測的項(xiàng)目。,設(shè)計檢測方案,根據(jù)檢測項(xiàng)目的性質(zhì)、具體要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、批量大小、檢測設(shè)備狀況、檢測環(huán)境及檢測人員的能力等多種因素，設(shè)計一個能滿足檢測精度要求，且具有低成本、高效率的檢測預(yù)案。,選擇檢測器具,按照規(guī)范要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測器具，設(shè)計、制作專用的檢測器具和輔助工具，并進(jìn)行必要的誤差分析。,檢測的一般步驟（續(xù)）,檢測前準(zhǔn)備,清理檢測環(huán)境并檢查是否滿足檢測要求，清洗標(biāo)準(zhǔn)器、被測件及輔助工具，對檢測器具進(jìn)行調(diào)整使之處于正常的工作狀態(tài)。,采集數(shù)據(jù),安裝被測件，按照設(shè)計預(yù)案采集測量數(shù)據(jù)并規(guī)范地作好原始記錄。,數(shù)據(jù)處理,對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算
7、和處理，獲得檢測結(jié)果。,填報檢測結(jié)果,將檢測結(jié)果填寫在檢測報告單及有關(guān)的原始記錄中，并根據(jù)技術(shù)要求作出合格性的判定。,長度單位與計量基準(zhǔn),在國際單位制及我國法定計量單位中，長度的基本單位名稱是“米”，其單位符號為“,m”。,“米”的定義于18世紀(jì)末始于法國，當(dāng)時規(guī)定“米等于經(jīng)過巴黎的地球子午線的四千萬分之一”。19世紀(jì)“米”逐漸成為國際通用的長度單位。1889年在法國巴黎召開了第一屆國際計量大會，從國際計量局訂制的30根米尺中，選出了作為統(tǒng)一國際長度單位量值的一根米尺，把它稱之為“國際米原器”。,1983年第17屆國際計量大會又更新了米的定義，規(guī)定：,“米”是在真空中在1/299792458,
8、s,的時間間隔內(nèi)行進(jìn)路程的長度,。,量塊,使用波長作為長度基準(zhǔn)，雖然可以達(dá)到足夠的精確度，但因?qū)?fù)現(xiàn)的條件有很高的要求，不便在生產(chǎn)中直接用于尺寸的測量。因此，需要將基準(zhǔn)的量值按照定義的規(guī)定，復(fù)現(xiàn)在實(shí)物計量標(biāo)準(zhǔn)器上。常見的實(shí)物計量標(biāo)準(zhǔn)器有量塊（塊規(guī)）和線紋尺。,量塊用鉻錳鋼等特殊合金鋼或線膨脹系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨以及不易變形的其它材料制成。其形狀有長方體和圓柱體兩種，常用的是長方體。,量塊的構(gòu)成,長方體的量塊有兩個平行的測量面，其余為非測量面。測量面極為光滑、平整，其表面粗糙度,Ra,值達(dá)0.012,m,以上，兩測量面之間的距離即為量塊的工作長度（標(biāo)稱長度）。標(biāo)稱長度到5.5,mm,的量塊，其
9、公稱值刻印在上測量面上；標(biāo)稱長度大于5.5,mm,的量塊，其公稱長度值刻印在上測量面左側(cè)較寬的一個非測量面上,量塊的用途,作為長度尺寸標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)物載體，將國家的長度基準(zhǔn)按照一定的規(guī)范逐級傳遞到機(jī)械產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)量值統(tǒng)一。,作為標(biāo)準(zhǔn)長度標(biāo)定量儀，檢定量儀的示值誤差。,相對測量時以量塊為標(biāo)準(zhǔn)，用測量器具比較量塊與被測尺寸的差值。,也可直接用于精密測量、精密劃線和精密機(jī)床的調(diào)整。,量塊的精度（級）,按國標(biāo),GB6093-85，,量塊按制造精度分6級，即00、0、1、2、3和,K,級，其中00級精度最高，3級最低，,K,級為校準(zhǔn)級，主要根據(jù)量塊長度極限偏差、測量面的平面度、粗糙度及量塊的研合性等指標(biāo)
10、來劃分的。,量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級”向市場銷售量塊。用量塊長度極限偏差（中心長度與標(biāo)稱長度允許的最大誤差）控制一批相同規(guī)格量塊的長度變動范圍；用量塊長度變動量（量塊最大長度與最小長度之差）控制每一個量塊兩測量面間各對應(yīng)點(diǎn)的長度變動范圍。用戶則按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊。因此，按“級”使用量塊必然受到量塊長度制造偏差的影響，將把制造誤差帶入測量結(jié)果。,量塊的精度（等）,制造高精度的量塊的工藝要求高、成本也高，而且即使制造成高精度量塊，在使用一段時間后，也會因磨損而引起尺寸減小，使其原有的精度級別降低。因此，經(jīng)過維修或使用一段時間后的量塊，要定期送專業(yè)部門按照標(biāo)準(zhǔn)對其各項(xiàng)精度指標(biāo)進(jìn)行檢定，確定符合哪
11、一“等”，并在檢定證書中給出的標(biāo)稱尺寸的修正值。,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了量塊按其檢定精度分為六等，即1、2、3、4、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低，“等”主要依據(jù)量塊中心長度測量的極限偏差和平面平行性允許偏差來劃分的。,量塊的“級”與“等”,量塊的,“級”和“等”,是從成批制造和單個檢定兩種不同的角度出發(fā)，對其精度進(jìn)行劃分的兩種形式。,按“級”使用,時，以標(biāo)記在量塊上的標(biāo)稱尺寸作為工作尺寸，該尺寸,包含其制造誤差,。,按“等”使用,時，必須以檢定后的實(shí)際尺寸作為工作尺寸，該尺寸不包含制造誤差，但,包含了檢定時的測量誤差,。,就同一量塊而言，檢定時的測量誤差要比制造誤差小得多。所以，,量塊按“等”
12、使用時其精度比按“級”使用要高,，且能在保持量塊原有使用精度的基礎(chǔ)上延長其使用壽命。,量塊的選用,量塊是定尺寸量具，一個量塊只有一個尺寸。為了滿足一定范圍的不同要求，量塊可以利用其測量面的高精度所具有粘合性，將多個量塊研合在一起，組合使用。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),GB609385,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91、83、46、12、10、8、6、5、等。表3-4所列為83塊組和91塊組一套的量塊的尺寸系列。,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。,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
13、過4塊。選用量塊時，應(yīng)從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，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36.745,mm,的量塊組，選取方法為：36.745 所需尺寸,1.005,第一塊量塊尺寸,1.24,第二塊量塊尺寸,4.5,第三塊量塊尺寸,30.0 第四塊量塊尺寸,35.74,34.5,量塊使用的注意事情項(xiàng),量塊必須在使用有效期內(nèi)，否則應(yīng)及時送專業(yè)部門檢定。,使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)及灰塵對測量面的損傷，影響其粘合性。,分清量塊的“級”與“等”，注意使用規(guī)則。,所選量塊應(yīng)用航空汽油清洗、潔凈軟布擦干，待量塊溫度與環(huán)境溫度相同后方可使用。,輕拿、輕放量塊，
14、杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。,不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對量塊的腐蝕及手溫對測量精確度的影響。,使用完畢，應(yīng)用航空汽油清洗所用量塊，并擦干后涂上防銹脂存于干燥處。,長度的量值傳遞,量值傳遞是“將國家計量基準(zhǔn)所復(fù)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(biāo)準(zhǔn)（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(zhǔn)確一致的方式”。,我國長度量值傳遞系統(tǒng)如圖所示，從最高基準(zhǔn)譜線向下傳遞，有兩個平等的系統(tǒng)，即端面量具（量塊）和刻線量具（線紋尺）系統(tǒng)。其中尤以量塊傳遞系統(tǒng)應(yīng)用最廣。,量值的傳遞,量值系統(tǒng)的建立和執(zhí)行，保證了國家計量行政機(jī)關(guān)自上而下的對量值進(jìn)行合理的統(tǒng)一控制。企業(yè)
15、要確保產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)市場競爭力，必須主動采取措施，保證量值的可靠。因此，在,GB/T9000“,質(zhì)量管理和質(zhì)量保證”系列標(biāo)準(zhǔn)中，對企業(yè)的測量設(shè)備（器具）提出了“溯源性”的要求，即測量結(jié)果必須具有能與國家計量基準(zhǔn)或國際計量基準(zhǔn)相聯(lián)系的特性。所用計量器具要獲得這一特性，就必須經(jīng)過具有較高準(zhǔn)確度的計量標(biāo)準(zhǔn)的檢定，而該計量標(biāo)準(zhǔn)又需受到上一級計量標(biāo)準(zhǔn)的檢定，逐級往上溯源，直至國家計量基準(zhǔn)或國際計量基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的量值在國際范圍內(nèi)的合理的統(tǒng)一。,角度的量值傳遞,角度基準(zhǔn)與長度基準(zhǔn)有本質(zhì)的區(qū)別。角度的自然基準(zhǔn)是客觀存在的，不需要建立，因?yàn)橐粋€整圓所對應(yīng)的圓心角是定值（2,rad,或360）。因此，將整圓任意
16、等分得到的角度的實(shí)際大小，可以通過各角度相互比較，利用圓周角的封閉性求出，實(shí)現(xiàn)對角度基準(zhǔn)的復(fù)現(xiàn)。,為了檢定和測量需要，仍然要建立角度度量的基準(zhǔn)。,測量器具的分類,是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具。按用途的不同量具可分為以下幾類：,單值量具,只能體現(xiàn)一個單一量值的量具。可來校對和調(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進(jìn)行比較。如量塊、角度量塊等。,多值量具,可體現(xiàn)一組同類量值的量具。同樣能校對和調(diào)整其它測量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測量直接進(jìn)行比較。如線紋尺、90角尺等。,測量器具的分類（續(xù)）,專用量具,專門用來檢驗(yàn)?zāi)撤N特定參數(shù)的量具。常見的有：檢驗(yàn)光滑圓柱孔或軸的光滑極限量規(guī)，判斷內(nèi)螺紋或外螺紋合格性的螺紋量規(guī)，判斷復(fù)雜形狀的表面輪廓合格性的檢驗(yàn)樣板，用模擬裝配通過性來檢驗(yàn)裝配精度的功能量規(guī)等等。,通用量具,我國習(xí)慣上將結(jié)構(gòu)比較簡單的測量儀器稱為通用量具。如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、百分表等。,測量器具的技術(shù)性能指標(biāo),量具的,標(biāo)稱值,標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺寸，標(biāo)在刻線尺上的尺寸，標(biāo)在角度量塊上的角度等。,刻線間距,測量器具標(biāo)尺或
測量技術(shù)基礎(chǔ)1 (2)
