1、Inner Mongolia Machine Electricity Occupation Technical College基本概念基本概念一一测量误差及数据处理测量误差及数据处理三三 光滑工件尺寸的检测光滑工件尺寸的检测四四二二常用测量方法和测量器具常用测量方法和测量器具内容提要内容提要概念：概念：“测量测量”是以确定量值为目的的全部操作。是以确定量值为目的的全部操作。实质：实质：将被测量与标准的单位量进行比较，确定其比值的过程。将被测量与标准的单位量进行比较，确定其比值的过程。若被测量为若被测量为L L，计量单位为，计量单位为E E，确定的比值为，确定的比值为q q，则测量，则测量可表示
2、为：可表示为：L=q E测量和测量过程要素测量和测量过程要素1.1.被测对象被测对象 主要指主要指几何量几何量。包括：长度、角度、。包括：长度、角度、表面粗糙度、形表面粗糙度、形状和位置误差及螺纹、齿轮的几何参数等。状和位置误差及螺纹、齿轮的几何参数等。2.2.计量单位计量单位 计量单位：米计量单位：米(m)(m)毫米毫米(mm)(mm)微米微米(m)(m)纳米纳米(nm)(nm)计量单位：弧度计量单位：弧度(rad)(rad)、度、分、秒；、度、分、秒；一一基基本本概概念念rad36021测量四要素：测量四要素：3.3.测量方法测量方法4.4.测量精度测量精度 指测量结果与被测几何量的真值的
3、一致程度；指测量结果与被测几何量的真值的一致程度；一一基基本本概概念念测量原理测量原理测量器具测量器具（计量器具）（计量器具）测量条件测量条件（环境和操作者）（环境和操作者）测量结果越接近真值，测量精度越高。测量结果越接近真值，测量精度越高。结结论论计量单位和长度基准计量单位和长度基准19831983年第年第1717届国际计量大会通过的米的定义，届国际计量大会通过的米的定义，规定：规定：“米米”是光在真空中在是光在真空中在1/299792458s1/299792458s的时的时间间隔内行进路程的长度。间间隔内行进路程的长度。一一基基本本概概念念 我国法定计量单位中，长度的基本单位我国法定计量单
4、位中，长度的基本单位名称名称“米米”其单位符号为其单位符号为“m”m”。量值的传递量值的传递一一基基本本概概念念量块量块（4 4）尺寸：标称尺寸；）尺寸：标称尺寸；（2 2）材料：特殊合金钢；）材料：特殊合金钢；（3 3）形状：正六面体；）形状：正六面体；（1 1）定义：无刻度、截面为矩形的平面平行端面量具；）定义：无刻度、截面为矩形的平面平行端面量具；（5 5）精度等级：）精度等级：按制造精度分为按制造精度分为6 6级：级：0000、0 0、K K、1 1、2 2、3 3级；级；按检定精度分为按检定精度分为6 6等：等：1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6等；等；使用时，使用时，“
5、等等”比比“级级”的测量精度要高。的测量精度要高。一一基基本本概概念念（6 6）量块的组合应用）量块的组合应用 我国成套生产的量块共有我国成套生产的量块共有1717种套别，每套的块数分别为种套别，每套的块数分别为9191、8383、4646、1212、1010、8 8、6 6、5 5等。等。下表所列为下表所列为8383块组和块组和4646块组一套的量块的尺寸系列。块组一套的量块的尺寸系列。一一基基本本概概念念消尾法：从所需组合尺寸的最后一位非消尾法：从所需组合尺寸的最后一位非0 0尾数开始，每选择尾数开始，每选择 一块量块至少去掉一位尾数。一块量块至少去掉一位尾数。注意注意：为了减少量块组合的
6、累计误差，组合时量块不超过：为了减少量块组合的累计误差，组合时量块不超过4 4块。块。例：从例：从8383块一套的量块中选取尺寸为块一套的量块中选取尺寸为36.745mm36.745mm的量块组；的量块组；36.745 36.745 所需尺寸所需尺寸 1.005 1.005 第一块量块尺寸第一块量块尺寸35.74035.740 1.240 1.240 第二块量块尺寸第二块量块尺寸 34.500 34.500 4.500 4.500 第三块量块尺寸第三块量块尺寸30.000 30.000 第四块量块尺寸第四块量块尺寸一一基基本本概概念念练习：练习：1.1.用用8383块一套的量块组合下列尺寸块一
7、套的量块组合下列尺寸（1 1）26.37526.375；（；（2 2）43.98543.985。26.375 26.375 所需尺寸所需尺寸 1.005 1.005 第一块量块尺寸第一块量块尺寸25.3725.37 1.37 1.37 第二块量块尺寸第二块量块尺寸 24 24 4 4 第三块量块尺寸第三块量块尺寸20 20 第四块量块尺寸第四块量块尺寸 一一基基本本概概念念练习：练习：1.1.用用8383块一套的量块组合下列尺寸块一套的量块组合下列尺寸（1 1）26.37526.375；（；（2 2）43.98543.985。43.985 43.985 所需尺寸所需尺寸 1.005 1.005
8、 第一块量块尺寸第一块量块尺寸42.9842.98 1.48 1.48 第二块量块尺寸第二块量块尺寸 41.5 41.5 1.5 1.5 第三块量块尺寸第三块量块尺寸40 40 第四块量块尺寸第四块量块尺寸 一一基基本本概概念念（1.081.08或或1.181.18或或1.281.28或或1.381.38）（2 2）间接测量）间接测量 通过测量与被测几何量有函数关系的其他通过测量与被测几何量有函数关系的其他 量，再经过计算得到该被测几何量值。量，再经过计算得到该被测几何量值。（1 1）直接测量）直接测量 直接从测量器具上获得被测几何量的整直接从测量器具上获得被测几何量的整 个量值。个量值。常用
9、测量方法（狭义）常用测量方法（狭义）例如：用游标卡尺、外径千分尺测量外圆直径；例如：用游标卡尺、外径千分尺测量外圆直径；用比较仪测量长度尺寸等。用比较仪测量长度尺寸等。（1 1）绝对测量）绝对测量 从测量器具上直接得到被测参数的整个从测量器具上直接得到被测参数的整个 量值的测量。量值的测量。（2 2）相对测量（比较测量）相对测量（比较测量）从计量器具上仅读出被测量对已知标准量的偏差值从计量器具上仅读出被测量对已知标准量的偏差值 ，而被测几何量的量值等于该偏差值与标准量值的代数和。而被测几何量的量值等于该偏差值与标准量值的代数和。例如：用游标卡尺测量零件轴径值。例如：用游标卡尺测量零件轴径值。例
10、如：用内径百分表测孔径。例如：用内径百分表测孔径。二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具（1 1）接触测量）接触测量 测量器具的测头与被测表面相接触的测量。测量器具的测头与被测表面相接触的测量。（2 2）非接触测量）非接触测量 测量器具的测头不与被测表面相接触测量器具的测头不与被测表面相接触 的测量。的测量。例如：用游标卡尺测量零件轴径值。例如：用游标卡尺测量零件轴径值。例如：用光切显微镜测量表面粗糙度。例如：用光切显微镜测量表面粗糙度。二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具（1 1）主动测量（在线测量）主动测量（在线测量）在加工过程中进行的测量。在加工过程中进行的测量。（2 2）被动测量
11、（离线测量）被动测量（离线测量）加工完后进行的测量。加工完后进行的测量。作用：控制加工质量，防止废品的产生作用：控制加工质量，防止废品的产生作用：发现并剔除废品作用：发现并剔除废品二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具（2 2）综合测量）综合测量 同时对零件上几个相关的不同参数进行综合同时对零件上几个相关的不同参数进行综合 测量。测量。（1 1）单项测量）单项测量 分别对不同参数进行单独测量。分别对不同参数进行单独测量。综合测量测量效率高，在大批量生产中应用广泛。综合测量测量效率高，在大批量生产中应用广泛。例如：用工具显微镜测量螺纹的螺距、大径、中径、牙例如：用工具显微镜测量螺纹的螺距、大径
12、、中径、牙 型半角等。型半角等。例如：用螺纹量规检验螺纹的作用中径。例如：用螺纹量规检验螺纹的作用中径。二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具例如：用电动轮廓仪测量表面粗糙度等。例如：用电动轮廓仪测量表面粗糙度等。（1 1）静态测量）静态测量 测量时被测件表面与测量器具测头测量时被测件表面与测量器具测头 处于静止状态。处于静止状态。例如：用外径千分尺测量轴径。例如：用外径千分尺测量轴径。（2 2）动态测量）动态测量 测量时被测零件表面与测量器具测头测量时被测零件表面与测量器具测头 处于相对运动状态。处于相对运动状态。二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具（2 2）不等精度测量）不等精度测量
13、 在测量过程中，决定测量精度的在测量过程中，决定测量精度的 全部因素或条件可能完全改变或全部因素或条件可能完全改变或 部分改变。部分改变。（1 1）等精度测量）等精度测量 在测量过程中，决定测量精度的在测量过程中，决定测量精度的 全部因素或条件不变。全部因素或条件不变。二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具常用测量器具常用测量器具（1 1）量具：指以）量具：指以固定形式固定形式复现量值的计量器具。复现量值的计量器具。（2 2）量规：指无刻度的计量器具，用来）量规：指无刻度的计量器具，用来检验检验零件加工的实际尺寸和零件加工的实际尺寸和 形位误差综合效果是否在规定的范围内。形位误差综合效果是否
14、在规定的范围内。（3 3）量仪：指将被测几何量）量仪：指将被测几何量转换转换成可直接观测的指示值或等效信息的成可直接观测的指示值或等效信息的 计量器具。计量器具。（4 4）测量装置：指为确定被测几何量量值所必需的）测量装置：指为确定被测几何量量值所必需的辅助装置辅助装置。多值量具多值量具单值量具单值量具类别类别二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具（1 1）分度值）分度值（刻度值）（刻度值）测量器具的标尺上，相邻两刻线所测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值代表的量值。（2 2）刻度间距）刻度间距 测量器具标尺或刻度盘上两测量器具标尺或刻度盘上两 （分度间距）（分度间距）相邻刻线之间的相邻
15、刻线之间的实际距离实际距离。分度值越小，计量器具的测量精度越高分度值越小，计量器具的测量精度越高例如：一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值例如：一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值 为为0.01mm0.01mm，则该测量器具的分度值为，则该测量器具的分度值为0.01mm0.01mm。为便于读数，一般做成刻线间距为为便于读数，一般做成刻线间距为0.750.752.5mm2.5mm的等距离刻线的等距离刻线二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具（4 4）测量范围）测量范围 测量器具所测量器具所能测量能测量的被测量值的最小值到最大值的范围。的被测量值的最小值到最大值的范围。（3 3）
16、示值范围）示值范围 由测量器具所由测量器具所显示或指示显示或指示的最低值到最高值的范围。的最低值到最高值的范围。例如：机械式比较仪的示值范围为例如：机械式比较仪的示值范围为-60-60+60+60m 。例如：外径千分尺的测量范围有例如：外径千分尺的测量范围有0 025mm25mm、252550mm50mm等，等，机械式比较仪的测量范围为机械式比较仪的测量范围为0 0180mm180mm。二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具二二常常用用测测量量方方法法及及器器具具（6 6）示值误差）示值误差 测量仪器的示值与被测量的真值之差。测量仪器的示值与被测量的真值之差。（5 5）灵敏度）灵敏度 计量器
17、具对被测几何量微小变化的反应能力。计量器具对被测几何量微小变化的反应能力。（7 7）不确定度）不确定度 指由于测量误差的存在而对被测几何量量值不能确定的指由于测量误差的存在而对被测几何量量值不能确定的 程度。程度。如果被测参数的变化量为如果被测参数的变化量为LL，引起测量器具示值变化量为，引起测量器具示值变化量为xx，则灵敏度则灵敏度S=x/LS=x/L。当分子分母为同一类量时，灵敏度又称放大比当分子分母为同一类量时，灵敏度又称放大比K K。示值误差是测量仪器本身各种误差的综合反映示值误差是测量仪器本身各种误差的综合反映不确定度大，则测量精度低不确定度大，则测量精度低二二常常用用测测量量方方法
18、法及及器器具具 测量误差种类和产生的原因测量误差种类和产生的原因测量误差是指实际测得值与被测量真值的偏移量。测量误差是指实际测得值与被测量真值的偏移量。()绝对误差绝对误差 绝对误差是指被测量的测得值与其真值。之差；绝对误差是指被测量的测得值与其真值。之差；即：即：。由于测得值可能大于或小于真值。，因此测量误差可能是正值也由于测得值可能大于或小于真值。，因此测量误差可能是正值也可能是负值。可能是负值。用绝对误差和相对误差表示。用绝对误差和相对误差表示。()相对误差相对误差 指绝对误差指绝对误差的绝对值与被测量真值。之比。的绝对值与被测量真值。之比。故相对误差故相对误差比绝对误差比绝对误差更精确
19、。更精确。（1 1）计量器具的误差）计量器具的误差（2 2）标准件的误差）标准件的误差（3 3）测量方法的误差）测量方法的误差（4 4）测量环境的误差）测量环境的误差（5 5）人员的误差）人员的误差三三测测量量误误差差及及数数据据处处理理对于对于同一尺寸同一尺寸，用绝对误差用绝对误差的大小来判断测量精度的高低；的大小来判断测量精度的高低；对于对于不同尺寸不同尺寸，用相对误差用相对误差的大小来判断测量精度的高低。的大小来判断测量精度的高低。()系统误差系统误差 指在相同条件下多次重复测量同一量时，误差的大小与符号保持指在相同条件下多次重复测量同一量时，误差的大小与符号保持不变或按一定规律变化的误
20、差。不变或按一定规律变化的误差。前者称为定值系统误差，后者称为变值系统误差。前者称为定值系统误差，后者称为变值系统误差。（2 2）随机误差）随机误差 指在相同条件，多次测量同一量值时，其误差的大小和符号以不可指在相同条件，多次测量同一量值时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化的误差。预见的方式变化的误差。（3 3）粗大误差）粗大误差指明显超出规定条件下预计的误差。指明显超出规定条件下预计的误差。三三测测量量误误差差及及数数据据处处理理（1 1）精密度）精密度 指在一定测量条件下连续多次测量所得的测得值之间相互接近的程度。指在一定测量条件下连续多次测量所得的测得值之间相互接近的程度。反映：测
21、量结果中随机误差的影响程度反映：测量结果中随机误差的影响程度随机误差小，则精密度高随机误差小，则精密度高三三测测量量误误差差及及数数据据处处理理（2 2）正确度）正确度反映系统误差的影响程度。反映系统误差的影响程度。系统误差小，正确度高。系统误差小，正确度高。（3 3）准确度）准确度反映系统误差和随机误差的综合影响程度。反映系统误差和随机误差的综合影响程度。系统误差和随机误差都小，准确度高。系统误差和随机误差都小，准确度高。三三测测量量误误差差及及数数据据处处理理各类测量误差的处理各类测量误差的处理处理方法：处理方法：（1 1）测量前将计量仪器进行调零；）测量前将计量仪器进行调零；（2 2）加
22、修正值；）加修正值；处理方法：直接剔除不用。处理方法：直接剔除不用。三三测测量量误误差差及及数数据据处处理理课上作业：课上作业：1.测量的实质是什么？一个完整的测量过程包括哪几个测量的实质是什么？一个完整的测量过程包括哪几个 组成要素？组成要素？2.什么是相对测量法？什么是相对测量法？3.测量误差按其性质分为哪几类及其概念是什么？测量误差按其性质分为哪几类及其概念是什么？光滑极限量规光滑极限量规 通孔公差孔最小极限尺寸止孔最大极限尺寸轴公差轴最大极限尺寸通轴最小极限尺寸止轴用卡规或环规轴用卡规或环规 孔用塞规孔用塞规 四四光光滑滑工工件件尺尺寸寸的的检检测测 按用途可分为三类：按用途可分为三类
23、：（1 1）工作量规）工作量规 指工人在生产过程中用来检验工件的量规。指工人在生产过程中用来检验工件的量规。（2 2）验收量规）验收量规 验收产品时所用的量规。验收产品时所用的量规。（3 3）校对量规）校对量规 用以检验工作量规或验收量规的量规。用以检验工作量规或验收量规的量规。四四光光滑滑工工件件尺尺寸寸的的检检测测验收极限及测量器具的选择验收极限及测量器具的选择四四光光滑滑工工件件尺尺寸寸的的检检测测验收极限与安全裕度验收极限与安全裕度()方式一：内缩的验收极限方式一：内缩的验收极限 内缩的验收极限是规定最大实体尺寸和最小实体尺寸分别向工件公内缩的验收极限是规定最大实体尺寸和最小实体尺寸分
24、别向工件公差带内移动一个安全裕度。差带内移动一个安全裕度。四四光光滑滑工工件件尺尺寸寸的的检检测测 工件上验收极限最大极限尺寸工件上验收极限最大极限尺寸 工件下验收极限最小极限尺寸工件下验收极限最小极限尺寸 生产公差上验收极限下验收极限生产公差上验收极限下验收极限 四四光光滑滑工工件件尺尺寸寸的的检检测测()方式二：不内缩的验收极限方式二：不内缩的验收极限 不内缩验收极限等于规定的最大实体尺寸和最小实体尺寸，不内缩验收极限等于规定的最大实体尺寸和最小实体尺寸，即安全裕度即安全裕度=0=0。确定验收极限的方式确定验收极限的方式验收极限验收极限应用应用内缩内缩方式方式 将工件的验收极限从工件将工件
25、的验收极限从工件的极限尺寸向工件的公差的极限尺寸向工件的公差带内缩一个安全裕度带内缩一个安全裕度A上验收极限尺寸上验收极限尺寸 最大极限尺寸最大极限尺寸A下验收极限尺寸下验收极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸A主要用于采用包主要用于采用包容要求的尺寸和容要求的尺寸和公差等级较高的公差等级较高的尺寸尺寸不内缩不内缩方式方式安全裕度安全裕度A0上验收极限尺寸上验收极限尺寸 最大极限尺寸最大极限尺寸下验收极限尺寸下验收极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸主要用于非配合主要用于非配合尺寸和一般公差尺寸和一般公差尺寸尺寸（3 3）验收极限方式的选择）验收极限方式的选择四四光光滑滑工工件件尺尺寸寸的的检检测测 按照计量器具的测量不确定度允许值选择计量器具。按照计量器具的测量不确定度允许值选择计量器具。表5-6 安全裕度（A）与计量器具的测量不确定度允许值（u1）四四光光滑滑工工件件尺尺寸寸的的检检测测
