土木专业建筑学2几何量测量基础随堂讲义.pptx

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1、第二章 几何量测量(cling)基础第一页，共82页。X/E=qX=qE被测对象被测对象计量单位计量单位计量单位计量单位2.测量测量(cling)过过程四要素程四要素3)3)测量方法测量方法1)1)被测对象被测对象(duxing)(duxing)2)2)计量单位计量单位计量单位计量单位4)4)测量测量(cling)(cling)精度精度 1 概述概述1.1.1.1.测量测量:为确定被测几何量的量值而进行的实验过程。为确定被测几何量的量值而进行的实验过程。第二页，共82页。1 概述概述(i sh)检测是测量和检验的统称。检测是测量和检验的统称。测量：被测量与标准量进行比较，得出其比值的全过程。测

2、量：被测量与标准量进行比较，得出其比值的全过程。检验：只知道工件是否合格，而不知道具体的数值。检验：只知道工件是否合格，而不知道具体的数值。在检测过程中不可避免地会产生或大或小的测量误差，这在检测过程中不可避免地会产生或大或小的测量误差，这将导致两种误判：将导致两种误判：误收：是把不合格品误认为合格品而给予接收误收：是把不合格品误认为合格品而给予接收(jishu)。误废：是把合格品误认为废品而给予报废误废：是把合格品误认为废品而给予报废第三页，共82页。1)1)被测对象被测对象-几何量几何量(长度、角度、表面粗糙度、长度、角度、表面粗糙度、形状和位置误差以及螺纹、齿轮的各几何形状和位置误差以及

3、螺纹、齿轮的各几何参数等。参数等。)2)2)计量单位计量单位 我国计量法明确规定，国家实行我国计量法明确规定，国家实行(shxng)(shxng)法定计量单位。法定计量单位。第四页，共82页。我国法定计量单位的构成：我国法定计量单位的构成：1.国际单位制（国际单位制（SI）的基本单位）的基本单位(international system of units):m、kg、s、A、mol、K、cd）；）；2.SI辅助单位（辅助单位（2个个平面角、立体角）；平面角、立体角）；3.SI导出单位（米导出单位（米/秒、米秒、米2）；）；4.国家选定国家选定(xun dn)的非的非SI单位（如分钟、小时、天、

4、吨）；单位（如分钟、小时、天、吨）；5.由以上形式构成的组合单位（如千米由以上形式构成的组合单位（如千米/小时）；小时）；6.由由SI词头与由以上形式构成的十进倍数单位和分数词头与由以上形式构成的十进倍数单位和分数 单位。单位。第五页，共82页。1m=10dm=101m=10dm=102 2cm=103 3mm1mm=101mm=103 3umum 计量单位印刷体的书写计量单位印刷体的书写计量单位印刷体的书写计量单位印刷体的书写(shxi)(shxi)(shxi)(shxi)：单位字母：单位字母：单位字母：单位字母一律一律一律一律用小写，若单位名称来源于人名，符号的第用小写，若单位名称来源于人

5、名，符号的第用小写，若单位名称来源于人名，符号的第用小写，若单位名称来源于人名，符号的第一个字母大写，如牛顿一个字母大写，如牛顿一个字母大写，如牛顿一个字母大写，如牛顿N N N N，帕斯卡，帕斯卡，帕斯卡，帕斯卡PaPaPaPa。单位和词头一律用正体。单位和词头一律用正体。单位和词头一律用正体。单位和词头一律用正体。第六页，共82页。3)3)测量方法测量方法 测量方法是指测量时所采用的测量原测量方法是指测量时所采用的测量原理、理、计量器具和测量条件的综合计量器具和测量条件的综合4)4)测量精度测量精度(jn d)(jn d)测量精度测量精度(jn d)(jn d)指测得值与被测量指测得值与被

6、测量真值相一致的程度真值相一致的程度第七页，共82页。2 长度长度(chngd)量值量值的传递系统的传递系统一、长度基准一、长度基准 1983年第年第17届国际计量大会上通过的米的定届国际计量大会上通过的米的定义是：义是：1米等于光在真空中米等于光在真空中1/299792458秒的时秒的时间间隔内所经过间间隔内所经过(jnggu)的距离。的距离。米是自然基准，米的定义主要采用能辐射稳定波米是自然基准，米的定义主要采用能辐射稳定波长的激光来复现。长的激光来复现。第八页，共82页。二、长度二、长度(chngd)量值传递量值传递系统系统 国家基准波长国家基准波长工作基准器激光光波干涉仪工作基准器激光

7、光波干涉仪一等量块一等量块二等量块二等量块三等量块三等量块四等量块四等量块五等量块五等量块比较测量法比较测量法绝对测量法绝对测量法各种计量器具各种计量器具工作尺寸工作尺寸比较测量法比较测量法比较测量法比较测量法比较或直接测比较或直接测量法量法比较或直接测比较或直接测量法量法量量值值传传递递量量值值溯溯源源第九页，共82页。量块的构成量块的构成量块的构成量块的构成 量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料（石英玻

8、璃）制成。其形状有长耐磨以及不易变形的其它材料（石英玻璃）制成。其形状有长耐磨以及不易变形的其它材料（石英玻璃）制成。其形状有长耐磨以及不易变形的其它材料（石英玻璃）制成。其形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。方体和圆柱体两种，常用的是长方体。方体和圆柱体两种，常用的是长方体。方体和圆柱体两种，常用的是长方体。长方体的量块有两个平行的测量长方体的量块有两个平行的测量长方体的量块有两个平行的测量长方体的量块有两个平行的测量(cling)(cling)面，其余为非测量面，其余为非测量面，其余为非测量面，其余为非测量(cling)(cling)面。测面。测面。测面。测量面极为光滑、平整，其表面

9、粗糙度量面极为光滑、平整，其表面粗糙度量面极为光滑、平整，其表面粗糙度量面极为光滑、平整，其表面粗糙度RaRa值达以上，值达以上，值达以上，值达以上，两测量两测量两测量两测量(cling)(cling)面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标称称称称长度到的量块，其公称值刻印在上测量长度到的量块，其公称值刻印在上测量长度到的量块，其公称值刻印在上测量长度到的量块，其公称值刻印在上测量(cling)(cling)面上；标称长面上；标称长面上；标称长面上；

10、标称长度大于的量块，其公称长度值刻印在上测量度大于的量块，其公称长度值刻印在上测量度大于的量块，其公称长度值刻印在上测量度大于的量块，其公称长度值刻印在上测量(cling)(cling)面左侧较面左侧较面左侧较面左侧较宽的一个非测量宽的一个非测量宽的一个非测量宽的一个非测量(cling)(cling)面上面上面上面上 。三、量块三、量块(lin kui)第十页，共82页。材料材料(cilio)：线膨胀系数：线膨胀系数小、性能稳小、性能稳 定、耐磨、不易变形定、耐磨、不易变形 4040.001量块中心长量块中心长度的实际值度的实际值量块的量块的标称长标称长度度(=基本长度基本长度)L上、下测量面

11、上、下测量面极为光滑、平极为光滑、平整，具有粘合整，具有粘合性性4040第十一页，共82页。量块量块(lin kui)的精度等级的精度等级 量块量块(lin kui)的分级的分级:按制造精度分为按制造精度分为5级级:k，0，1，2，3 级。级。精度依次降低精度依次降低LLa按级使用按级使用:以标称长度以标称长度以标称长度以标称长度L L 为工作尺寸为工作尺寸为工作尺寸为工作尺寸L中含制造中含制造(zhzo)误差误差:L-LaLLa按级使用按级使用:以标称长度以标称长度以标称长度以标称长度L L 为工作尺寸为工作尺寸为工作尺寸为工作尺寸L中含制造误差中含制造误差:L-La第十二页，共82页。按等

12、使用按等使用按等使用按等使用(shyng):(shyng):以以以以LaLa为工作尺寸为工作尺寸为工作尺寸为工作尺寸 量块的量块的分等分等 量块按检定时的量块按检定时的测量精度测量精度测量精度测量精度分为分为5 5等等等等:1,2,3,4,51,2,3,4,5等等等等,精度依次降低精度依次降低La-检定后给出的量块中心长度的检定后给出的量块中心长度的实际值实际值.La中不含制造误差，含测量误差。中不含制造误差，含测量误差。LLa按等使用按等使用按等使用按等使用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)比按级使用比按级使用比按级使用比按级使用(shyng)(shyng)(shyng

13、)(shyng)的测量精度高的测量精度高的测量精度高的测量精度高.第十三页，共82页。量块的组合使用量块的组合使用 量块具有研合性，因此量块具有研合性，因此(ync)(ync)，可在一，可在一定的范围内将不同尺寸的量块组合成所需的工定的范围内将不同尺寸的量块组合成所需的工作尺寸作尺寸83块一套量块的组成如下表：块一套量块的组成如下表：209.55 尺寸范围尺寸范围 (mm）间隔（间隔（mm)小计（块）小计（块）1.011.49 0.01 49 1.51.9 0.1 5 2.09.5 0.5 16 1010010100 10 10 1 /1 0.5 /1 1.005 /1第十四页，共82页。1.

14、005301.286.538.785第十五页，共82页。3 计量计量(jling)器具和测量方法器具和测量方法一一.计量计量(jling)器具器具二二.测量方测量方法法第十六页，共82页。一一.计量计量(jling)器器具具l计量器具的分类计量器具的分类l（一）量具（一）量具l（二）量规（二）量规l（三）计量仪器（三）计量仪器l1、机械式、机械式 l2、光学、光学(gungxu)式式l3、电动式、电动式 l4、气动式、气动式l（四）计量装置（四）计量装置第十七页，共82页。计量器具的基本计量器具的基本计量器具的基本计量器具的基本(jbn)(jbn)度量指标度量指标度量指标度量指标 1.1.1.

15、1.刻线间距刻线间距刻线间距刻线间距 测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心间的距离。为便于读数，一般做成刻线间距为的的距离。为便于读数，一般做成刻线间距为的的距离。为便于读数，一般做成刻线间距为的的距离。为便于读数，一般做成刻线间距为的等距离刻线。等距离刻线。等距离刻线。等距离刻线。2.2.2.2.分度值分度值分度值分度值 测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值

16、之差。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之之差。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之之差。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之之差。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之差为，则该测量器具的分度值为。分度值是差为，则该测量器具的分度值为。分度值是差为，则该测量器具的分度值为。分度值是差为，则该测量器具的分度值为。分度值是一种测量器具所能直接读出的最小单位一种测量器具所能直接读出的最小单位一种测量器具所能直接读出的最小单位一种测量器具所能直接读出的最小单位(dnwi)(dnwi)(dnwi)(dnwi)量值，它反映了读数精量值，它反映了读数精量值，它

17、反映了读数精量值，它反映了读数精度的高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度高低。度的高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度高低。度的高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度高低。度的高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度高低。3.3.3.3.测量范围测量范围测量范围测量范围 在允许不确定度内，测量器具所能测量的在允许不确定度内，测量器具所能测量的在允许不确定度内，测量器具所能测量的在允许不确定度内，测量器具所能测量的被测量值的下限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量被测量值的下限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量被测量值的下限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量被测

18、量值的下限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量范围有范围有范围有范围有0 0 0 025mm25mm25mm25mm、2525252550mm50mm50mm50mm等，机械式比较仪的测量范围等，机械式比较仪的测量范围等，机械式比较仪的测量范围等，机械式比较仪的测量范围为为为为0 0 0 0180mm180mm180mm180mm，如图所示。，如图所示。，如图所示。，如图所示。第十八页，共82页。第十九页，共82页。4.4.4.4.示值范围示值范围示值范围示值范围 由测量器具所指示的被测量值。由测量器具由测量器具所指示的被测量值。由测量器具由测量器具所指示的被测量值。由测量器具由测量器具所

19、指示的被测量值。由测量器具所显示或指示的最低值到最高值的范围。如机械式比较仪的示所显示或指示的最低值到最高值的范围。如机械式比较仪的示所显示或指示的最低值到最高值的范围。如机械式比较仪的示所显示或指示的最低值到最高值的范围。如机械式比较仪的示值范围为（或），如图值范围为（或），如图值范围为（或），如图值范围为（或），如图 3-5 3-5 3-5 3-5 所示。所示。所示。所示。5.5.5.5.灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度 计量器具反映被测几何量微小变化的能力。如计量器具反映被测几何量微小变化的能力。如计量器具反映被测几何量微小变化的能力。如计量器具反映被测几何量微小变化的能力。如果被测参数的变化量

20、为果被测参数的变化量为果被测参数的变化量为果被测参数的变化量为LLLL，引起测量器具示值变化量为，引起测量器具示值变化量为，引起测量器具示值变化量为，引起测量器具示值变化量为bbbb，则灵敏度则灵敏度则灵敏度则灵敏度S=b/LS=b/LS=b/LS=b/L。当分子分母为同一类量时，灵敏度又称。当分子分母为同一类量时，灵敏度又称。当分子分母为同一类量时，灵敏度又称。当分子分母为同一类量时，灵敏度又称放大比放大比放大比放大比K K K K。6.6.6.6.示值误差示值误差示值误差示值误差 测量仪器的示值与被测量的真值之差。示值测量仪器的示值与被测量的真值之差。示值测量仪器的示值与被测量的真值之差。

21、示值测量仪器的示值与被测量的真值之差。示值误误误误差差差差是是是是测测测测量量量量仪仪仪仪器器器器本本本本身身身身各各各各种种种种误误误误差差差差的的的的综综综综合合合合(zngh)(zngh)(zngh)(zngh)反反反反映映映映。因因因因此此此此，仪仪仪仪器器器器示示示示值值值值范范范范围内的不同工作点，示值误差是不相同的。一般可用适当精度围内的不同工作点，示值误差是不相同的。一般可用适当精度围内的不同工作点，示值误差是不相同的。一般可用适当精度围内的不同工作点，示值误差是不相同的。一般可用适当精度的量块或其它计量标准器，来检定测量器具的示值误差。的量块或其它计量标准器，来检定测量器具的

22、示值误差。的量块或其它计量标准器，来检定测量器具的示值误差。的量块或其它计量标准器，来检定测量器具的示值误差。第二十页，共82页。7.7.7.7.校正值校正值校正值校正值 为校正计量器具系统测量误差，用代数法加为校正计量器具系统测量误差，用代数法加为校正计量器具系统测量误差，用代数法加为校正计量器具系统测量误差，用代数法加到测量结果上的值，与计量器具系统测量误差的绝对值相等而到测量结果上的值，与计量器具系统测量误差的绝对值相等而到测量结果上的值，与计量器具系统测量误差的绝对值相等而到测量结果上的值，与计量器具系统测量误差的绝对值相等而符号相反。符号相反。符号相反。符号相反。8.8.8.8.回程

23、误差回程误差回程误差回程误差 在相同条件下，被测量值不变，测量器具行在相同条件下，被测量值不变，测量器具行在相同条件下，被测量值不变，测量器具行在相同条件下，被测量值不变，测量器具行程方向不同时，两示值之差的绝对值。它是由测量器具中测量程方向不同时，两示值之差的绝对值。它是由测量器具中测量程方向不同时，两示值之差的绝对值。它是由测量器具中测量程方向不同时，两示值之差的绝对值。它是由测量器具中测量系统的间隙、变形和磨擦等原因引起的。系统的间隙、变形和磨擦等原因引起的。系统的间隙、变形和磨擦等原因引起的。系统的间隙、变形和磨擦等原因引起的。9.9.9.9.重复精度重复精度重复精度重复精度(jn d

24、)(jn d)(jn d)(jn d)在相同的测量条件下，对同一被测参在相同的测量条件下，对同一被测参在相同的测量条件下，对同一被测参在相同的测量条件下，对同一被测参数多次数多次数多次数多次重复测量，其结果的最大差异。反映的是测量仪器的工作稳定重复测量，其结果的最大差异。反映的是测量仪器的工作稳定重复测量，其结果的最大差异。反映的是测量仪器的工作稳定重复测量，其结果的最大差异。反映的是测量仪器的工作稳定性。仪器给予出非常相似响应的能力。性。仪器给予出非常相似响应的能力。性。仪器给予出非常相似响应的能力。性。仪器给予出非常相似响应的能力。10.10.10.10.测量力测量力测量力测量力 在接触式

25、测量过程中，测量器具测头与被测在接触式测量过程中，测量器具测头与被测在接触式测量过程中，测量器具测头与被测在接触式测量过程中，测量器具测头与被测量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力太小量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力太小量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力太小量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变形，测量力太小会影响接触的稳定性。会影响接触的稳定性。会影响接触的稳定性。会影响接触的稳定性。第二十一页，共82页。11 11 11 11灵敏阈灵敏阈灵敏阈灵敏阈 引起测量器具示值可觉察变化的被测量值的引起测量器具示值可觉察变化的被测量值的引起测量器具示

26、值可觉察变化的被测量值的引起测量器具示值可觉察变化的被测量值的最小变化量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。最小变化量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。最小变化量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。最小变化量。反映量仪对被测量值微小变动的不敏感程度。12.12.12.12.允许误差允许误差允许误差允许误差 技术规范、规程对给定计量器具所允许的技术规范、规程对给定计量器具所允许的技术规范、规程对给定计量器具所允许的技术规范、规程对给定计量器具所允许的误差的极限值。误差的极限值。误差的极限值。误差的极限值。13.13.13.13.稳定度稳定度稳定度稳定度 在规定的工作条件在规定

27、的工作条件在规定的工作条件在规定的工作条件(tiojin)(tiojin)(tiojin)(tiojin)下，计量器具保持其计量下，计量器具保持其计量下，计量器具保持其计量下，计量器具保持其计量特性恒定不变的程度。特性恒定不变的程度。特性恒定不变的程度。特性恒定不变的程度。14.14.14.14.分辨力分辨力分辨力分辨力 计量器具指示装置可以有效辨别所指示的计量器具指示装置可以有效辨别所指示的计量器具指示装置可以有效辨别所指示的计量器具指示装置可以有效辨别所指示的紧密相邻量值的能力的定量表示。紧密相邻量值的能力的定量表示。紧密相邻量值的能力的定量表示。紧密相邻量值的能力的定量表示。第二十二页，

28、共82页。（1）直接）直接(zhji)测量：指被测几何量的测量：指被测几何量的量值直接量值直接(zhji)由计量器具读出由计量器具读出 D用千分尺测球直径用千分尺测球直径(zhjng)直接直接(zhji)测量测量 1.按按实测几何量实测几何量实测几何量实测几何量是否为是否为被测几何量被测几何量分类分类二二.测量方法测量方法第二十三页，共82页。例如用例如用例如用例如用“弦高法弦高法弦高法弦高法”测量大尺寸测量大尺寸测量大尺寸测量大尺寸(ch cun)(ch cun)(ch cun)(ch cun)圆柱体的直径，由弦长圆柱体的直径，由弦长圆柱体的直径，由弦长圆柱体的直径，由弦长S S S S与与

29、与与弦高弦高弦高弦高H H H H的测量结果，可求得直径的测量结果，可求得直径的测量结果，可求得直径的测量结果，可求得直径D D D D的实际值，如图所示。由的实际值，如图所示。由的实际值，如图所示。由的实际值，如图所示。由图可得图可得图可得图可得 对上式微分后，得到测量结果的测量误差为对上式微分后，得到测量结果的测量误差为对上式微分后，得到测量结果的测量误差为对上式微分后，得到测量结果的测量误差为 式中式中式中式中 dS dS dS dS弦长弦长弦长弦长S S S S的测量误差的测量误差的测量误差的测量误差dHdHdHdH弦高弦高弦高弦高H H H H的测量误差。的测量误差。的测量误差。的测

30、量误差。S S（2）间接测量：指欲测量的几何）间接测量：指欲测量的几何(j h)量的量值由实测几何量的量值由实测几何(j h)量的量值按一定的函数关系式运算后获得量的量值按一定的函数关系式运算后获得第二十四页，共82页。2.2.按示值是否为被测几何量的量值分类按示值是否为被测几何量的量值分类 1 1绝对绝对(judu)(judu)测量：指计量器具显示测量：指计量器具显示的示值即为被测几何量的量值的示值即为被测几何量的量值.2相对测量：指计量器具显示出被测几何量相对于已知标相对测量：指计量器具显示出被测几何量相对于已知标准准(biozhn)量的偏差，被测几何量量值为已知标准量的偏差，被测几何量量

31、值为已知标准(biozhn)量与该偏差的代数和量与该偏差的代数和第二十五页，共82页。3.按测量时被测表面与计量器具按测量时被测表面与计量器具(qj)的的测头是否接触分类测头是否接触分类 接触测量：指测量时计量器具接触测量：指测量时计量器具(qj)的测头与被测表面接触，并有机械作用的测的测头与被测表面接触，并有机械作用的测量力量力非接触测量：指测量时计量器具非接触测量：指测量时计量器具(qj)的测头不与被测表面接触的测头不与被测表面接触 第二十六页，共82页。4.4.按工件按工件(gngjin)(gngjin)上是否有多个被测几何量上是否有多个被测几何量一起加以测量分类一起加以测量分类 单项测

32、量：指分别对工件单项测量：指分别对工件(gngjin)(gngjin)上的各被上的各被测几何量进行测几何量进行 独立测量。独立测量。综合测量：指同时测量工件上几个相关几何综合测量：指同时测量工件上几个相关几何(j(j h)h)量的综合效应，以判断综合结果是否合格。量的综合效应，以判断综合结果是否合格。第二十七页，共82页。4 测量误差测量误差一、一、测量测量(cling)误差的基本概念误差的基本概念 测量测量(cling)误差误差-测得值与被测量测得值与被测量(cling)真值的差异。真值的差异。测量测量(cling)误差分为绝对误差和相对误差误差分为绝对误差和相对误差1.绝对误差绝对误差(j

33、u du w ch)是指被测几何量的测是指被测几何量的测得值与其真值之差，即得值与其真值之差，即 =x-x0 绝对误差绝对误差(ju du w ch)x 测得值测得值 x0 真值真值 第二十八页，共82页。2.2.相对误差是绝对误差（取绝对值）与其真值之相对误差是绝对误差（取绝对值）与其真值之比，由于被测几何量的真值无法比，由于被测几何量的真值无法(wf)(wf)得到，在得到，在实际应用中常一被测几何量的测得值代替真值进实际应用中常一被测几何量的测得值代替真值进行估算，即行估算，即第二十九页，共82页。例：用两种方法测量例：用两种方法测量(cling)真值为真值为L1=40mm、L2=80mm

34、的长度，测得的长度，测得值分别为和。值分别为和。试评定两种方法测量试评定两种方法测量(cling)精度的高低。精度的高低。第三十页，共82页。二、测量误差的来源二、测量误差的来源(liyun)1.计量器具的误差计量器具的误差2.方法误差方法误差3.与主客观因素有关的误差（环境、人员）与主客观因素有关的误差（环境、人员）第三十一页，共82页。测量测量(cling)的基本原则的基本原则阿贝测长原则阿贝测长原则(yunz)最小变形最小变形(bin xng)原则原则基准统一原则基准统一原则最短测量链原则最短测量链原则重复原则重复原则闭合原则闭合原则第三十二页，共82页。影响测量精度影响测量精度影响测量

35、精度影响测量精度(jn d)(jn d)的因素的因素的因素的因素测量测量(cling)精度精度测量测量测量测量(cling)(cling)设备设备设备设备测量方法测量方法测量方法测量方法测量环境测量环境测量环境测量环境测量人员测量人员第三十三页，共82页。普通普通游标游标卡尺卡尺数显数显游标游标卡尺卡尺高度高度游标游标卡尺卡尺深度深度游标游标卡尺卡尺角度角度游标游标卡尺卡尺第三十四页，共82页。螺旋螺旋(luxun)副类量仪副类量仪普通普通(ptng)外径千分外径千分尺尺带表带表外径外径(wi jn)千分千分尺尺高度高度千分尺千分尺厚度外径厚度外径千分尺千分尺内径内径千分千分尺尺第三十五页，共

36、82页。机械类量仪机械类量仪 机械类量仪是利用机械结构将直线位移经传动、放大后、通过机械类量仪是利用机械结构将直线位移经传动、放大后、通过读数装置表示读数装置表示(biosh)(biosh)出来的一种测量器具。主要有杠杆变换、出来的一种测量器具。主要有杠杆变换、齿轮变换和弹簧变换。齿轮变换和弹簧变换。第三十六页，共82页。光学光学(gungxu)类量仪类量仪投影仪投影仪投影仪投影仪 万能工具显微镜万能工具显微镜万能工具显微镜万能工具显微镜 万能测长仪万能测长仪万能测长仪万能测长仪 第三十七页，共82页。气动气动(q dn)类量仪类量仪 气动变换，是将被测参数的变化气动变换，是将被测参数的变化转

37、换为压缩空气压力或流量的变化。转换为压缩空气压力或流量的变化。气动原理的测长技术是在气动原理的测长技术是在20年代后期年代后期发展起来的。它的测量效率高，对环发展起来的。它的测量效率高，对环境条件要求不高，适宜在车间使用，境条件要求不高，适宜在车间使用，但其示值范围小。但其示值范围小。第三十八页，共82页。电学类量仪电学类量仪电感电感(din n)测量头测量头轴向式轴向式传感器传感器电子塞规电子塞规(sigu)卡规卡规第三十九页，共82页。电学类量仪电学类量仪三坐标三坐标三坐标三坐标(zubio)(zubio)测量测量测量测量机机机机单坐标单坐标单坐标单坐标(zubio)(zubio)测量机测

38、量机测量机测量机第四十页，共82页。三坐标三坐标(zubio)测量机测量机 大大大大型型型型三三三三坐坐坐坐标标标标测测测测量量量量机机机机主主主主要要要要用用用用于于于于检检检检测测测测飞飞飞飞机机机机机机机机身身身身、机机机机翼翼翼翼、汽汽汽汽车车车车外外外外壳壳壳壳、航航航航天天天天器器器器等等等等大大大大型型型型零零零零部部部部件件件件。其其其其测测测测量量量量范范范范围围围围一一一一般般般般在在在在30003000mmmm以上。以上。以上。以上。中中中中型型型型三三三三坐坐坐坐标标标标测测测测量量量量机机机机是是是是机机机机械械械械制制制制造造造造工工工工业业业业中中中中应应应应用用

39、用用最最最最广广广广的的的的一一一一种种种种，适适适适用用用用于于于于中中中中等等等等规规规规格格格格零零零零部件的检验。部件的检验。部件的检验。部件的检验。小小小小型型型型三三三三坐坐坐坐标标标标测测测测量量量量机机机机一一一一般般般般用用用用于于于于电电电电子子子子工工工工业业业业、小小小小型型型型机机机机械械械械零零零零部部部部件件件件的的的的检检检检测测测测，精精精精度度度度较较较较高高高高。在在在在测测测测量量量量机机机机的的的的本本本本体体体体上上上上有有有有相相相相互互互互垂垂垂垂直直直直的的的的x x、y y、z z三三三三个个个个坐坐坐坐标标标标，在在在在各各各各坐坐坐坐标标

40、标标上上上上装装装装有有有有刻刻刻刻度度度度尺尺尺尺和和和和读读读读数数数数头头头头，读读读读数数数数头头头头用用用用于于于于读读读读取取取取刻刻刻刻度度度度尺尺尺尺上上上上的的的的数数数数据据据据。通通通通过过过过计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统实实实实现现现现对对对对数数数数据据据据的的的的自自自自动动动动处处处处理理理理和测量过程的自动控制。和测量过程的自动控制。和测量过程的自动控制。和测量过程的自动控制。第四十一页，共82页。CHXY系列单臂三维测量系列单臂三维测量(cling)划线仪划线仪 CHXY系系列列产产品品是是一一种种既既能能有有效效完完成成复复杂杂零零部部件件、模模

41、型型三三维维空空间间测测量量、测测绘绘，又又可可替替代代方方箱箱、划划针针、高高度度尺尺进进行行划划线线检检测测的的设设备备，目目前前推推出出的的第第五五代代产产品品，尤尤其其适适用用于于在在工工业业生生产产现现场场对对超超大大型型覆覆盖盖体体（汽汽摩摩模模型型）、复复杂杂构构件件（车车体体部部件件、机机车车转转向向架架）、深深孔孔腔腔体体件件（内内燃燃机机机机车车发发动动机机）的的多多方方位位测测量量划划线。线。第四十二页，共82页。三、测量误差的分类三、测量误差的分类 系统系统误差误差测量误差按其性质测量误差按其性质(xngzh)可分可分为：为：随机误差随机误差 粗大粗大误差误差第四十三页

42、，共82页。1.系统误差：在相同测量条件下，多次测取同一量值时，系统误差：在相同测量条件下，多次测取同一量值时，误差的绝对值和符号均保持误差的绝对值和符号均保持(boch)不变，或误差的不变，或误差的绝对值和符号按某一规律变化绝对值和符号按某一规律变化.n定值系定值系统误差统误差0变值系变值系统误差统误差第四十四页，共82页。2、随机误差：在相同的测量条件下，多次测取同一量值、随机误差：在相同的测量条件下，多次测取同一量值时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式(fngsh)变变化着的测量误差。如温度的波动、测量力的不恒定等。化着的测量误差。如温度的波动、测

43、量力的不恒定等。随机误差随机误差n0第四十五页，共82页。n3.粗大误差：粗大误差：粗大误差是指在超出规定条件下预计粗大误差是指在超出规定条件下预计的测量误差，即对测量结果产生明显歪曲的测量误的测量误差，即对测量结果产生明显歪曲的测量误差。按一定的判别准则予以剔除。差。按一定的判别准则予以剔除。粗大误差粗大误差粗大误差粗大误差0第四十六页，共82页。四、测量精度四、测量精度(jn d)的分类的分类测量精度测量精度-被测几何量的测得值和其真值的接近程度。被测几何量的测得值和其真值的接近程度。测量精度可分为：正确度、精密度、准确度。测量精度可分为：正确度、精密度、准确度。精密度：反映测量结果精密度

44、：反映测量结果(ji gu)(ji gu)中随机误差的影响程度。中随机误差的影响程度。2.2.正确度：反映测量结果正确度：反映测量结果(ji gu)(ji gu)中系统误差的影响程度。中系统误差的影响程度。3.3.准确度（精确度）：反映测量结果准确度（精确度）：反映测量结果(ji gu)(ji gu)中系统误差和随机误中系统误差和随机误差的综合影响程度。差的综合影响程度。第四十七页，共82页。精密度高精密度高(随机误差小随机误差小)准确度高准确度高(系统误差、随机误差小系统误差、随机误差小)准确度低准确度低(系统误差、随机误差大系统误差、随机误差大)正确度高正确度高(系统误差小系统误差小)第四

45、十八页，共82页。测量测量(cling)结果结果:xx0即即 x在在 x0-x0+之间之间按测量误差的特性规律按测量误差的特性规律(gul)(gul)分类分类随机误差的处理随机误差的处理(chl)系统误差系统误差的处理的处理(chl)粗粗大误差的处理大误差的处理(chl)5 各类测量误差的处理各类测量误差的处理第四十九页，共82页。测量误差的处理测量误差的处理测量误差的处理测量误差的处理(chl)(chl)定值定值定值定值系统系统系统系统误差误差误差误差变值变值变值变值系统系统系统系统误差误差误差误差随机随机随机随机误差误差误差误差粗大粗大粗大粗大(cd(cd)误差误差误差误差理论理论上可上可

46、以以(ky)消除消除理论上理论上不能消不能消除但可除但可减小减小应该应该而且而且可以可以消除消除测量测量摩擦摩擦 力变力变化化振动振动或或操作操作失误失误温度温度均匀均匀变化变化零位零位调整调整误差误差第五十页，共82页。一、测量一、测量(cling)列中随机误差列中随机误差的处理的处理第五十一页，共82页。用立式光学用立式光学(gungxu)比较仪，对一光滑圆柱的直径，重复进行测量比较仪，对一光滑圆柱的直径，重复进行测量200次，次，并设被测量的真值为。并设被测量的真值为。尺寸分组区间尺寸分组区间 mm组号组号区间中心区间中心值值 mm每组出现的次每组出现的次数（频数数（频数n i）频率（频

47、率（n i/n）19.99019.99219.99219.99419.99419.99619.99619.99819.99820.00020.00020.00220.00220.00420.00420.00620.00620.00820.00820.01020.01020.012123456789101119.99119.99319.99519.99719.99920.00120.00320.00520.00720.00920.0112410243745392312310.010.020.050.12 0.185 0.225 0.195 0.1150.06 0.015 0.005第五十二页，共

48、82页。x 实际分布实际分布(fnb)(fnb)曲线曲线19.99120.0070.2250.120.01ni/nxi第五十三页，共82页。随机误差的统计随机误差的统计(tngj)规律规律单峰性单峰性单峰性单峰性对称性对称性对称性对称性有界性有界性有界性有界性抵偿抵偿抵偿抵偿(dchng)(dchng)性性性性0ni/n0 n第五十四页，共82页。随机误差的评定随机误差的评定(pngdng)(pngdng)正态分布曲线正态分布曲线正态分布曲线正态分布曲线(qxin)(qxin)的数学表达式为：的数学表达式为：的数学表达式为：的数学表达式为：式中式中式中式中 y-y-概率密度概率密度概率密度概率

49、密度 -为标准偏差为标准偏差为标准偏差为标准偏差 -为随机误差为随机误差为随机误差为随机误差 e-e-自然对数底数自然对数底数自然对数底数自然对数底数第五十五页，共82页。y y-3-3 0.1350.135%0 0 +3+3 0.1350.135%-+全部全部(qunb)随机误差的概率之和为随机误差的概率之和为1,即即lim=,lim=,随机误差出现随机误差出现随机误差出现随机误差出现(chxin)(chxin)的概率的概率的概率的概率:68.26%:68.26%lim=,lim=,随机误差出现随机误差出现随机误差出现随机误差出现(chxin)(chxin)的概率的概率的概率的概率:100%

50、:100%limlim=2,随机误差出现的概率随机误差出现的概率:95.44%limlim=3,随机误差出现的概率随机误差出现的概率:99.73%第五十六页，共82页。lim=3 置信置信(zhxn)概率概率:99.73%例：某次测量的测得值为，若已知例：某次测量的测得值为，若已知标准偏差标准偏差，置信概率，置信概率(gil)取取 99.73%，写出其测量结果写出其测量结果:xe=xi 3=40.002 第五十七页，共82页。测测量量(cling)列列中中随随机机误误差差的处理步骤的处理步骤若测量若测量(cling)列为列为x1、x2、xn，则算术平均值为，则算术平均值为（1）测量）测量(cl