测量技术基础课件.ppt

1、第第4章章 测量技术基础测量技术基础4.1 测量技术基础知识测量技术基础知识4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类4.3 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4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理4.5 计量器具的选择原则与维护保养计量器具的选择原则与维护保养4.6 光滑极限量规光滑极限量规4.1测量技术基础知识测量技术基础知识4.1.1 概述概述在机械制造过程中对零件的几何参数进行严格的度量与控制，在机械制造过程中对零件的几何参数进行严格的度量与控制，并将这种度量与控制纳入一个完整且严密的研究、管理体系，并将这种度量与控制纳入一个完整且严密的研究、

2、管理体系，将它称之为几何量计量。它包括长度基准的建立、尺寸量值将它称之为几何量计量。它包括长度基准的建立、尺寸量值的传递、检验与精度分析、各级计量器具的检定与管理、新的传递、检验与精度分析、各级计量器具的检定与管理、新的计量器具及检测方法的研制、开发和发展等内容。而测量的计量器具及检测方法的研制、开发和发展等内容。而测量技术是几何量计量在生产中的重要实施手段。是贯彻质量标技术是几何量计量在生产中的重要实施手段。是贯彻质量标准的技术保证。准的技术保证。在一般的机械制造厂中，除车间现场使用的检测手段外，还在一般的机械制造厂中，除车间现场使用的检测手段外，还设立专门的计量室，配备专门的计量人员和各种

3、计量设备，设立专门的计量室，配备专门的计量人员和各种计量设备，以完成较高精度的检测任务和长度量值的传递工作。这些级以完成较高精度的检测任务和长度量值的传递工作。这些级别的计量室，是机械制造工厂的眼睛，是机械产品质量管理别的计量室，是机械制造工厂的眼睛，是机械产品质量管理不可缺少的机构。不可缺少的机构。下一页返回4.1测量技术基础知识测量技术基础知识4.1.2 长度基准和长度量值传递系统长度基准和长度量值传递系统为了保证测量的准确度，首先需要建立统一、可靠的测量单为了保证测量的准确度，首先需要建立统一、可靠的测量单位基准。我国是以米（位基准。我国是以米（m）作为法定的基本长度单位。米的）作为法定

4、的基本长度单位。米的定义是：光在真空中，在（定义是：光在真空中，在（1/299792458）s时间间隔内时间间隔内所经过的距离。所经过的距离。米定义的复现主要采用稳频激光。我国采用碘吸收稳定的米定义的复现主要采用稳频激光。我国采用碘吸收稳定的0.633um氦氖激光辐射作为波长标准，这就是国家计量基氦氖激光辐射作为波长标准，这就是国家计量基准器。这样，不仅可以保证测量单位稳定、可靠和统一，而准器。这样，不仅可以保证测量单位稳定、可靠和统一，而且使用方便，从本质上提高了测量度。且使用方便，从本质上提高了测量度。尺寸量值传递的媒介是各级计量标准器，上一级的计量标准尺寸量值传递的媒介是各级计量标准器，

5、上一级的计量标准器用来检定下一级的标准器，以实现量值的准确传递。计量器用来检定下一级的标准器，以实现量值的准确传递。计量标准器有量块和标准线纹尺两大类。尺寸量值通过两个平行标准器有量块和标准线纹尺两大类。尺寸量值通过两个平行的系统向下传递。一个是线纹量具系统，一个是端面量具系的系统向下传递。一个是线纹量具系统，一个是端面量具系统，如统，如图图4-1所示。所示。上一页 下一页返回4.1测量技术基础知识测量技术基础知识4.1.3 量块及其选用量块及其选用量块又称块规，是无刻度的端面量具，在计量部门和机械制量块又称块规，是无刻度的端面量具，在计量部门和机械制造中应用较广。它除了作为计量标准器进行尺寸

6、量值传递以造中应用较广。它除了作为计量标准器进行尺寸量值传递以外，还可用于计量器具、机床、夹具的调整以及工件的测量外，还可用于计量器具、机床、夹具的调整以及工件的测量和检验。和检验。目前量块的材料多用轴承钢，具有尺寸稳定、硬度高和耐磨目前量块的材料多用轴承钢，具有尺寸稳定、硬度高和耐磨性较好等优点。性较好等优点。量块的形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。如量块的形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。如图图4-2（a）所示。所示。上一页 下一页返回4.1测量技术基础知识测量技术基础知识1.量块中心长度量块中心长度量块的精度虽然很高，但是上、下测量面也不是绝对平行的，量块的精度虽然很高，

7、但是上、下测量面也不是绝对平行的，因此量块的工作尺寸以量块中心长度来代表。所谓量块中心因此量块的工作尺寸以量块中心长度来代表。所谓量块中心长度是指量块一个测量面的中心点至量块另一测量面之间的长度是指量块一个测量面的中心点至量块另一测量面之间的垂直距离垂直距离L，L1为量块任意点长度，如为量块任意点长度，如图图4-2（b）所示。所示。2.量块的研合性与组合量块的研合性与组合量块的测量面十分光滑和平整，这使量块具有研合性。如将量块的测量面十分光滑和平整，这使量块具有研合性。如将一量块的测量面沿着另一量块的测量面滑动，同时用手稍加一量块的测量面沿着另一量块的测量面滑动，同时用手稍加压力，两量块便能研

8、合在一起。量块的这种通过分子吸引力压力，两量块便能研合在一起。量块的这种通过分子吸引力的作用而粘合在一起的性能称为量块的研合性。的作用而粘合在一起的性能称为量块的研合性。上一页 下一页返回4.1测量技术基础知识测量技术基础知识量块的研合性使量块可以组合使用，即将几个量块研合在一量块的研合性使量块可以组合使用，即将几个量块研合在一起组成需要的尺寸，因此量块是成套供应的。根据起组成需要的尺寸，因此量块是成套供应的。根据GB6093-85的规定，我国生产的成套量块有的规定，我国生产的成套量块有91块、块、83块、块、46块、块、38块等块等17种规格。现以种规格。现以83块一套为例，列出尺寸块一套为

9、例，列出尺寸如下：如下：间隔间隔0.01mm:从从1.01,1.021.49,共共49块；块；间隔间隔0.1mm：从：从1.5，1.6，1.9共共5块块间隔间隔0.5mm 0，2.5，100，共，共10块块间隔间隔10mm：从：从10，20，100，共，共10块；块；1.005mm，1mm，0.5mm各一块。各一块。组合量块的原则是量块的数目尽可能少，一般不应多于组合量块的原则是量块的数目尽可能少，一般不应多于45块。选用的方法是首先选择能去除最后一位小数的量块，然块。选用的方法是首先选择能去除最后一位小数的量块，然后逐级递减选取。后逐级递减选取。上一页 下一页返回4.1测量技术基础知识测量技

10、术基础知识3.量块的级和等量块的级和等为了满足各种不同的应用场合，对量块规定了若干精度等级。为了满足各种不同的应用场合，对量块规定了若干精度等级。GB6093-85量块量块对量块的制造精度规定了六级：对量块的制造精度规定了六级：00、0、1、2、（、（3）和）和K级。其中级。其中00级最高，精度依次降低，级最高，精度依次降低，K级为校准级。量块的级为校准级。量块的“级级”主要是根据量块长度极限偏差主要是根据量块长度极限偏差和长度变动量的允许值来决定的。测量面上最大与最小块长和长度变动量的允许值来决定的。测量面上最大与最小块长度之差称为量块长度变动量。带括号的等级根据订货供应。度之差称为量块长度

11、变动量。带括号的等级根据订货供应。上一页 下一页返回4.1测量技术基础知识测量技术基础知识国家计量局标准国家计量局标准JJG100-81量规检定规程量规检定规程对量块的检对量块的检定精度规定了六等：定精度规定了六等：1，2，3，4，5，6等。其中等。其中1等最高，等最高，精度依次降低，精度依次降低，6等最低。量块分等最低。量块分“等等”主要是根据量块中主要是根据量块中心长度测量的极限误差和平面平行度允许偏差来决定的。心长度测量的极限误差和平面平行度允许偏差来决定的。量块按级使用时，以量块的标称尺寸作为工作尺寸，其误差量块按级使用时，以量块的标称尺寸作为工作尺寸，其误差为量块中心长度的制造误差，

12、使用方便，用于车间一般测量为量块中心长度的制造误差，使用方便，用于车间一般测量中；量块按等级使用时，将量块中心长度的实际尺寸检定出中；量块按等级使用时，将量块中心长度的实际尺寸检定出来，然后使用其实测值。显然，量块按等使用比按级使用要来，然后使用其实测值。显然，量块按等使用比按级使用要精确，故量块用做标准器进行尺寸传递和精密测量时应按等精确，故量块用做标准器进行尺寸传递和精密测量时应按等使用。使用。上一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类4.2.1计量器具的分类计量器具的分类测量仪器和测量工具统称为计量器具。按计量器具的原理，测量仪器和测量工具统称为计量器具。按计量器

13、具的原理，结构特点及用途可分为基准量具，极限量规，量仪和检验夹结构特点及用途可分为基准量具，极限量规，量仪和检验夹具。具。1）基准量具）基准量具 用来校对或调整计量器具，或作为标准尺寸进用来校对或调整计量器具，或作为标准尺寸进行相对测量的量具称为基准量具。它可分为定值基准量具，行相对测量的量具称为基准量具。它可分为定值基准量具，如量块、角度块等，变值基准量具，如标准线纹刻线尺等。如量块、角度块等，变值基准量具，如标准线纹刻线尺等。2）极限量规）极限量规 量规是指没有刻度的专用计量器具，用来检验量规是指没有刻度的专用计量器具，用来检验工件实际尺寸和形位误差的综合结果。量规只能判断工件是工件实际尺

14、寸和形位误差的综合结果。量规只能判断工件是否合格，而不能获得被测几何量的具体数值，如光滑极限量否合格，而不能获得被测几何量的具体数值，如光滑极限量规、螺纹量规、位置量规等。规、螺纹量规、位置量规等。下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类3）量仪）量仪 量仪是指能将被测量转换成可直接观测的指示值或量仪是指能将被测量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具。其特点是一般都有指示、放大系统。等效信息的计量器具。其特点是一般都有指示、放大系统。根据所测信号的转换原理和量仪本身的结构特点，量仪可以根据所测信号的转换原理和量仪本身的结构特点，量仪可以分以下几种：分以下几种：

15、（1）卡尺类量仪）卡尺类量仪 如数显卡尺、数显高度尺、数显量角器、如数显卡尺、数显高度尺、数显量角器、游标卡尺等。游标卡尺等。（2）微动螺旋副类量仪）微动螺旋副类量仪 如数显千分尺、数显内径千分尺、如数显千分尺、数显内径千分尺、普通千分尺等。普通千分尺等。（3）机械类量仪）机械类量仪 如百分表、千分表、杠杆比较仪、扭簧比如百分表、千分表、杠杆比较仪、扭簧比较仪等。较仪等。（4）光学类量仪）光学类量仪 如光学计、工具显微镜、光学分度头、测如光学计、工具显微镜、光学分度头、测长仪、投影仪、干涉仪、激光干涉仪等。长仪、投影仪、干涉仪、激光干涉仪等。上一页 下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计

16、量器具与测量方法的分类（5）气动类量仪）气动类量仪 如压力式气动量仪、流量计式气动量仪等。如压力式气动量仪、流量计式气动量仪等。（6）电学类量仪）电学类量仪 如电感比较仪、电动轮廓仪等。如电感比较仪、电动轮廓仪等。（7）机电光综合类量仪）机电光综合类量仪 如三坐标测量仪、齿轮测量中心如三坐标测量仪、齿轮测量中心等。等。4）检验夹具）检验夹具 检验夹具是一种专用的检验工具，它和相应的检验夹具是一种专用的检验工具，它和相应的计量器具配套使用。可以方便地检验出被测件的各项参数。计量器具配套使用。可以方便地检验出被测件的各项参数。如检验滚动轴承用的各种检验夹具，可同时测出轴承套圈的如检验滚动轴承用的各

17、种检验夹具，可同时测出轴承套圈的尺寸、径向或端面跳动等。尺寸、径向或端面跳动等。4.2.2 测量方法的分类测量方法的分类为了便于根据被测件的特点和要求选择合适的测量方法，可为了便于根据被测件的特点和要求选择合适的测量方法，可以按照测量值的获得方式的不同，将测量方法概括为以下几以按照测量值的获得方式的不同，将测量方法概括为以下几种：种：上一页 下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类1）按实测量是否是被测量分为直接测量和间接测量）按实测量是否是被测量分为直接测量和间接测量（1）直接测量）直接测量 用计量器具直接测量被测量的整个数值或相用计量器具直接测量被测量的整个数值或

18、相对于标准量的偏差。例如，用千分尺测轴径，用比较仪和标对于标准量的偏差。例如，用千分尺测轴径，用比较仪和标准件测轴径等。准件测轴径等。（2）间接测量）间接测量 测量与被测量有函数关系的其他量，在通过测量与被测量有函数关系的其他量，在通过函数关系式求出被测量。如通过测量弦高和弦长，计算半径函数关系式求出被测量。如通过测量弦高和弦长，计算半径的方法。的方法。2）按示值是否是被测量的整个量值分为绝对测量和相对测）按示值是否是被测量的整个量值分为绝对测量和相对测量。量。（1）绝对测量）绝对测量 绝对测量是指能从计量器具读数装置上读出绝对测量是指能从计量器具读数装置上读出被测量的整个量值的测量方法。如用

19、游标卡尺、千分尺测量被测量的整个量值的测量方法。如用游标卡尺、千分尺测量轴径。轴径。上一页 下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类（2）相对测量）相对测量 在计量器具的示数装置上只表示出被测量相在计量器具的示数装置上只表示出被测量相对已知标准量的偏差值。对已知标准量的偏差值。一般来说，相对测量的测量精度比绝对测量的测量精度高。一般来说，相对测量的测量精度比绝对测量的测量精度高。3）按测量时计量器具的测头与被测表面之间是否有机械作）按测量时计量器具的测头与被测表面之间是否有机械作用的测量力分为接触测量和非接触测量。用的测量力分为接触测量和非接触测量。（1）接触测量）接

20、触测量 接触测量是指计量器具在测量时测头与零件接触测量是指计量器具在测量时测头与零件被测表面直接接触，并存在机械作用的测量力的测量方法。被测表面直接接触，并存在机械作用的测量力的测量方法。如用卡尺、千分尺测量工作。如用卡尺、千分尺测量工作。（2）非接触测量）非接触测量 非接触测量是指测量时计量器具的测头与非接触测量是指测量时计量器具的测头与被测表面不接触的测量方法。如用光切显微镜测量表面粗糙被测表面不接触的测量方法。如用光切显微镜测量表面粗糙度和用气动测量仪测量孔径。度和用气动测量仪测量孔径。上一页 下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类接触测量有测量力，会引起被测

21、表面和计量器具有关部分产接触测量有测量力，会引起被测表面和计量器具有关部分产生弹性变形，从而影响测量精度，非接触测量则无此影响。生弹性变形，从而影响测量精度，非接触测量则无此影响。4）按同时测量被测量的多少分为单项测量和综合测量。）按同时测量被测量的多少分为单项测量和综合测量。（1）单项测量）单项测量 对被测件的个别参数分别测量。例如分别测对被测件的个别参数分别测量。例如分别测量螺纹的中经、螺距和牙型半角误差。量螺纹的中经、螺距和牙型半角误差。（2）综合测量）综合测量 综合测量是指同时测量工件上的几个相关参综合测量是指同时测量工件上的几个相关参数，综合地判断工件是否合格的测量方法。其目的是保证

22、被数，综合地判断工件是否合格的测量方法。其目的是保证被测工件在规定的极限轮廓内，来满足互换性要求。如用花键测工件在规定的极限轮廓内，来满足互换性要求。如用花键塞规检验花键孔，用齿轮单啮仪测量齿轮的切向综合误差。塞规检验花键孔，用齿轮单啮仪测量齿轮的切向综合误差。单项测量结果便于工艺分析，但综合测量的效率比单项测量单项测量结果便于工艺分析，但综合测量的效率比单项测量高，综合测量反映的结果比较符合工件的实际工作情况。高，综合测量反映的结果比较符合工件的实际工作情况。上一页 下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类5）按测量是否在加工过程中进行分为在线测量和离线测量。）按测

23、量是否在加工过程中进行分为在线测量和离线测量。（1）在线测量）在线测量 在线测量是指在加工过程中对工件进行测量在线测量是指在加工过程中对工件进行测量的测量方法。测量结果直接用来控制工件的加工过程，以决的测量方法。测量结果直接用来控制工件的加工过程，以决定是否需要继续加工或调整机床，在线测量能及时防止废品定是否需要继续加工或调整机床，在线测量能及时防止废品产生，主要应用在自动化生产进行线上。产生，主要应用在自动化生产进行线上。（2）离线测量）离线测量 离线测量是指在加工后对工件进行测量的测离线测量是指在加工后对工件进行测量的测量方法。测量结果仅限于发现并剔除废品。由于在线测量能量方法。测量结果仅

24、限于发现并剔除废品。由于在线测量能及时防止废品，以保证产品质量，因此是检验技术的发展方及时防止废品，以保证产品质量，因此是检验技术的发展方向。向。上一页 下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类6）按被测量在测量过程中所处的状态分为静态测量和动态）按被测量在测量过程中所处的状态分为静态测量和动态测量。测量。（1）静态测量）静态测量 静态测量是指在测量时被测表面与计量器具静态测量是指在测量时被测表面与计量器具的测头处于相对静止状态的测量方法。如用千分尺测量零件的测头处于相对静止状态的测量方法。如用千分尺测量零件的直径。的直径。（2）动态测量）动态测量 动态测量是指测量时

25、被测表面与计量器具的动态测量是指测量时被测表面与计量器具的测头之间处于相对运动状态的测量方法。其目的是为了测得测头之间处于相对运动状态的测量方法。其目的是为了测得误差的瞬间值及其随时间变化的规律，其测量效率高。如用误差的瞬间值及其随时间变化的规律，其测量效率高。如用电动轮廓仪测量表面粗糙度，在磨削过程中测量零件的直径，电动轮廓仪测量表面粗糙度，在磨削过程中测量零件的直径，用激光螺杆动态检查仪测量螺杆。用激光螺杆动态检查仪测量螺杆。上一页 下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类7）按决定测量结果的全部因素或条件是否改变分为等精度）按决定测量结果的全部因素或条件是否改变

26、分为等精度测量和不等精度测量。测量和不等精度测量。（1）等精度测量）等精度测量 等精度测量是指测量过程中决定测量结果等精度测量是指测量过程中决定测量结果的全部因素或条件不变的测量方法。如由同一个人，在计算的全部因素或条件不变的测量方法。如由同一个人，在计算器具、测量环境、测量方法都相同的情况下，对同一个量仔器具、测量环境、测量方法都相同的情况下，对同一个量仔细地进行测量。可以认为每一个测量结果的可靠性和精确度细地进行测量。可以认为每一个测量结果的可靠性和精确度都是相同的。为了简化对测量结果的处理，一般情况下大多都是相同的。为了简化对测量结果的处理，一般情况下大多采用等精度测量。采用等精度测量。

27、上一页 下一页返回4.2 计量器具与测量方法的分类计量器具与测量方法的分类（2）不等精度测量）不等精度测量 不等精度测量是指在测量过程个决定测不等精度测量是指在测量过程个决定测量结果的全部因素或条件可能完全改变或部分改变的测量方量结果的全部因素或条件可能完全改变或部分改变的测量方法。如用不同的测量方法，不同的器具，在不同的条件下，法。如用不同的测量方法，不同的器具，在不同的条件下，由不同人员对同一被测量进行不同次数的测量，显然，其测由不同人员对同一被测量进行不同次数的测量，显然，其测量结果的可靠性和精确度各不相同。由于不等精度测量的数量结果的可靠性和精确度各不相同。由于不等精度测量的数据处理比

28、较麻烦，因此只用于重要的高精度测量。据处理比较麻烦，因此只用于重要的高精度测量。以上对测量方法的分类是从不同的角度考虑的，但对一个具以上对测量方法的分类是从不同的角度考虑的，但对一个具体的测量过程，可能同时兼有几种测量方法的特性。因此，体的测量过程，可能同时兼有几种测量方法的特性。因此，测量方法的选择应考虑被测对象的结构特点、精度要求、生测量方法的选择应考虑被测对象的结构特点、精度要求、生产批量、技术条件和经济效益等。产批量、技术条件和经济效益等。上一页返回4.3 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）标尺间距）标尺间距a 指刻度尺或刻度盘上两相邻刻线中心的距指刻度尺或

29、刻度盘上两相邻刻线中心的距离。为了便于目力估计，一般标尺间距在离。为了便于目力估计，一般标尺间距在12.5mm之间。之间。它与被测量的单位和标在标尺上的单位无关。它与被测量的单位和标在标尺上的单位无关。（2）分度值）分度值i 指刻度尺上两相邻刻线间的距离所代表的被指刻度尺上两相邻刻线间的距离所代表的被测的量值。长度量仪中常见的分度值有测的量值。长度量仪中常见的分度值有0.1、0.05、0.02、0.01、0.002和和0.001mm等。一般说来，测量仪器的分等。一般说来，测量仪器的分度值越小，精度就越高。度值越小，精度就越高。（3）标尺范围）标尺范围b 指测量仪器所能显示或指示的最低值（起指测

30、量仪器所能显示或指示的最低值（起始值）到最高值（终止值）的范围。比较式量仪的示值范围始值）到最高值（终止值）的范围。比较式量仪的示值范围常用常用b来表示，如机械比较仪的标尺范围来表示，如机械比较仪的标尺范围b=0.1mm下一页返回4.3 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（4）测量范围（工作范围）测量范围（工作范围）B 指在允许的误差限内，测量指在允许的误差限内，测量仪器所能测量的下限值（最低值）到上限值（最高值）的范仪器所能测量的下限值（最低值）到上限值（最高值）的范围。测量范围的上限值与下限值之差称为量程。围。测量范围的上限值与下限值之差称为量程。（5）灵敏度）灵敏度

31、k 指测量仪器的指针对被测量的变化的反应能指测量仪器的指针对被测量的变化的反应能力。对一般长度量仪，灵敏度又称为放大比（放大倍数），力。对一般长度量仪，灵敏度又称为放大比（放大倍数），它等于刻度间距它等于刻度间距a与分度值与分度值i之比，之比，k=a/i。一般地说，分度。一般地说，分度值越小，灵敏度就越高。值越小，灵敏度就越高。（6）测量仪器的示值）测量仪器的示值 指测量仪器所给出的量的值。对于指测量仪器所给出的量的值。对于标准量具，示值就是它标出的值。标准量具，示值就是它标出的值。（7）测量仪器的示值误差）测量仪器的示值误差 指测量仪器的示值与对应输入指测量仪器的示值与对应输入量的真值之代数

32、差。由于真值常不能确定，实践中常用的是量的真值之代数差。由于真值常不能确定，实践中常用的是约定真值。一般地说，计量器具的示值误差越小，精度就越约定真值。一般地说，计量器具的示值误差越小，精度就越高。高。上一页 下一页返回4.3 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（8）修正值）修正值 指用代数法与未修正测量结果相加，以补偿指用代数法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值。修正值等于负的系统误差。其系统误差的值。修正值等于负的系统误差。(9)测量仪器的最大允许差测量仪器的最大允许差 指给定的测量仪器、规范、规指给定的测量仪器、规范、规程等所允许的误差极限值。有时也称测量仪

33、器的允许误差极程等所允许的误差极限值。有时也称测量仪器的允许误差极限。限。（10）测量力）测量力 指测量过程中测量仪器测头与被测工件之间指测量过程中测量仪器测头与被测工件之间的接触力。的接触力。（11）稳定性）稳定性 指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。可用仪器的计量特性经规定的时间所发生的变化来定量力。可用仪器的计量特性经规定的时间所发生的变化来定量表示。表示。上一页 下一页返回4.3 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（12）测量仪器的示值变动量）测量仪器的示值变动量 指在相同测量条件下，对同指在相同测量条件下，对同一个被测

34、量进行多次重复测量时，一系列测得值的最大差异。一个被测量进行多次重复测量时，一系列测得值的最大差异。（13）回程误差）回程误差 指当被测的量不变时，在相同的条件下，指当被测的量不变时，在相同的条件下，测量器具沿正、反行程在同一点上测量结果之差的绝对值测量器具沿正、反行程在同一点上测量结果之差的绝对值（14）显示装置的分辨力）显示装置的分辨力 指显示装置能有效辨别的最小的指显示装置能有效辨别的最小的示值差。对于数字式显示装置，这就是当变化一个末位有效示值差。对于数字式显示装置，这就是当变化一个末位有效数字时其示值的变化。数字时其示值的变化。（15）测量不确定度）测量不确定度 测量不确定度表示由于

35、测量误差的存测量不确定度表示由于测量误差的存在而对被测几何量值不能肯定的程度。在而对被测几何量值不能肯定的程度。上一页返回4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理4.4.1测量误差的基本概念及产生的原因测量误差的基本概念及产生的原因1.测量误差的基本概念测量误差的基本概念任何测量过程，无论采用如何精密的测量方法，其测得值都任何测量过程，无论采用如何精密的测量方法，其测得值都不可能等于几何量的真值，即使测量条件相同，对同一被测不可能等于几何量的真值，即使测量条件相同，对同一被测几何量重复进行多次的测量，其测得值也不会完全相同，只几何量重复进行多次的测量，其测得值也不会完全相同，只能与其真值近

36、似。这种由于计量器具本身的误差和测量条件能与其真值近似。这种由于计量器具本身的误差和测量条件的限制而使测量结果与真值之间形成的差值称为测量误差。的限制而使测量结果与真值之间形成的差值称为测量误差。测量误差测量误差=测得值测得值-真值。真值。下一页返回4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理2.测量误差产生的原因测量误差产生的原因测量误差产生的原因很多，归纳起来有以下几种。测量误差产生的原因很多，归纳起来有以下几种。1）计量器具误差）计量器具误差 计量器具误差是由计量器具本身在设计、计量器具误差是由计量器具本身在设计、制造、装配和使用调整上的不准确而引起的。这些误差综合制造、装配和使用调整上

37、的不准确而引起的。这些误差综合表现在示值误差和示值的稳定性上。如机械式比较仪为简化表现在示值误差和示值的稳定性上。如机械式比较仪为简化结构而采用近似设计，使测量杆的直线位移与指针杠杆的角结构而采用近似设计，使测量杆的直线位移与指针杠杆的角位移不成正比，这时，如标尺以等分刻度来代替理论上的不位移不成正比，这时，如标尺以等分刻度来代替理论上的不等分刻度，就会产生原理性的示值误差。又如游标卡尺，标等分刻度，就会产生原理性的示值误差。又如游标卡尺，标准量与被测量不在同一条直线上，由于游标与尺身之间配合准量与被测量不在同一条直线上，由于游标与尺身之间配合间隙的影响也会产生测量误差。还有传动系统元件制造不

38、准间隙的影响也会产生测量误差。还有传动系统元件制造不准确所引起的放大比误差，传动系统元件接触间隙变化引起的确所引起的放大比误差，传动系统元件接触间隙变化引起的读数不稳定误差，以及变形、磨损等因素产生的测量误差等。读数不稳定误差，以及变形、磨损等因素产生的测量误差等。上一页 下一页返回4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理2）方法误差）方法误差 方法误差是指测量方法不完善所引起的误差。方法误差是指测量方法不完善所引起的误差。如计算公式不准确，测量方法选择不当，工件安装定位不准如计算公式不准确，测量方法选择不当，工件安装定位不准确等引起的测量误差。确等引起的测量误差。3）环境误差）环境误差

39、环境误差是指测量时，实际环境不符合标准环境误差是指测量时，实际环境不符合标准状态而引起的测量误差。影响测量环境的因素有温度、湿度、状态而引起的测量误差。影响测量环境的因素有温度、湿度、气压、振动、灰尘等，其中温度引起的测量误差最大。气压、振动、灰尘等，其中温度引起的测量误差最大。4）人员误差）人员误差 人员误差是由测量人员主观原因和操作技术人员误差是由测量人员主观原因和操作技术水平所引起的误差。例如，测量人员使用计量器具的方法不水平所引起的误差。例如，测量人员使用计量器具的方法不正确，对示值的分辨能力和对仪器的调节能力不强等因素引正确，对示值的分辨能力和对仪器的调节能力不强等因素引起的测量误差

40、。起的测量误差。上一页 下一页返回4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理4.4.2测量误差分类测量误差分类根据测量误差的特性，可将测量误差分为随机误差、系统误根据测量误差的特性，可将测量误差分为随机误差、系统误差和粗大误差三类，现分别叙述如下：差和粗大误差三类，现分别叙述如下：1.随机误差随机误差 随机误差是在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和随机误差是在同一条件下，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。符号以不可预定的方式变化着的误差。产生随机误差的因素很多，这些因素多具有偶然性和不稳定产生随机误差的因素很多，这些因素多具有偶然性和不稳定性。随机误差的分布

41、具有如下特点。性。随机误差的分布具有如下特点。上一页 下一页返回4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理1）单峰性）单峰性 多次测得的测量值是以它们的算术平均值为中多次测得的测量值是以它们的算术平均值为中心而相对集中分布，绝对值小的误差比绝对值大的误差出现心而相对集中分布，绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多，就分布而言在平均尺寸处呈现一个峰值。的次数多，就分布而言在平均尺寸处呈现一个峰值。2）对称性）对称性 绝对值相等的正误差和负误差出现的次数大致绝对值相等的正误差和负误差出现的次数大致相等，呈对称形式分布。相等，呈对称形式分布。3有界性有界性 绝对值很大的误差出现的频率接近于零，

42、即在一绝对值很大的误差出现的频率接近于零，即在一定的条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的界限。定的条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的界限。4）抵偿性）抵偿性 对同一量在同一条件下进行重复测量，其随机误对同一量在同一条件下进行重复测量，其随机误差的算术平均值，随测量次数的增加而趋近于零。差的算术平均值，随测量次数的增加而趋近于零。上一页 下一页返回4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理2.系统误差系统误差 系统误差是指在一定条件下，对同一被测量值进行多次重复系统误差是指在一定条件下，对同一被测量值进行多次重复测量时，误差的大小和符号均保持不变或按一确定规律变化测量时，误差的大小和符号

43、均保持不变或按一确定规律变化的测量误差。的测量误差。根据以上两种不同的情况，系统误差又分为二种，前一种情根据以上两种不同的情况，系统误差又分为二种，前一种情况为定值系统误差，后一种情况为变值系统误差。况为定值系统误差，后一种情况为变值系统误差。对于定值系统误差，可用实验对比方法发现，并可确定误差对于定值系统误差，可用实验对比方法发现，并可确定误差的大小，根据误差的大小和符号确定校正值，利用校正值将的大小，根据误差的大小和符号确定校正值，利用校正值将定值系统误差从测量结果中消除。定值系统误差从测量结果中消除。对于变值系统误差可采用技术措施加以消除或减小到最低程对于变值系统误差可采用技术措施加以消

44、除或减小到最低程度，然后按随机误差来处理。度，然后按随机误差来处理。上一页 下一页返回4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理3.粗大误差粗大误差粗大误差是指超出规定条件下预期的误差。这种误差是由于粗大误差是指超出规定条件下预期的误差。这种误差是由于测量者主观上疏忽大意造成的读错、记错，或客观条件发生测量者主观上疏忽大意造成的读错、记错，或客观条件发生突变（外界干扰、振动）等因素所致。粗大误差使测量结果突变（外界干扰、振动）等因素所致。粗大误差使测量结果产生严重的歪曲。测量时应根据判断粗大误差的准则予以确产生严重的歪曲。测量时应根据判断粗大误差的准则予以确定，然后予以剔除。定，然后予以剔除

45、。在一般要求的测量中，只要能确定测量的数据中不含有粗大在一般要求的测量中，只要能确定测量的数据中不含有粗大误差，就可将此测量值作为测量的结果。误差，就可将此测量值作为测量的结果。4.4.3 测量精度测量精度测量精度是指被测量的测得值与真值的接近程度。测量精度测量精度是指被测量的测得值与真值的接近程度。测量精度和测量误差从两个不同的角度说明了同一个概念。因此可用和测量误差从两个不同的角度说明了同一个概念。因此可用测量误差的大小来表示精度的高低。测量精度越高，则测量测量误差的大小来表示精度的高低。测量精度越高，则测量误差就越小，反之，测量误差就越大。误差就越小，反之，测量误差就越大。上一页 下一页

46、返回4.4 测量误差和数据处理测量误差和数据处理由于在测量过程中存在系统误差和随机误差，从而引出以下由于在测量过程中存在系统误差和随机误差，从而引出以下的概念。的概念。（1）正确度）正确度 指在规定的条件下，被测量中所有系统误差指在规定的条件下，被测量中所有系统误差的综合，它表示测量结果中系统误差影响的程度。系统误差的综合，它表示测量结果中系统误差影响的程度。系统误差小，则正确度高小，则正确度高（2）精密度）精密度 指在规定的测量条件下连续多次测量时，所指在规定的测量条件下连续多次测量时，所得测量结果彼此之间符合的程度，它表示测量结果中随机误得测量结果彼此之间符合的程度，它表示测量结果中随机误

47、差的大小，随机误差小，则精密度高。差的大小，随机误差小，则精密度高。（3）精确度）精确度 指连续多次测量所得的测量值与真值的接近指连续多次测量所得的测量值与真值的接近程度，它表示测量结果中系统误差与随机误差综合影响的程程度，它表示测量结果中系统误差与随机误差综合影响的程度。系统误差和随机误差都小，则精确度高。度。系统误差和随机误差都小，则精确度高。上一页返回4.5计量器具的选择原则与维护保养计量器具的选择原则与维护保养4.5.1计量器具的选用计量器具的选用1.工件的误收与误废工件的误收与误废在选择计量器具检测工件时，为了防止对工件的误收和误废，在选择计量器具检测工件时，为了防止对工件的误收和误

48、废，标准规定了两种验收极限。所谓误收，就是把不合格的产品，标准规定了两种验收极限。所谓误收，就是把不合格的产品，误判为合格予以接收。所谓误废就是把本来合格的产品误判误判为合格予以接收。所谓误废就是把本来合格的产品误判为不合格予以拒收。为不合格予以拒收。如果以被测工件的极限尺寸作为验收的边界值，在测量误差如果以被测工件的极限尺寸作为验收的边界值，在测量误差的影响下，实际尺寸超出公差范围的工件有可能被误判为合的影响下，实际尺寸超出公差范围的工件有可能被误判为合格品；实际尺寸处于公差范围之内的工件也同样有可能被误格品；实际尺寸处于公差范围之内的工件也同样有可能被误判为不合格品。这种现象，前者称为判为

49、不合格品。这种现象，前者称为“误收误收”，后者称为，后者称为“误废误废”。下一页返回4.5计量器具的选择原则与维护保养计量器具的选择原则与维护保养误收的工件不能满足预定的功能要求，使产品质量下降，误误收的工件不能满足预定的功能要求，使产品质量下降，误废则会造成浪费。这两种现象都是有害的。相比之下，误收废则会造成浪费。这两种现象都是有害的。相比之下，误收具有更大的危害性。具有更大的危害性。2.测量不确定度测量不确定度测量的根本目的是要获得具有一定可靠程度的测量结果。但测量的根本目的是要获得具有一定可靠程度的测量结果。但在任何一次测量中，由于受到环境条件的影响，各种误差因在任何一次测量中，由于受到

50、环境条件的影响，各种误差因素不可避免，再加上测量器具本身的误差等，肯定会造成测素不可避免，再加上测量器具本身的误差等，肯定会造成测量结果对被测尺寸真值的偏离，偏离程度的大小可用测量不量结果对被测尺寸真值的偏离，偏离程度的大小可用测量不确定度来表征。测量不确定度是用来表征测量过程中各项误确定度来表征。测量不确定度是用来表征测量过程中各项误差综合影响测量结果分散程度的一个误差限，一般用代号差综合影响测量结果分散程度的一个误差限，一般用代号表示。测量不确定度表示。测量不确定度由计量器具的不确定度由计量器具的不确定度1和测量条件和测量条件的不确定度的不确定度2两部分组成，在实际测量时，为了保证工件的两