量测基础知识.ppt

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1、量量测测基基础础知知识识 一、基本概念基本概念1、测量：、测量：将被测量与标准量进行比较，从而确定被测量值的过程。包括包括：被测量对象，测量误差2、测量器具：、测量器具：测量仪器和测量工具的总称。3、量值：、量值：带有计量单位的数据表示。4、测量范围：、测量范围：测量器具所能测量的最大值与最小 值的范围。5.分分 度度 值值：测量器具小刻线间距所代表的量值。6.校准：校准：在规定条件下，为确定计量器具示值误差的一组操作，目的是确定测量设备的示值误差。7.计量确认：计量确认：为保证计划检测设备满足预定使用要求所需的一组操作，包括：标准、调试、修理、再校准、封印和标记等。8、点检：、点检：是一种对

2、现场计量器具的保养方法，着重于基本功能的检查。点检的四大要素：A.通过确认的标准件，一般有合格和不合格两种。B.点检实施频率如：1次/日、2次/日。C.操作规范(步骤及判别方法)。D.合适的记录。二、测量理论二、测量理论1、测量的基本要求：测量的基本要求：将测量误差控制在允许限度内，以保证测量准确度。2、测量方法的分类：测量方法的分类：直接测量和间接测量。2.1直接测量：直接测量：被测量的值直接从测量器具上获得。包括：绝对测量和相对测量。2.1.1绝对测量：绝对测量：从仪器读数装置上读出被测量参数的整个量值，如：游标卡测直径。2.1.2相对测量：相对测量：从读数装置只能读出被测参数相对于某一标

3、准量的偏差。2.2间接测量：间接测量：通过测量与被测参数有已知函数关系的其他量而得到该被测参数量值的测量。如盐水浓度。3、真值：、真值：被测量实际的真实值。4、测量误差：、测量误差：被测值与真值相差的程度，分为绝对误差和极限误差。5、绝对误差：、绝对误差：测量结果与真值之差。=X-XO ：绝对误差 X：测量结果 XO=真值6、相对误差：、相对误差：测量的绝对误差与被测真值之比的绝对值 =X-XO/XO ：相对误差7、极限误差：极限误差：绝对误差的变化范围.8、修正值：、修正值：绝对误差的负数。9、误差产生的原因、误差产生的原因误差产生的原因是多方面的，主要表现在：误差产生的原因是多方面的，主要

4、表现在：9.1 计量器具，设备误差计量器具，设备误差 这是由于仪器设备本身不够精确产生的误差，如仪器刻度不准，计量器具未经校准，仪器的稳定性、精准度、灵敏度不够，在检验过程中就会产生检验误差。9.2 环境条件误差环境条件误差 检验环境条件直接影响检验结果如温度、湿度、气压、振动噪音、电磁场、风效应和尘埃等。测量精密度，环境条件改变对检验结果影响越明显。9.3 方法误差方法误差 种误差是由于检验方法本身不完善所造成。如：不正当地安置工件而引起的测量误差。9.4 由检验员本身的一些主观因素造成的误差。如观测方向歪斜产生观测误差；实验条件控制不严格，不按操作规程检验产生的误差。9.5 受检产品误差受

5、检产品误差 抽检是从整批产品中抽取少量产品进行检查，并对整批作出是否合格的判断。由于批内单位产品质量特性往往具有波动性，其均匀性、稳定性随时都在发生微小变化，抽样代表性的差异，必将影响检验结果。10、误差的分类误差的分类 根据误差的特性，把误差分为系统误差、随根据误差的特性，把误差分为系统误差、随机误差、粗大误差三类。机误差、粗大误差三类。10.1系统误差系统误差定义：定义：在同一条件下多次测量同一量时，误差的绝 对值和符号保持恒定；或在条件改变时，按 一确定规律变化的误差。10.2随机误差随机误差定义：定义：在相同条件下，多次测量同一量值时，误差 的绝对值和符号的变化，时大时小，时正时 负，

6、以不可预定的方式变化的误差。随机误差是由于许多互不相关的独立因素引起微小综合作用的结果。引起随机误差的因素是无法控制的，因此这类误差也不能修正。随机误差具有统计规律，可用统计学的数学方法来估计它。并可通过增加测定次数的办法在某种程度上将它减少。10.3 粗大误差粗大误差定义：定义：超过规定条件下预计的误差。如：测错，读错，记错，算错，实验条件未达到预想的指标（如放大率未达要求）就草草实验都会带来粗大误差。含有粗大误差的测量值称为坏值，坏值必须剔除。所以，在作误差分析时，要估计的误差通常只有系统误差和随机误差两类。11、数值修约规则数值修约规则 当有效数字位数确定之后，应要将它后面多余的数字舍弃

7、。其中数值修约规则在过去，人们习惯采用“四舍五入”，现在采用“四舍六入五成双”规则。前者的缺点是见五就进，必然会使修约后的测量值系统偏高。而现行规则，逢五时有舍有入，则由五的舍入所引起的误差本身可以抵消。根据这一规则，将下列各测量值修约为三位有效数字时，结果为：2.3241 2.32 (4舍)2.3262 2.33 (6入)2.3251 2.33 (五后非零则进一)13.35 13.4 (单进双)13.25 13.2 (双不进)13.05 13.0 7.354546 7.35 不许连续修约，不正确的做法:7.3545467.354557.35467.36由上可知，数字修约规则的口诀是：4要舍；

8、6就上；5后有数进一位；5后没数看单双；单数在前进为1；偶数在前全舍光；数字修约有规定；连续修约不应当。12、测量系统分析（、测量系统分析（MSA）量测系统（量测系统（Measurement System）：）：操作、准则、量具和其它设备、软件及指定之一群待量测之集合，经由完整程序而取得量测值。测量系统：不仅指量具，测量系统包括：测量系统：不仅指量具，测量系统包括：人（及其培训）过程（测量程序）设备（量具或测量工具）系统的控制点及所有这些因素的相互作用 测量总偏差测量总偏差:2 =2 +2总的观察偏差过程偏差 测量系统偏差 变化和偏差的可能根源变化和偏差的可能根源为处理实际过程偏差，必须首先确

9、定因测量系统导致的偏差，并将其与过程导致的偏差区分开来处理输入输出输入测量过程输出观察测量数据部件(举例)可重复性检测稳定性线性长期过程偏差 短期过程偏差 样本内部偏差因测量工具导致的偏差因操作工引起的偏差实际过程偏差测量过程偏差观察到的过程偏差评估测量过程 分辨率分辨率?“精确性精确性”(R&R)校准校准?稳定性稳定性?线性线性?偏偏 移移?OKOKOKOKOK“最高原则最高原则:”测量系统应该至少能测出上下规范限间距的1/10或上下规范之间至少有10个刻度 例如下规范是5lb.上规范是10lb.，极差是5lb，测量设备应至少有0.5lb.的刻度测得最小变化范围的能力测量系统分辨率测量系统分

10、辨率:分析天平.0001 g船 运秤1 lb.卡车过磅秤100 lb.测量系统分析例子:给一家客户船运的包裹,平均重量为50 LB/包,按照每增加10LB收费,你会采用哪种计量器?测量系统分辨率测量系统分辨率:现在我们的量具有足够的分现在我们的量具有足够的分辨率辨率,下一步要考虑会么下一步要考虑会么?分辨率?“精确性”(R&R)校准稳定性?线性偏移?OKOKOKOK准确性准确性(居中性居中性)精确性精确性(离散性离散性)No准确?精确?YesYesNoxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxNo准确?精确?YesYesNoNo准确?精确?YesYesNoNo准

11、确?精确?YesYesNo偏偏 移移测量的准确性是测量所得的平均值与真实值的差别测量的准确性是测量所得的平均值与真实值的差别真实值参考标准平均值真实值偏 移观察的平均值-系统误差或偏移测得的温度测得的温度实际温度实际温度 线性线性非线性非线性非线性非线性201030 4010203040例1:线性线性在测量设备范围内，测量值大小不一样。在测量设备范围内，测量值大小不一样。稳定性同一人使用同一量具于不同时间在同一地点量测同一零件之相同特性所得之变异。测量系统的分布(s and s2)长期应该保持稳定、没有漂移，突然偏移，循环等.利用控 制图进行 评估采用长期的测量设备计划以维持稳定性.分辨率?“

12、精确性”(R&R)校准?稳定性?线性?偏 移?OKOKOKOK所有的测量系统需要校准所有的测量系统需要校准:校准时可参考量具制造者的建议。定期对操作员培训考核。相关软件对比一个已知的真实值检查测量系统或相对于一个已知的标准调整量具校准测量系统校准校准线性?OK分辨率?“精确性”(R&R)校准?稳定性?偏移?OKOKOKOKGage R&R评估测量过程评估测量过程如何确定偏差来源的数量（源于过程和量具的）“精确性”(R&R)?分辨率？校准?稳定性?线性?偏移?OKOKOKOKOK(重复性和再现性重复性和再现性)精确性描述了测量系统的偏 差重复性-偏差由量具本身造成再现性-偏差由测量者的技巧造成两

13、 个组成部分测量系统重复性再现性精确性精确性测量系统的固有变动性测量系统的固有变动性在相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结果的量具的能力在相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结果的量具的能力或或.在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的偏在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的偏 差差同一测量者同样的没备同样的工件同样的环境的条件重复性（精确度的一个组成部分）重复性（精确度的一个组成部分）在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能力。在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能力。不同条件下测量结果的偏差不同条件下测量结果的偏差.不同的测量人员不同的设备不同的测量工件不同的环境条件再现性再现性测量者与工件的关系测量者与工件的关系对某一工件，不同的测量者可能有相似的测量值（工件2）对另一工件（工件3）不同的测量者的测量值有显著的差别。part 1part 2part 3Overall Length对所有工件，不同的测量者都会产生 差异测量者的差异根据测量工件的不同而不同132113322