基本技能培训教材-计量篇5514.docx
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1、 基本技能培训教材 第二章常用计计量工具具 一、 名词解释释1.计量量学 计量学学是有关关测量知知识领域域的一门门学科,它它主要研研究测量量,保证证测量统统一和准准确。它它涉及测测量的整整个知识识领域。包括测测量理论论和实践践的各个个方面,而而不论其其准确度度如何及及用于何何种科学学技术领领域。具具体地说说,计量量学研究究可测的的量、计计量单位位、计量量基准、标准的的建立、复现、保存及及量值传传递、测测量原理理方法及及其准确确度、观观测者进进行测量量的能力力,以及及计量的的法制和和管理等等 。在在实用中中,计量量学简称称为计量量。2.计量量单位 有明确确定义和和名称并并命其数数值为11 的一一
2、个固定定量。我我国采用用国际单单位(),其其基本单单位为:米、千千克、秒秒、安培培、开尔尔文、摩摩(尔)、坎(德德拉)。3.计量量器具单独或连连同辅助助设备用用以测量量的装置置。计量量器具一一般可分为实物物量具、计量仪仪器仪表表、计量量装置以以及用于于统一量量值的标准物物质。按按其在我我国检定定系统中中的位置置可分为为计量基基准、 计量量标准、工作计计量器具具。在国国外,用用于复现现单位和和检定校校 准的的计量器器具统称称为计量量标准。4.计量量仪器 将被测测量值转转换成可可直接观观察的示示值或等等效信息息的计量量器具。如如电流表表、压力力表、温温度计、水表、天平等等。计量量仪器可分为为指示式
3、式计量仪仪器(交交流电流流表、压压力表等等)记录录式计量仪器器(温湿湿度记录录仪,圆圆图记录录仪式电电位差计计等)比比较式计量仪仪器(电电桥、电电位差计计、热电电偶毫伏伏发生器器等)另另外还有数字字式计量量仪器,由由独立而而完备的的器件构构成的传传感器,能产生附附加或附附属功能能的变送送器、检检测器、调节器器等。5.计量量分类简单的讲讲,计量量可分为为长度计计量、热热工计量量、力学学计量、 电学学计量、无线电电计量、声学计计量、光光学计量量、化学学计量、 时间间和频率率计量十十大类。6.准确确度计量器具具给出的的接近被被测量真真值的能能力。从从误差观观点来 说,准准确度是是计量器器具最重重要的
4、性性能指标标。当示示值越接接近真 值,准准确度就就越高。但定量量给出准准确度则则采用计计量器具具的示 值误误差或计计量器具具的测量量不确定定度之值值。当准准确度越越高,这这 类值值就越小小。往往往采用准准确度级级别表示示。二、 简单误差差理论介介绍1.真值值 量的真值值是理想想的概念念,任何何的测量量都是有有误差的的,真值值是无法知知道的,精精密测量量可获得得接近真真值的量量值。满满足规定定准确度度用来代代替真值值使用的的量值称称为实际际值,也也就是用用高一等等级的计计量标准准测量的的量值称称为实际际值。2.误差差实际值1减去去真值所得的的差值即即:11 误差是是普遍存存在的,如如测量中中有误
5、差差, 制制造加工工有制造造加工误误差,计计算中有有截断误误差,读读数时有有读数误误差(视视觉误差差)等。广义的的误差概概念应理理解为偏偏离真值值的给出出值与真真值之差差。3误差差的分类类31 绝对误差差绝对误差差实测测值真真值3.2相相对误差差:绝对对误差/实际值值(真值值与实际际值之差差可忽略略 不计计)相对误差差绝对对误差与与真值的的百分比比3.3 引用用误差: 引引用误差差等于仪仪表示值值误差与与仪表满满量 程值之之比,以以百分数数表示。 引引用误差差示值值误差/满量程程值3.4最最大引用用误差: 仪表表的最大大引用误误差是仪仪表的最最大示 值误差差与仪表表满量程程值之比比。 最大引引
6、用误差差最大大示值误误差/满满量程 因仪仪表最大大示值误误差是唯唯一的,所所以仪表表的最大大引用误差也也是唯一一的,从从而可以以用仪表表的最大大引用误误差来评定仪表表的准确确度高低低。 之所以以要详细细介绍误误差的种种类,是是因为仪仪表的各各种仪表、仪器器的误差差精度等等级都是是用不同同种类的的误差来来评定的的。例如,压压力表用用的是引引用误差差来表示示仪表的的等级;力矩扳扳手用的是相相对误差差来表示示精度等等级的。 各种误误差间的的关系是是:绝对对误差表表示的是是测量结结果对真真值偏离的的实际大大小量值值,而相相对误差差是表示示测量结结果所含含有的误差率率。对于于用不同同方法测测量量值值不同
7、的的同类量量,用绝绝对误差难以以判别不不同测量量方法的的准确度度高低,而而用相对对误差判判别则比较较容易实实现。如: 用用两种方方法测量量11000mm的尺尺寸,当当测量误误差分别别为110m; 288m 时,根根据误差差的大小小,可知知后一种测量量方法准准确度高高,用第第三种方方法测量量280mmm的尺尺寸,当测测量误差差为377m时,就就难以用用绝对误误差评 定第三种种方法测测量准确确度的高高低,而而采用相相对误差差问题就就可以得到解解决。1/LL1=110m/1000mmm=0.01%2/LL2=88m/1100mmm=00.0008%3/LL3=77m/800mm=00.0009% 显
8、而易易见第二二种测量量精度最最高,测测量误差差最小。4修正正值与测量结结果代数数相加而而可得到到真值的的值。真值测测量结果果修正正值 误差测测量结果果真值值 从而可可以看出出,修正正值就是是与误差差绝对值值相对,符符号相反反的值。这说明明含有误误差的测测量结果果与修正正值代数数相加可可以消除除误差对对测量的的影响,提提高测量量的准确确度。计计量器具具送检的的目的之之一就是是为了取取得修正正值。 张力表表在使用用中常需需要引入入更正值值使用,许许多仪器器在某一一个(或或二个)刻刻度有超超差现象象,但不不能因此此就报废废一台仪仪器,在在这种情情况下就就需要引引入更正正值使用用。5.仪表表的准确确度
9、级别别符合规定定的计量量学要求求,其误误差保持持在规定定极限以以内的计计量器具具级别, 按照相相对误差差方式或或以引用用误差的的方式表表示最大大误差和和规格的的计量器器具,其其准确度度级别都都指定以以最大基基本误差差之值的的数值用用百分数数表示。 压力表表是以引引用误差差的方式式表示准准确度级级别的,就就是指在在任何一一个示值值,它的的允许误误差都为为测量上上限与最最大示值值误差之之比值。例:1.5级的的压力表表,最大大量程为为1455psii,它的的允许误误差 为: 1445(ppsi)1.5=2.1175(psii) 2.55级的压压力表,最最大量程程为3000pssi,它它的允许许误差
10、为: 3000(ppsi)2.55%=77.5(psii)力矩扳手手的允许许误差是是用相对对误差来来确定准准确度级级别的。一只量程程为2000lbbin的的4级力力矩扳手手,在1000lbiin示值值处的允允许误差差为: 1000(lbbin)44(llbinn)在1500lbiin示值值处的允允许误差差为: 1500(lbbin)46(llbinn) 注意意:就压压力表而而言,不不论是11.5级级表,还还是2.5级表表,它们们的允许许误差值值在测量量范围内内的每一一示值点点上都是是相同的的,是不不因量程程的变化化而增减减的。力力矩扳手手的允许许误差则则不同了了,不同同的示值值就有不不同的允允
11、许误差差值。这这就要求求人们在在使用过过程中要要正确选选用量程程。6.误差差来源6.1设设备误差差611 标标准器误误差612 测测量装置置误差613 附附件误差差(力矩矩扳手的的加长杆杆,千分分表卡座座等)62 环境误误差环境温度度、温度度、电磁磁场、灰灰尘等等等,如在在电位差差计等仪仪器的使使用中,温温度每变变化1度度,热电电势就会会变化440微伏伏。6 3 人员员误差: 测量者者生理上上的最小小分辩力力、反映映速度和和固有习习惯引起起的误差差。张力力表的测测量这种种误差表表现非常常充分。64 方法误差差 由于于测量方方法和计计算方法法的不完完善所引引起的误误差。7 消除误差差的方法法(简
12、单单)71 消除定值值系统误误差的方方法定值系统统误差: 在整整个测量量过程中中,误差差大小和和方向始始终保持持不变,如如计量器器具的刻刻线误差差、零位位误差等等。7.1.1消除除误差源源 主主要是依依靠测量量人员对对测量过过程中可可能产生生系统误误差的因因素和环环节做仔仔细分析析,在测测量之前前就将产产生系统统误差的的因素和和根源加加以消除除。7.1.2 加修正正值法 预预先将测测量器具具的系统统误差检检定出来来, 然然后取与与 此误误差绝对对值相等等、符号号相反的的值作为为修正值值,将实实际 测得得值加上上相应的的修正值值,即可可得到不不包括系系统误差差的 测量量结果。 另另外还有有替代法
13、法、交换换法、抵抵消法等等等, 这里就就 不一一一讲述述了。7.1.3 粗大误误差消除除方法a.加强强测量者者的责任任心,严严肃认真真对待测测量工作作。b.保证证测量条条件的稳稳定,避避免在外外界条件件姓明显显变化时时进行测测量。c.采取取校验制制度,由由另一人人对测量量、读数数、记录录进行核核验。d.根据据误差理理论,发发现和剔剔除粗大大误差。三、 计量器具具使用基基本原则则1 量程选择择原则由于仪器器、仪表表的精度度等级是是由相对对误差或或引用误误差来确确定的,用用相对误误差来确确定等级级的仪表表,在仪仪表的量量程范围围内,各各测量点点的误差差都是不不同的;而用引引用误差差来确定定等级的的
14、仪表,在在低量程程的示值值点上的的误差与与满量程程是一致致的。所所以必须须特别注注意对量量程的选选择。原原则上要要符合在在需测量量值的220%-90%量程内内或大于于1/33满量程程小于33/4满满量程这这一范围围。233飞机轮轮胎充气气压力表表与77373000/4000飞机机轮胎充充气压力力表量程程为什么么不相同同,为什什么量程程为3000pssi;精精度为22.5级级压力表表不能用用于23飞飞机轮胎胎压力的的测量 第第一步:查清测测量要求求(见下下表):机型前轮主轮2336933psii1065pssiB7377-3000168-1600psii200-1900psiiB7377-400
15、0168-1600psii208ppsiD32886722psii1652psii第二步:计算量量程按大于11/3小小于3/4原则则计算如如下:145ppsi*1/33=477.855psii145ppsi*3/44=1008.775pssi300ppsi*1/33=1000pssi300ppsi*3/44=2225pssi如果只用用量程为为3000psii的压力力表,由由计算结结果得出出显然不不能满足足量程选选择原则则。前轮测量量值为669pssi1100ppsi (不不能满足足)主轮1000pssi1106ppsi2255psii (可以以满足)用1455psii则可满满足量程程选择原原则
16、:47.885pssi669pssi1108.75ppsi47.885pssi1106ppsi1088.755psii均能满足足量程选选择原则则。B7377-3000/4400飞飞机100ppsi1688psii2225pssi100ppsi2000psii2225pssi均能满足足量程选选择原则则。由上不难难看出,233飞机必必须选用用量程为为1455psii的压力力表;而而73373300/4000飞机则则必须选选用3000pssi的压压力表,否否则不仅仅满足不不了测量量要求,而而且有可可能损坏坏仪表。其它仪器器的量程程选择原原则相同同,这里里就不一一一讲述述了。2 精度等级级选择原原则首
17、先要满满足测量量精度。233飞机前前轮6993psii;主轮轮10665psiia. 量程为3300ppsi;精度等等级为22.5级级压力表表, 其其允许误误差为:X1=3300ppsi*2.55%=7.55psii bb. 量量程为3300ppsi;精度度等级为为1.55级压力力表, 其允许许误差为为: XX2=3300ppsi*1.55%=4.55psii CC. 量量程为1145ppsi;精度等等级为22.5级级压力表表,其允允许误差差为: X33=1445pssi*2.55%=3.6625ppsid. 量程为1145ppsi;等级为为1.55级压力力表,其其允许误误差为:145ppsi
18、*1.55%=2.1175ppsi由于压力力表是以以引用误误差来确确定精度度等级的的,也就就是说在在满量程程范围内内,每一一示值点点都允许许存在精精度等级级a%与满满量程示示值之积积大小的的误差。通过以上上的计算算,我们们可以得得出,以以上四只只表若要要满足6693psii,10065pssi的测测量要求求,只能能选取满满量程为为1455ps;精精度等级级为1.5级的的压力表表。73373300/4000 它的的测量允允许误差差为8-10ppsi要要求,则则量程为为3000psii,等级级为2.5级的的压力表表可满足足测量要要求.第二章、几种常常用计量量器具的的注意事事项和使使用方法法。1、
19、压力表类类1.1 压力表只只允许在在无损坏坏,并有有检定合合格标签签及未超超出检 定周期期条件下下方可使使用。1. 2在选择择压力表表时,要要考虑被被测压力力的量值值和特性性,以保保证测量精精度,同同时又能能延长压压力表的的使用寿寿命,一一般情 况下,在在固定式式均匀变变化负荷荷下,应应在仪表表标度的的1/33-3/44范围内内使用。1.3 在使用时时,压力力表应垂垂直安装装,易于于读数。1.4 在测量脉脉动压力力时,在在压力表表前加装装缓冲器器或阻尼尼器,以以减少仪仪表指针针的摆幅幅,提高高仪表使使用寿命命及便于于读数。1.5 对使用中中的压力力表,应应按其使使用条件件的不同同定期进进行检定
20、定,检定定周期最最长不超超过半年年。1.6 轮胎压力力表不使使用时,应应使压力力指针回回零。2、 游标类仪仪器2.1 游标读读数原理理 机械械式仪器器中,读读数有单单指标线线读数,游游标读数数等多种方式式,用单单指标线线读数时时,与主主刻度相相对运动动的是单根指标标线。以以主尺零零线为起起点,则则移动的的距离就就是指标线所指指的标尺尺的刻度度数。如如(图一一)所示示。主尺尺分度值为1mmm,则则指标所所指示的的为8.5mmm, 这8mmm是8条条刻线,也就就是18=88mm,而而0.55mm则是是指标线线的位置置是占 主尺一格格的几分分之几(图中为为十分之之五)来来估计读读数的,称为估读读值。
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