基本技能培训教材计量篇21538.docx
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1、 基本技能培训教材 第二章常用计量工具 一、 名词解释1.计量学学 计量学是是有关测测量知识识领域的的一门学学科,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。包包括测量量理论和和实践的的各个方方面,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、标标准的建建立、复复现、保保存及量量值传递递、测量量原理方方法及其其准确度度、观测测者进行行测量的的能力,以以及计量量的法制制和管理理等 。在在实用中中,计量量学简称称为计量量。2.计量单单位 有明确定定义和名名称并命命其数值值为1 的一个个
2、固定量量。我国国采用国国际单位位(),其其基本单单位为:米、千千克、秒秒、安培培、开尔尔文、摩摩(尔)、坎坎(德拉拉)。3.计量器器具单独或连同同辅助设设备用以以测量的的装置。计计量器具具一般可可分为实物量量具、计计量仪器器仪表、计计量装置置以及用用于统一一量值的标准物质质。按其其在我国国检定系系统中的的位置可可分为计计量基准准、 计量标标准、工工作计量量器具。在在国外,用用于复现现单位和和检定校校 准的计计量器具具统称为为计量标标准。4.计量仪仪器 将被测量量值转换换成可直直接观察察的示值值或等效效信息的的计量器具。如电电流表、压压力表、温温度计、水水表、天天平等。计计量仪器可分为指指示式计
3、计量仪器器(交流流电流表表、压力力表等)记记录式计量仪器(温温湿度记记录仪,圆圆图记录录仪式电电位差计计等)比比较式计量仪器器(电桥桥、电位位差计、热热电偶毫毫伏发生生器等)另另外还有数字式式计量仪仪器,由由独立而而完备的的器件构构成的传传感器,能产生附加加或附属属功能的的变送器器、检测测器、调调节器等等。5.计量分分类简单的讲,计计量可分分为长度度计量、热热工计量量、力学学计量、 电学计计量、无无线电计计量、声声学计量量、光学学计量、化化学计量量、 时间和和频率计计量十大大类。6.准确度度计量器具给给出的接接近被测测量真值值的能力力。从误误差观点点来 说,准准确度是是计量器器具最重重要的性性
4、能指标标。当示示值越接接近真 值,准准确度就就越高。但但定量给给出准确确度则采采用计量量器具的的示 值误差差或计量量器具的的测量不不确定度度之值。当当准确度度越高,这这 类值就就越小。往往往采用用准确度度级别表表示。二、 简单误差理理论介绍绍1.真值 量的真值是是理想的的概念,任任何的测测量都是是有误差差的,真真值是无法知知道的,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.误差实际值11减去真真值所所得的差差值即:1 误差是普普遍存在在的,如如测量中中有误差差, 制制
5、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。广广义的误误差概念念应理解解为偏离离真值的的给出值值与真值值之差。3误差的的分类31 绝对误差绝对误差实测值值真值值3.2相对对误差:绝对误误差/实实际值(真真值与实实际值之之差可忽忽略 不计)相对误差绝对误误差与真真值的百百分比3.3 引用误误差: 引用用误差等等于仪表表示值误误差与仪仪表满量量 程程值之比比,以百百分数表表示。 引用用误差示值误误差/满满量程值值3.4最大大引用误误差: 仪表的的最大引引用误差差是仪表表的最大大示 值值误差与与仪表满满量程值值之比。 最最大引用用误差最大示示值误差差
6、/满量量程 因仪表表最大示示值误差差是唯一一的,所所以仪表表的最大大引用误差也是是唯一的的,从而而可以用用仪表的的最大引引用误差差来评定仪表的的准确度度高低。 之之所以要要详细介介绍误差差的种类类,是因因为仪表表的各种种仪表、仪器的的误差精精度等级级都是用用不同种种类的误误差来评评定的。例如,压力力表用的的是引用用误差来来表示仪仪表的等等级;力力矩扳手手用的是相对对误差来来表示精精度等级级的。 各各种误差差间的关关系是:绝对误误差表示示的是测测量结果果对真值偏离的实实际大小小量值,而而相对误误差是表表示测量量结果所所含有的误差率。对对于用不不同方法法测量量量值不同同的同类类量,用用绝对误差难以
7、判判别不同同测量方方法的准准确度高高低,而而用相对对误差判判别则比较容容易实现现。如: 用两两种方法法测量11100mmm的尺尺寸,当当测量误误差分别别为1110m; 288m 时,根根据误差差的大小小,可知知后一种测量方方法准确确度高,用用第三种种方法测测量22800mm的尺尺寸,当测量量误差为为377m时,就就难以用用绝对误误差评 定第三种方方法测量量准确度度的高低低,而采采用相对对误差问问题就可可以得到解决决。1/L11=100m/1000mmm=0.01%2/L22=8m/1100mmm=00.0008%3/L33=7m/800mm=00.0009% 显显而易见见第二种种测量精精度最高
8、高,测量量误差最最小。4修正值值与测量结果果代数相相加而可可得到真真值的值值。真值测量量结果修正值值 误差测量量结果真值 从从而可以以看出,修修正值就就是与误误差绝对对值相对对,符号号相反的的值。这这说明含含有误差差的测量量结果与与修正值值代数相相加可以以消除误误差对测测量的影影响,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。 张力表在在使用中中常需要要引入更更正值使使用,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.仪表的的准确度度级别符合规定的的计量学学要求,其
9、其误差保保持在规规定极限限以内的的计量器器具级别别, 按按照相对对误差方方式或以以引用误误差的方方式表示示最大误误差和规规格的计计量器具具,其准准确度级级别都指指定以最最大基本本误差之之值的数数值用百百分数表表示。 压力表是是以引用用误差的的方式表表示准确确度级别别的,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:1.55级的压压力表,最最大量程程为1445pssi,它它的允许许误差 为: 1455(pssi)1.55=22.1775(ppsi) 22.5级级的压力力表,最最大量程程为3000pssi,它它的允许许误差 为: 3000(pssi)
10、2.55%=77.5(psii)力矩扳手的的允许误误差是用用相对误误差来确确定准确确度级别别的。一只量程为为2000lbiin的44级力矩矩扳手,在100llbinn示值处处的允许许误差为为: 1100(lbin)44(lbin)在150llbinn示值处处的允许许误差为为: 1150(lbin)46(lbin) 注意:就压力力表而言言,不论论是1.5级表表,还是是2.55级表,它它们的允允许误差差值在测测量范围围内的每每一示值值点上都都是相同同的,是是不因量量程的变变化而增增减的。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许误差差值。这这就要求求人们在在使用过过程中
11、要要正确选选用量程程。6.误差来来源6.1设备备误差6111 标准准器误差差6122 测量量装置误误差6133 附件件误差(力力矩扳手手的加长长杆,千千分表卡卡座等)62 环环境误差差环境温度、温温度、电电磁场、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 人员误误差: 测测量者生生理上的的最小分分辩力、反反映速度度和固有有习惯引引起的误误差。张张力表的的测量这这种误差差表现非非常充分分。64 方法误差 由于测测量方法法和计算算方法的的不完善善所引起起的误差差。7 消除误差的的方法(简简单)71 消除定值系系统误差差的方法法定值
12、系统误误差: 在整个个测量过过程中,误误差大小小和方向向始终保保持不变变,如计计量器具具的刻线线误差、零零位误差差等。7.1.11消除误误差源 主要要是依靠靠测量人人员对测测量过程程中可能能产生系系统误差差的因素素和环节节做仔细细分析,在在测量之之前就将将产生系系统误差差的因素素和根源源加以消消除。7.1.22 加加修正值值法 预先先将测量量器具的的系统误误差检定定出来, 然后取取与 此误差差绝对值值相等、符符号相反反的值作作为修正正值,将将实际 测得值值加上相相应的修修正值,即即可得到到不包括括系统误误差的 测量结结果。 另外外还有替替代法、交交换法、抵抵消法等等等, 这里就就 不一一一讲述
13、了了。7.1.33 粗粗大误差差消除方方法a.加强测测量者的的责任心心,严肃肃认真对对待测量量工作。b.保证测测量条件件的稳定定,避免免在外界界条件姓姓明显变变化时进进行测量量。c.采取校校验制度度,由另另一人对对测量、读读数、记记录进行行核验。d.根据误误差理论论,发现现和剔除除粗大误误差。三、 计量器具使使用基本本原则1 量程选择原原则由于仪器、仪仪表的精精度等级级是由相相对误差差或引用用误差来来确定的的,用相相对误差差来确定定等级的的仪表,在在仪表的的量程范范围内,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
14、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。23飞飞机轮胎胎充气压压力表与与73373300/4000飞机轮轮胎充气气压力表表量程为为什么不不相同,为为什么量量程为3300ppsi;精度为为2.55级压力力表不能能用于233飞机轮轮胎压力力的测量量 第一一步:查查清测量量要求(见见下表):机型前轮主轮23693ppsi10655psiiB737-3000168-1160ppsi200-1190ppsiB737-4000168-1160ppsi208pssiD328672ppsi16
15、522psii第二步:计计算量程程按大于1/3小于于3/44原则计计算如下下:145pssi*11/3=47.85ppsi145pssi*33/4=1088.755psii300pssi*11/3=1000psii300pssi*33/4=2255psii如果只用量量程为3300ppsi的的压力表表,由计计算结果果得出显显然不能能满足量量程选择择原则。前轮测量值值为699psii1000pssi (不能能满足)主轮1000psii1006pssi2225ppsi (可可以满足足)用145ppsi则则可满足足量程选选择原则则:47.855psii699psii1008.775pssi47.855
16、psii1006pssi1108.75ppsi均能满足量量程选择择原则。B737-3000/4000飞机机100pssi1168ppsi2255psii100pssi2200ppsi2255psii均能满足量量程选择择原则。由上不难看看出,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。其它仪器的的量程选选择原则则相同,这这里就不不一一讲讲述了。2 精度等级选选择原则则首先要满足足测量精精度。23飞飞机前轮轮693psii;主轮轮10665psiia
17、. 量程为3000pssi;精精度等级级为2.5级压压力表, 其允允许误差差为:X1=3000pssi*2.55%=7.55psii b. 量程程为3000pssi;精度度等级为为1.55级压力力表, 其允许许误差为为: X22=3000pssi*1.55%=4.55psii C. 量程程为1445pssi;精精度等级级为2.5级压压力表,其允许许误差为为: X3=1455psii*2.55%=3.6625ppsid. 量程为1445pssi;等等级为11.5级级压力表表,其允允许误差差为:145pssi*1.55%=2.1175ppsi由于压力表表是以引引用误差差来确定定精度等等级的,也也就
18、是说说在满量量程范围围内,每每一示值值点都允允许存在在精度等等级a%与满满量程示示值之积积大小的的误差。通过以上的的计算,我我们可以以得出,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。73773000/4400 它的测测量允许许误差为为8-110pssi要求求,则量量程为3300ppsi,等等级为22.5级级的压力力表可满满足测量量要求.第二章、几几种常用用计量器器具的注注意事项项和使用用方法。1、 压力表类1.1 压力表只允允许在无无损坏,并并有检定定合格标标签及未未超出检检 定定周期条条
19、件下方方可使用用。1. 2在选择压压力表时时,要考考虑被测测压力的的量值和和特性,以以保证测量精度度,同时时又能延延长压力力表的使使用寿命命,一般般情 况下,在固固定式均均匀变化化负荷下下,应在在仪表标标度的11/3-3/4范范围内使使用。1.3 在使用时,压压力表应应垂直安安装,易易于读数数。1.4 在测量脉动动压力时时,在压压力表前前加装缓缓冲器或或阻尼器器,以减减少仪表表指针的的摆幅,提提高仪表表使用寿寿命及便便于读数数。1.5 对使用中的的压力表表,应按按其使用用条件的的不同定定期进行行检定,检检定周期期最长不不超过半半年。1.6 轮胎压力表表不使用用时,应应使压力力指针回回零。2、
20、游标类仪器器2.1 游游标读数数原理 机械式式仪器中中,读数数有单指指标线读读数,游游标读数数等多种方式,用用单指标标线读数数时,与与主刻度度相对运运动的是是单根指标线线。以主主尺零线线为起点点,则移移动的距距离就是是指标线所指的的标尺的的刻度数数。如(图图一)所所示。主主尺分度度值为1mmm,则指指标所指指示的为为8.55mm, 这这8mmm是8条条刻线,也就是是188=8mmm,而而0.55mm则是是指标线线的位置置是占 主尺一格的的几分之之几(图图中为十十分之五五)来估估计读数数的,称为估读值值。这种种方法估估读误差差较大,读读数准确确度低。 如果把把单根指指标线改改为具有有若干条条刻线
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