1、第二章第二章 測量技術基礎測量技術基礎1、概述、概述2、長度和角度計量單位與量值傳遞、長度和角度計量單位與量值傳遞3、計量器具與測量方法、計量器具與測量方法4、測量誤差、測量誤差5、直接測量列的數據處理、直接測量列的數據處理本章的基本知識點：本章的基本知識點：量值傳遞系統；量值傳遞系統；量塊基本知識；量塊基本知識；測量器具的基本計量參數；測量器具的基本計量參數；測量誤差的特點及其分類；測量誤差的特點及其分類；測量誤差的處理方法；測量誤差的處理方法；測量結果的數據處理。測量結果的數據處理。第一節第一節 概述概述1.1.測量技術測量技術在機械制造業中，對加工完成的零件是否符合設計要求和實現其互換性

2、而進在機械制造業中，對加工完成的零件是否符合設計要求和實現其互換性而進行判斷與確定的一種手段。行判斷與確定的一種手段。主要是研究對零件的主要是研究對零件的幾何量幾何量進行測量和檢驗的一門技術進行測量和檢驗的一門技術 。長度、角度、幾何形狀、相互長度、角度、幾何形狀、相互位置以及表面粗糙度等位置以及表面粗糙度等 國家標準是實現互換性的國家標準是實現互換性的基礎基礎。測量技術是實現互換性的測量技術是實現互換性的保證保證 。第一節第一節 概述概述2.2.測量與檢驗的概念測量與檢驗的概念檢驗檢驗對于零件幾何量的檢驗，通常只是判斷被測零件對于零件幾何量的檢驗，通常只是判斷被測零件是否在規定的是否在規定的

3、驗收極限范圍內驗收極限范圍內，確定其，確定其是否合格是否合格，而不一定要確定其，而不一定要確定其具體的量值具體的量值。 測量測量確定被測對象的確定被測對象的量值量值而進行的實驗過程。其實質就是將而進行的實驗過程。其實質就是將被測幾被測幾何量何量與作為與作為計量單位計量單位E E的標準量進行的標準量進行比較比較，從而確定，從而確定被測量被測量的過程。的過程。 比值比值q =LE被測量值被測量值計量單位計量單位計量單位的選擇取決于被測幾何量所要求的計量單位的選擇取決于被測幾何量所要求的測量精度。測量精度。 第一節第一節 概述概述第一節第一節 概述概述3.3.測量過程測量過程一個完整的測量過程應包括

4、如下四個要素：一個完整的測量過程應包括如下四個要素：(1) 測量對象測量對象(2)計量單位計量單位(3)測量方法測量方法(4)測量精確度測量精確度在幾何量測量中，被測對象是指長度、角度、表面粗糙度、在幾何量測量中，被測對象是指長度、角度、表面粗糙度、形位誤差等。形位誤差等。用以度量同類量值的標準量。我國規定的法定計量單位中，用以度量同類量值的標準量。我國規定的法定計量單位中，長度單位為米（長度單位為米（m),m),角度單位為弧度（角度單位為弧度（rad)rad)及度及度( (。 ) )、分、分( )( )、秒、秒( () )。在機械制造中常用的單位為毫米（。在機械制造中常用的單位為毫米（mmm

5、m）。）。在機械圖樣上以毫米（在機械圖樣上以毫米（mmmm）為單位的量可省略不寫。為單位的量可省略不寫。測量時采用的測量原理、測量器具和測量條件的總和。測量時采用的測量原理、測量器具和測量條件的總和。測量結果與被測真值一致的程度。反義詞為測量結果與被測真值一致的程度。反義詞為測量誤差測量誤差。測量誤差大，測量精度低，測量誤差小，測量精度高。測量誤差大，測量精度低，測量誤差小，測量精度高。第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞一、長度基準與量值傳遞一、長度基準與量值傳遞二、長度量塊二、長度量塊三、角度基準與量值傳遞三、角度基準與量值傳遞四、角度量塊四、角度量塊第二

6、節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞一、長度單位與量值傳遞系統一、長度單位與量值傳遞系統1.1.長度單位的建立長度單位的建立 為了保證工業生產中長度測量的準確度，首先要建立統一、可靠的長度單位為了保證工業生產中長度測量的準確度，首先要建立統一、可靠的長度單位 。常見的長度單位：米（常見的長度單位：米（m m）、）、毫米（毫米（mmmm）、）、微米微米( (m)m)、納米（納米（nmnm）國際單位制國際單位制機械制造機械制造精密測量精密測量超精密測量超精密測量換算關系為：換算關系為：1 1m=1000mm 1mm=1000m 1m=1000m=1000mm 1mm=

7、1000m 1m=1000 nm nm第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞一、長度單位與量值傳遞系統一、長度單位與量值傳遞系統1.1.長度單位的建立長度單位的建立在國際單位制及我國法定計量單位中，以在國際單位制及我國法定計量單位中，以米米作為作為長度單位長度單位，其單位符號為，其單位符號為“m m”。國際單位基準國際單位基準“米米”在不同的時期的定義：在不同的時期的定義：（1 1）米的最初定義始于）米的最初定義始于17911791年的法國，以通過巴黎的地球子午線的年的法國，以通過巴黎的地球子午線的四千萬四千萬 之一之一為的為的長度單位米長度單位米，并制成一米的

8、基準尺；，并制成一米的基準尺；（2 2）18891889年在第一屆國際計量大會上規定，用熱膨脹系數小的鉑銥合金制成年在第一屆國際計量大會上規定，用熱膨脹系數小的鉑銥合金制成 了具有刻度線的基準尺作為了具有刻度線的基準尺作為國際米原器國際米原器。（3 3）采用）采用光波波長光波波長作為長度單位基準作為長度單位基準（4 4）在）在19831983年第十七界國際計量大會上通過的米的定義是：年第十七界國際計量大會上通過的米的定義是：“1 1米是光在真空米是光在真空 中于中于1/2997924581/299792458秒的時間間隔內所經過的長度秒的時間間隔內所經過的長度”。19851985年，我國采用碘

9、吸收穩定的年，我國采用碘吸收穩定的0.6330.633umum氦氖激光輻射作為波長基準復現米。氦氖激光輻射作為波長基準復現米。第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞一、長度單位與量值傳遞系統一、長度單位與量值傳遞系統2.2.長度量值傳遞系統長度量值傳遞系統 為了保證長度基準的量值能準確地傳遞到工業生產中去，就必須建立從光為了保證長度基準的量值能準確地傳遞到工業生產中去，就必須建立從光波基準到生產中使用的各種測量器具和工件的波基準到生產中使用的各種測量器具和工件的尺寸傳遞系統尺寸傳遞系統。量值傳遞是量值傳遞是“將國家計量基準所復現的計量值，通過將國家計量基準所復現

10、的計量值，通過檢定檢定（或其它方法）（或其它方法）傳遞給下一等級的計量標準（器），并依次逐級傳遞到工作計量器具上，傳遞給下一等級的計量標準（器），并依次逐級傳遞到工作計量器具上，以保證被測對象的以保證被測對象的量值準確一致量值準確一致的方式的方式”。在實際生產和科研中，不便于用光波作為長度基準進行測量，而是采用各在實際生產和科研中，不便于用光波作為長度基準進行測量，而是采用各種計量器具進行測量。種計量器具進行測量。第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞一、長度單位與量值傳遞系統一、長度單位與量值傳遞系統國家光波基準國家光波基準刻線量具（線紋尺）系刻線量具（線紋尺

11、）系統統端面量具（量塊）系統端面量具（量塊）系統第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞量塊是機械制造中精密長度計量應用最廣泛的一種實體標準，它是沒有刻量塊是機械制造中精密長度計量應用最廣泛的一種實體標準，它是沒有刻度的平面平行端面量具，是以兩相互平行的測量面之間的距離來決定其長度的平面平行端面量具，是以兩相互平行的測量面之間的距離來決定其長度的一種高精度的單值量具。度的一種高精度的單值量具。矩形截面的長方體、圓形截面的圓柱體。矩形截面的長方體、圓形截面的圓柱體。具有線膨脹系數小、不易變形、硬度高、具有線膨脹系數小、不易變形、硬度高、耐磨性好、工作表面粗糙度值小以

12、及耐磨性好、工作表面粗糙度值小以及研合性好研合性好等等特點的特殊合金。特點的特殊合金。量塊表面十分光潔和工整，量塊表面十分光潔和工整，用力推合兩量塊使它們的用力推合兩量塊使它們的測量表面緊密接觸時，二測量表面緊密接觸時，二者能粘合到一起者能粘合到一起量塊量塊平晶平晶第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞3.3.長度量塊尺寸方面的術語長度量塊尺寸方面的術語長度量塊是長度量塊是單值端面量具單值端面量具，形狀大多為長方六面體，其中一對平行平面為，形狀大多為長方六面體，其中一對平行平面為量塊的工作表面，兩工作表面的間距即長度量塊的工作尺寸。量塊的工作表面，兩工作表面的間

13、距即長度量塊的工作尺寸。量塊長度：指量塊上測量面的任意一點到與下測量面相研合的輔助體（如量塊長度：指量塊上測量面的任意一點到與下測量面相研合的輔助體（如平晶）平面間的垂直距離。平晶）平面間的垂直距離。量塊的尺寸：指量塊測量面上、下量塊的尺寸：指量塊測量面上、下中心點中心點的的量塊長度，用符號量塊長度，用符號L L來表示，即用量塊的來表示，即用量塊的中中心長度尺寸心長度尺寸代表代表工作尺寸工作尺寸。量塊上量塊上標出標出的尺寸為名義上的中心長度，稱為的尺寸為名義上的中心長度，稱為名義尺寸（或稱為標稱長度）。名義尺寸（或稱為標稱長度）。尺寸尺寸6 6mmmm的量塊，名義尺寸刻在上測量面上；的量塊，名

14、義尺寸刻在上測量面上；尺寸尺寸66mmmm的量塊，名義尺寸刻在一個非測量面上，的量塊，名義尺寸刻在一個非測量面上，而且該表面的左右側面分別為上測量面和下測量面。而且該表面的左右側面分別為上測量面和下測量面。量塊長度量塊長度量塊的尺寸量塊的尺寸第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞按按“級級”劃分劃分按按“等等”劃分劃分按按制造精度制造精度分分5 5級，級，0 0，1 1，2 2，3 3，K K級，級，K K級為校準級。級為校準級。“級級”主要是根據長度極限偏差主要是根據長度極限偏差D D和長度變動量的允許值和長度變動量的允許值TvTv劃劃分分。工作尺寸為工作尺寸

15、為標稱長度標稱長度，含制造誤差，不加修正值。，含制造誤差，不加修正值。第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞按按“級級”劃分劃分按按“等等”劃分劃分按按檢定精度檢定精度分為分為1 16 6等，等，1 1等精度最高，等精度最高，6 6等最低。等最低。工作尺寸為量塊檢定書列出的工作尺寸為量塊檢定書列出的實測中心長度實測中心長度，排除了，排除了量塊的制造誤差，只含檢定時的較小的測量誤差。量塊的制造誤差，只含檢定時的較小的測量誤差。第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞按按“級級”劃分劃分按按“等等”劃分劃分幾點說明：幾點說明：1 1）按

16、）按“等等”使用比按使用比按“級級”使用的測量精度高。使用的測量精度高。2 2）量值按長度量值傳遞系統進行，即低一等量塊檢定用高一等量塊作標準。）量值按長度量值傳遞系統進行，即低一等量塊檢定用高一等量塊作標準。3 3）量塊的）量塊的“級”和“等”是從成批制造和單個檢定兩種不同的角度出發，對其精度是從成批制造和單個檢定兩種不同的角度出發，對其精度進行劃分的兩種形式。進行劃分的兩種形式。 4 4）按“級”使用時，以標記在量塊上的標稱尺寸作為工作尺寸，該尺寸時，以標記在量塊上的標稱尺寸作為工作尺寸，該尺寸包含其制造誤差。 5 5）按“等”使用時，必須以檢定后的實際尺寸作為工作尺寸，該尺寸不包含制造誤

17、時，必須以檢定后的實際尺寸作為工作尺寸，該尺寸不包含制造誤差，但差，但包含了檢定時的測量誤差。 6 6）就同一量塊而言，檢定時的測量誤差要比制造誤差小得多。所以，）就同一量塊而言，檢定時的測量誤差要比制造誤差小得多。所以，量塊按“等”使用時其精度比按“級”使用要高，且能在保持量塊原有使用精度的基礎上延長其使且能在保持量塊原有使用精度的基礎上延長其使用壽命。用壽命。 第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞利用量塊的研合性，就可以把各種尺寸不同的量塊組合成量塊組，得到所利用量塊的研合性，就可以把各種尺寸不同的量塊組合成量塊組，得到所需要的各種尺寸。需要的各種尺寸。1

18、 1）按實際需要，用多個尺寸不同的量塊研合組成所需要的長度標準量。）按實際需要，用多個尺寸不同的量塊研合組成所需要的長度標準量。 選擇量塊時，按照量塊的名義尺寸進行選取。選擇量塊時，按照量塊的名義尺寸進行選取。2 2）選用量塊時，采用消尾法，即每選一塊至少應減去所需尺寸的一位尾數。）選用量塊時，采用消尾法，即每選一塊至少應減去所需尺寸的一位尾數。 量塊是成套制成，國家標準共規定了量塊是成套制成，國家標準共規定了1717種系列的成套量塊，每套數量不同種系列的成套量塊，每套數量不同（8383塊、塊、4646塊、塊、9191塊），如表塊），如表2-12-1成套量塊的尺寸。成套量塊的尺寸。表表2-12

19、-1成套量塊的尺寸（成套量塊的尺寸（GB/T6093-2001GB/T6093-2001）第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞利用量塊的研合性，就可以把各種尺寸不同的量塊組合成量塊組，得到所利用量塊的研合性，就可以把各種尺寸不同的量塊組合成量塊組，得到所需要的各種尺寸。需要的各種尺寸。1 1）為了減少量塊的組合誤差，量塊塊數盡可能少，一般不超過）為了減少量塊的組合誤差，量塊塊數盡可能少，一般不超過4 4塊。塊。2 2）必須從同一套量塊中選取，決不能在兩套或兩套以上的量塊中混選。）必須從同一套量塊中選取，決不能在兩套或兩套以上的量塊中混選。3 3）組合時，不能將

20、測量面與非測量面相研合。）組合時，不能將測量面與非測量面相研合。4 4）組合時，下測量面一律朝下。）組合時，下測量面一律朝下。第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞例如：要組成例如：要組成28.93528.935mmmm的尺寸，采用的尺寸，采用8383塊一套的量塊。塊一套的量塊。28.93528.935量塊組合尺寸量塊組合尺寸 -1.005-1.005.第一塊量塊尺寸第一塊量塊尺寸27.9327.93-1.43-1.43.第二塊量塊尺寸第二塊量塊尺寸26.526.5 -6.5-6.5第三塊量塊尺寸第三塊量塊尺寸 20 20-20-20第四塊量塊尺寸第四塊量塊尺寸

21、 0 0 第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞1 1）作為）作為尺寸傳遞的長度標準尺寸傳遞的長度標準，將國家的長度基準按照一定的，將國家的長度基準按照一定的規范逐級傳遞到機械產品制造環節，實現量值統一。規范逐級傳遞到機械產品制造環節，實現量值統一。 2 2）計量儀器示值誤差的）計量儀器示值誤差的檢定標準檢定標準，檢定量儀的示值誤差。，檢定量儀的示值誤差。 3 3）比較測量時以量塊為基準比較測量時以量塊為基準，用測量器具比較量塊與被測尺，用測量器具比較量塊與被測尺寸的差值。寸的差值。 4 4）

22、也可直接用于精密測量、精密機床和夾具調整時的）也可直接用于精密測量、精密機床和夾具調整時的尺寸基尺寸基準準。 第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞1.1.角度單位角度單位角度也是機械制造中重要的幾何參數之一。角度也是機械制造中重要的幾何參數之一。我國法定計量單位規定平面角度單位為弧度（我國法定計量單位規定平面角度單位為弧度（rad)rad)及度及度( (。 ) )、分、分( )( )、秒秒( () )。在計量部門，為了方便，采用多面棱體作為角度量值的基準。在計量部門，為了方便，采用多面棱體作為角度量值的基準。基準多基準多面棱體面棱體自準直儀自準直儀比較法比較法

23、多面棱體多面棱體工作基準工作基準直接直接檢定檢定標準標準測角儀測角儀直接直接檢定檢定比較比較檢定檢定角度角度量塊量塊涂色涂色法法光隙光隙法法各種角度各種角度測量量具測量量具工件工件第二節第二節 長度和角度計量單位與量值傳遞長度和角度計量單位與量值傳遞四四. .角度量塊角度量塊u三角形量塊：一個工作角三角形量塊：一個工作角（1079）作為測量標準量；作為測量標準量；u四邊形量塊：四個工作角四邊形量塊：四個工作角（80 100 ）作為標準量。作為標準量。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法一、計量儀器的分類一、計量儀器的分類二、計量器具的基本技術性能指標二、計量器具的基本技術性能指標

24、三、測量方法的分類三、測量方法的分類第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法一、計量器具的分類一、計量器具的分類按其工作原理、結構特點及用途分類：按其工作原理、結構特點及用途分類：1 1、用途分類：、用途分類：1 1）標準計量器具）標準計量器具測量時體現標準量的測量器具。測量時體現標準量的測量器具。用來用來校對和調整校對和調整其他計量器具、或作為其他計量器具、或作為標準量標準量與與被測幾何量被測幾何量進行比較，如進行比較，如線紋尺線紋尺、量塊量塊、多面棱體多面棱體等。等。2 2）通用計量器具）通用計量器具指通用性大指通用性大 可用來測量某一范圍內的各種尺寸可用來測量某一范圍內的各種尺

25、寸（或其他幾何量），并能獲得具體讀數值的計量器具，如（或其他幾何量），并能獲得具體讀數值的計量器具，如游標卡尺游標卡尺、千分千分尺、千分表、測長儀尺、千分表、測長儀等。等。游標卡尺游標卡尺千分尺千分尺第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法一、計量器具的分類一、計量器具的分類按其工作原理、結構特點及用途分類：按其工作原理、結構特點及用途分類：1 1、用途分類：、用途分類：1 1）標準計量器具）標準計量器具2 2）通用計量器具）通用計量器具3 3）專用計量器具）專用計量器具指用來專門測量某種或某個特定幾何量的計量器指用來專門測量某種或某個特定幾何量的計量器具。如具。如量規量規、圓度儀圓

26、度儀、基節儀基節儀等。等。光滑極限量規檢驗孔軸光滑極限量規檢驗孔軸沒有刻度且專用的計量器具，可檢驗零件要素實際尺寸和形位誤差的綜合結果。沒有刻度且專用的計量器具，可檢驗零件要素實際尺寸和形位誤差的綜合結果。特點特點：得不到工件的具體實際尺寸和形位誤差值，只能判斷工件是否合格。得不到工件的具體實際尺寸和形位誤差值，只能判斷工件是否合格。例如：光滑極限量規檢驗孔軸。例如：光滑極限量規檢驗孔軸。 塞規塞規卡規卡規第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法2 2、按結構和工作原理分：、按結構和工作原理分：將被測幾何量的將被測幾何量的量值量值轉換成可直接觀測的轉換成可直接觀測的示值或等效信息的一

27、類計量器具。按原始信號轉換原理分為：示值或等效信息的一類計量器具。按原始信號轉換原理分為：1 1）機械式計量器具）機械式計量器具通過機械結構實現對被測量的感受、傳遞和放大通過機械結構實現對被測量的感受、傳遞和放大的計量器具，如機械式比較儀、百分表、和扭簧比較儀等。的計量器具，如機械式比較儀、百分表、和扭簧比較儀等。機機械械式式比比較較儀儀第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法2 2、按結構和工作原理分：、按結構和工作原理分：將被測幾何量的將被測幾何量的量值量值轉換成可直接觀測的轉換成可直接觀測的示值或等效信息的一類計量器具。按原始信號轉換原理分為：示值或等效信息的一類計量器具。按原

28、始信號轉換原理分為：2 2）光學式計量器具）光學式計量器具用光學方法實現對被測量的轉換和放大的計量器用光學方法實現對被測量的轉換和放大的計量器具，如具，如光學比較儀光學比較儀、投影儀投影儀、自準直儀自準直儀和和工具顯微鏡工具顯微鏡等。等。特點：精度高、性能穩定。特點：精度高、性能穩定。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法2 2、按結構和工作原理分：、按結構和工作原理分：將被測幾何量的將被測幾何量的量值量值轉換成可直接觀測的轉換成可直接觀測的示值或等效信息的一類計量器具。按原始信號轉換原理分為：示值或等效信息的一類計量器具。按原始信號轉換原理分為：3 3）氣動式計量器具）氣動式計量

29、器具靠壓縮空氣通過氣動系統時的狀態（流量或壓力）靠壓縮空氣通過氣動系統時的狀態（流量或壓力）變化來實現對被測量的轉換的計量器具，特點：結構簡單、測量精度和效變化來實現對被測量的轉換的計量器具，特點：結構簡單、測量精度和效率都高，但示值范圍小。如率都高，但示值范圍小。如水柱式水柱式和和浮標式氣動量儀浮標式氣動量儀等。等。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法2 2、按結構和工作原理分：、按結構和工作原理分：將被測幾何量的將被測幾何量的量值量值轉換成可直接觀測的轉換成可直接觀測的示值或等效信息的一類計量器具。按原始信號轉換原理分為：示值或等效信息的一類計量器具。按原始信號轉換原理分為：

30、4 4）電動式計量器具）電動式計量器具將被測量通過傳感器轉變為電量，再經變換而獲得將被測量通過傳感器轉變為電量，再經變換而獲得讀數的計量器具，特點：精度高，測量信號經讀數的計量器具，特點：精度高，測量信號經A/DA/D轉換后，易于與計算機接轉換后，易于與計算機接口，實現測量和數據處理的自動化。口，實現測量和數據處理的自動化。如如電動輪廓儀電動輪廓儀和和電感測微儀電感測微儀等。等。電感比較儀電感比較儀5 5）光電式計量器具）光電式計量器具利用光學方利用光學方法放大或瞄準，通過光電元件再轉換法放大或瞄準，通過光電元件再轉換為電量進行檢測，以實現幾何量的測為電量進行檢測，以實現幾何量的測量的計量器具

31、，如光電顯微鏡、光電量的計量器具，如光電顯微鏡、光電測長儀等。測長儀等。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法 二二. . 計量器具的基本度量指標：計量器具的基本度量指標：度量指標是用來說明計量器具的性能和功用的，測量中應考慮的測量工具度量指標是用來說明計量器具的性能和功用的，測量中應考慮的測量工具的主要性能。的主要性能。它是選擇和使用計量器具，研究和判斷測量方法正確性的依據。它是選擇和使用計量器具，研究和判斷測量方法正確性的依據。基本度量指標主要有以下幾項：基本度量指標主要有以下幾項：（1 1）分度值）分度值（刻度值、精度值）（刻度值、精度值）i i ：簡稱精度，它是指測量器具的

32、標尺簡稱精度，它是指測量器具的標尺或刻盤上，相鄰兩刻線所代表被測量的量值。如千分表的分度值或刻盤上，相鄰兩刻線所代表被測量的量值。如千分表的分度值0.0010.001mmmm，百分表的分度值為百分表的分度值為0.010.01mmmm。對于數顯式儀器，其分度值稱為對于數顯式儀器，其分度值稱為分辨率分辨率。一。一般說來，分度值越小，計量器具的精度越高。般說來，分度值越小，計量器具的精度越高。分辨力分辨力計量器具所能顯示的最末一位計量器具所能顯示的最末一位所代表的量值。如數字式量儀，其讀數采用所代表的量值。如數字式量儀，其讀數采用非標尺或非分度盤顯示，不能采用分度值的非標尺或非分度盤顯示，不能采用分

33、度值的概念。概念。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法 二二. . 計量器具的基本度量指標：計量器具的基本度量指標：基本度量指標主要有以下幾項：基本度量指標主要有以下幾項：（2 2）刻度間距（隔）刻度間距（隔）C C：簡稱刻度，它是指測量器具的刻度尺或刻盤上相簡稱刻度，它是指測量器具的刻度尺或刻盤上相鄰兩刻線中心之間的距離（或圓周弧長）。為便于目視估計，一般刻度間鄰兩刻線中心之間的距離（或圓周弧長）。為便于目視估計，一般刻度間距為（距為（0.752.50.752.5mmmm）。）。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法 二二. . 計量器具的基本度量指標：計量器具的基

34、本度量指標：基本度量指標主要有以下幾項：基本度量指標主要有以下幾項：(3)(3)、示值范圍：、示值范圍：測量器具標尺上全部刻度間隔所代表的測量數值，即計量測量器具標尺上全部刻度間隔所代表的測量數值，即計量器具所顯示或指示的最小值到最大值的范圍。下圖計量器具的示值范圍為器具所顯示或指示的最小值到最大值的范圍。下圖計量器具的示值范圍為 0.10.1mmmm。 第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法二二. . 計量器具的基本度量指標：計量器具的基本度量指標：基本度量指標主要有以下幾項：基本度量指標主要有以下幾項：(4)(4)、測量范圍：、測量范圍：測量器具所能測量出的最大和最小的尺寸范圍

35、。一般地，測量器具所能測量出的最大和最小的尺寸范圍。一般地，將測量器具安裝在表座上，包括：將測量器具安裝在表座上，包括：1 1）標尺的示值范圍）標尺的示值范圍 2 2）表座上安裝儀表）表座上安裝儀表的懸臂能夠上下移動的最大和最小的尺寸范圍。的懸臂能夠上下移動的最大和最小的尺寸范圍。如左圖的測量范圍為如左圖的測量范圍為01800180mmmm，示值范圍和測量范圍含義不同。示值范圍和測量范圍含義不同。某些器具（游標卡尺、千分尺等）某些器具（游標卡尺、千分尺等）其示值范圍和測量范圍相同其示值范圍和測量范圍相同 ，而，而有些器具則不同，如左圖示值范有些器具則不同，如左圖示值范圍為圍為 0.1 0.1m

36、mmm，而測量范圍為而測量范圍為01800180mmmm。機機械械式式比比較較儀儀儀器測量范圍儀器測量范圍（0 0180180）mmmm第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法 二二. . 計量器具的基本度量指標：計量器具的基本度量指標：基本度量指標主要有以下幾項：基本度量指標主要有以下幾項：(5)(5)、靈敏度、靈敏度：指計量器具對被測量變化的反映能力。指計量器具對被測量變化的反映能力。若被測量變化為若被測量變化為 L L，計量器具上相應的變化為計量器具上相應的變化為 x x，則靈敏度則靈敏度S S為為 S=S= x/ x/ L L放大比（傳動比）放大比（傳動比）K K ：指量儀指

37、針的直線位移（或角位移）與引起這個位指量儀指針的直線位移（或角位移）與引起這個位移的原因（即被測量尺寸變化）之比。這個比等于刻度間距與分度值之比，移的原因（即被測量尺寸變化）之比。這個比等于刻度間距與分度值之比，即即K=C/ iK=C/ i。 第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法 二二. . 計量器具的基本度量指標：計量器具的基本度量指標：基本度量指標主要有以下幾項：基本度量指標主要有以下幾項：（6 6）、測量力）、測量力：在測量過程中量具或量儀的測量頭與被測表面之間的接觸力。在在測量過程中量具或量儀的測量頭與被測表面之間的接觸力。在接觸測量中，要求要有一定的恒定的測量力。測量力

38、太大會使零件或測量頭產生變接觸測量中，要求要有一定的恒定的測量力。測量力太大會使零件或測量頭產生變形，測量力不恒定會使示值不穩定。形，測量力不恒定會使示值不穩定。 （7 7）、示值誤差：）、示值誤差：量具或量儀上的讀數與被測尺寸實際數值之差。量具或量儀上的讀數與被測尺寸實際數值之差。（8 8）、示值變動：）、示值變動：指在測量條件不變的情況下，用計量器具對被測量測量多次指在測量條件不變的情況下，用計量器具對被測量測量多次 （一般（一般510510次）所得示值中的最大差值。次）所得示值中的最大差值。（9 9）、回程誤差（滯后誤差）、回程誤差（滯后誤差）：指在相同的條件下，對同一被測量進行多次往指

39、在相同的條件下，對同一被測量進行多次往返兩個方向測量時，計量器具示值的最大變動量。返兩個方向測量時，計量器具示值的最大變動量。（1010）、不確定度）、不確定度：指由于測量誤差的存在而對被測量值不能肯定的程度。不確定指由于測量誤差的存在而對被測量值不能肯定的程度。不確定度用極限誤差表示，它是一個綜合指標，包括示值誤差、回程誤差等。如分度值為度用極限誤差表示，它是一個綜合指標，包括示值誤差、回程誤差等。如分度值為0.010.01mmmm的千分尺的千分尺, ,在車間條件下測量一個尺寸小于在車間條件下測量一個尺寸小于5050mmmm的零件時的零件時, ,其不確定度為其不確定度為 0.0040.004

40、mmmm。修正值：修正值：為消除或減小系統誤差，用代數法為消除或減小系統誤差，用代數法加到測量結果上的數加到測量結果上的數值值。其大小與示值誤差絕對值相等，符號相反。其大小與示值誤差絕對值相等，符號相反。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法三三. .測量方法的分類測量方法的分類測量方法是根據測量對象的特點來選擇和確定的。測量方法是根據測量對象的特點來選擇和確定的。特點：主要是指測量對象的尺寸大小、精度要求、形狀特點、材料性質以及特點：主要是指測量對象的尺寸大小、精度要求、形狀特點、材料性質以及 數量等。數量等。 1 1、按獲得被測結果的方法分類、按獲得被測結果的方法分類直接測量直

41、接測量：測量時，直接從測量器具上讀出被測幾何量的大小值。：測量時，直接從測量器具上讀出被測幾何量的大小值。 游標卡尺游標卡尺被測工件被測工件間接測量間接測量 ：被測幾何量無法直接測量時，首先測出與被測幾何量有關的其他：被測幾何量無法直接測量時，首先測出與被測幾何量有關的其他幾何量，然后，通過一定的數學關系式進行計算來求得被測幾何量的尺寸值幾何量，然后，通過一定的數學關系式進行計算來求得被測幾何量的尺寸值 。LH R = + L28HH2R第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法三三. .測量方法的分類測量方法的分類2 2 、據被測結果讀數值的不同分類（讀數值是否直接表示被測尺寸）、據

42、被測結果讀數值的不同分類（讀數值是否直接表示被測尺寸）絕對測量（全值測量）絕對測量（全值測量）：測量器具的讀數值直接表示被測尺寸。：測量器具的讀數值直接表示被測尺寸。相對測量（微差或比較測量）相對測量（微差或比較測量）：測量器具的讀數值表示被測尺寸相對于標準：測量器具的讀數值表示被測尺寸相對于標準量的微差值或偏差。被測幾何量的量值等于已知標準量與該偏差值的代數和。量的微差值或偏差。被測幾何量的量值等于已知標準量與該偏差值的代數和。( (特點：對零、精度高）特點：對零、精度高）標準值標準值被測件被測件調零調零偏差值偏差值游標卡尺游標卡尺被測工件被測工件一般說來，相對測一般說來，相對測量比絕對測量

43、的的量比絕對測量的的測量精度高。測量精度高。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法三三. .測量方法的分類測量方法的分類3 3、根據同時測量參數的多少分類：、根據同時測量參數的多少分類：單項測量單項測量：對工件上的各個被測量分別進行測量；：對工件上的各個被測量分別進行測量；綜合測量綜合測量 ：對工件上幾個相關幾何量的綜合效應同時測量得到綜合指標，以判斷對工件上幾個相關幾何量的綜合效應同時測量得到綜合指標，以判斷綜合結果是否合格。例如：齒距儀測量齒輪的齒距累積誤差，反映公法線長度變動綜合結果是否合格。例如：齒距儀測量齒輪的齒距累積誤差，反映公法線長度變動和齒圈徑向跳動誤差的綜合結果。

44、和齒圈徑向跳動誤差的綜合結果。工件軸工件軸通端通端止端止端minminmaxmax公差公差用光滑極限量規用光滑極限量規檢驗工件時檢驗工件時, ,通端通端能通過工件能通過工件, ,止端止端不能通過工件時不能通過工件時, ,則該工件是合格則該工件是合格的的. .注意：注意：綜合測量的效率比單項測量的效率高。綜合測量的效率比單項測量的效率高。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法4 4 、根據零件的被測表面是否與測量器具的測量頭有機械接觸分類、根據零件的被測表面是否與測量器具的測量頭有機械接觸分類 三三. .測量方法的分類測量方法的分類接觸測量接觸測量：測量器具的測量頭與零件被測表面以機

45、械測量力接觸。：測量器具的測量頭與零件被測表面以機械測量力接觸。游標卡尺游標卡尺被測工件被測工件杠桿測頭軸線杠桿測頭軸線被測表面被測表面測量線測量線非接觸測量非接觸測量：測量器具的測量頭與被測表面不接觸，不存在機械測量力。：測量器具的測量頭與被測表面不接觸，不存在機械測量力。接觸測量有測量力，會引起被測表面和計量器具有關部分產生彈性變形，因而影響接觸測量有測量力，會引起被測表面和計量器具有關部分產生彈性變形，因而影響測量精度，非接觸測量則無此影響。測量精度，非接觸測量則無此影響。第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法三三. .測量方法的分類測量方法的分類5 5 、根據測量對機械制造

46、工藝過程所起的作用不同：、根據測量對機械制造工藝過程所起的作用不同：在線測量（主動測量）在線測量（主動測量） ：在工件加工過程中進行的測量。：在工件加工過程中進行的測量。防止廢品防止廢品反饋反饋離線測量（被動測量）離線測量（被動測量）：在零件加工后進行的測量。：在零件加工后進行的測量。發現并剔除廢品發現并剔除廢品第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法三三. .測量方法的分類測量方法的分類6 6、 根據被測量或敏感元件（測量頭）在測量中相對狀態的不同分類根據被測量或敏感元件（測量頭）在測量中相對狀態的不同分類 靜態測量靜態測量：測量時，被測表面與測量頭處于相對靜止狀態：測量時，被測表

47、面與測量頭處于相對靜止狀態 。 動態測量動態測量：測量時，被測表面與測量頭處于工作（或模擬）過程中的相對：測量時，被測表面與測量頭處于工作（或模擬）過程中的相對運動狀態運動狀態 。 測量表面測量表面測量頭測量頭第三節第三節 計量器具與測量方法計量器具與測量方法三三. .測量方法的分類測量方法的分類7 7、 按多次測量的條件是否改變：按多次測量的條件是否改變：等精度測量等精度測量：決定測量精度的全部因素或條件都不變的測量。決定測量精度的全部因素或條件都不變的測量。不等精度測量不等精度測量：指測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件可能完全：指測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件可能完全改變或

48、部分改變的測量。改變或部分改變的測量。 第四節第四節 測量誤差測量誤差一一.測量誤差的概念測量誤差的概念二二.測量誤差的來源測量誤差的來源三三.測量誤差的種類和特性測量誤差的種類和特性四四.測量精度分類測量精度分類第四節第四節 測量誤差測量誤差一一. .測量誤差的概念測量誤差的概念在測量過程中，由于計量器具本身的誤差以及測量方法和測量條件的限制，在測量過程中，由于計量器具本身的誤差以及測量方法和測量條件的限制，任何一次測量的測得值都不可能是被測幾何量的真值，兩者存在這差異。任何一次測量的測得值都不可能是被測幾何量的真值，兩者存在這差異。這種差異在數值上則表現為這種差異在數值上則表現為測量誤差測

49、量誤差。測量誤差可用測量誤差可用絕對誤差絕對誤差和和相對誤差相對誤差來表示。來表示。1 1、絕對誤差、絕對誤差（）被測量的實際測得值被測量的實際測得值X與被測量的真值與被測量的真值Q之差。之差。=xQ用來判定相同被測幾用來判定相同被測幾何量的測量精確度。何量的測量精確度。 絕對誤差可能是正值，也可為負值，則有絕對誤差可能是正值，也可為負值，則有Q=xl l2 2、相對誤差、相對誤差（）絕對誤差（取絕對值）與真值之比，絕對誤差（取絕對值）與真值之比，用來判定不同大小用來判定不同大小的同類幾何量的測的同類幾何量的測量精確度量精確度 =ll /Q（ ll /x）真值無法得到，真值無法得到，用測得值代

50、替。用測得值代替。第四節第四節 測量誤差測量誤差一一. .測量誤差的概念測量誤差的概念例如：有兩個被測量的實際測得值例如：有兩個被測量的實際測得值X1=100mm，X2=10mm，1=2=0.01mm，則其相對誤差為：則其相對誤差為：1=1/ X1100%=0.01/100100%=0.01%2=2/ X2100%=0.01/10100%=0.1%由上例可以看出，兩個不同大小的被測量，雖然具有相同大小的絕對誤差，由上例可以看出，兩個不同大小的被測量，雖然具有相同大小的絕對誤差，其相對誤差是不同的，其相對誤差是不同的，顯然，顯然，12，表示前者的精確度比后者高。表示前者的精確度比后者高。第四節第

51、四節 測量誤差測量誤差二二. .測量誤差的來源測量誤差的來源（一）計量器具誤差（一）計量器具誤差計量器具誤差計量器具誤差計量器具本身的誤差，設計、制造和使用過程中的誤差，計量器具本身的誤差，設計、制造和使用過程中的誤差，總和反映在示值誤差和測量重復性上。總和反映在示值誤差和測量重復性上。阿貝原則是指測量長度時，應使阿貝原則是指測量長度時，應使被測零件的尺寸線被測零件的尺寸線和量儀中作為標準的和量儀中作為標準的刻刻度尺重合度尺重合或順次排成一條直線。例如，游標卡尺與千分尺。或順次排成一條直線。例如，游標卡尺與千分尺。xsx/ 計量器具零件的制造和裝配誤差也會產計量器具零件的制造和裝配誤差也會產生

52、測量誤差。例如：游標卡尺的刻線距生測量誤差。例如：游標卡尺的刻線距離之間不準確；指示表的分度盤與指針離之間不準確；指示表的分度盤與指針回轉軸的安裝有偏心。回轉軸的安裝有偏心。計量器具零件的變形，滑動表面的磨損計量器具零件的變形，滑動表面的磨損也會產生測量誤差。也會產生測量誤差。測量誤差測量誤差=x-x=x-x/ /=stan=stan s s 第四節第四節 測量誤差測量誤差二二. .測量誤差的來源測量誤差的來源（一）計量器具誤差（一）計量器具誤差相對測量中使用的標準器，如量塊、線紋尺等的制造誤差，也將直接反映相對測量中使用的標準器，如量塊、線紋尺等的制造誤差，也將直接反映到測量結果中。到測量結

53、果中。基準件誤差基準件誤差所有的基準件或基準量具，雖然制作的非常精確，但是所有的基準件或基準量具，雖然制作的非常精確，但是都不可避免的存在誤差。基準件誤差就是指作為標準量的基準件本身存都不可避免的存在誤差。基準件誤差就是指作為標準量的基準件本身存在的誤差。在的誤差。 基準件的誤差應不超過總測量誤差的基準件的誤差應不超過總測量誤差的1/31/5 第四節第四節 測量誤差測量誤差（二）測量方法誤差（二）測量方法誤差測量方法誤差測量方法誤差測量方法不完善所引起的誤差。包括如計算公式不準確、測量測量方法不完善所引起的誤差。包括如計算公式不準確、測量方法選擇不當、測量基準不統一、工件安裝不合理以及測量力等

54、引起的誤差。方法選擇不當、測量基準不統一、工件安裝不合理以及測量力等引起的誤差。例如：測量大型工件的直徑，可用直接測量法，也可以用弓高弦長法，測例如：測量大型工件的直徑，可用直接測量法，也可以用弓高弦長法，測 量誤差不同。量誤差不同。再如：接觸測量時，測頭測量力的存在，被測零件和測量裝置發生變形。再如：接觸測量時，測頭測量力的存在，被測零件和測量裝置發生變形。（三）環境誤差（三）環境誤差環境誤差環境誤差指測量時的環境條件不符合標準條件所引起的測量誤差。指測量時的環境條件不符合標準條件所引起的測量誤差。 溫度、濕度、振動和灰塵等。溫度、濕度、振動和灰塵等。 第四節第四節 測量誤差測量誤差（四）人

55、員誤差（四）人員誤差人員誤差人員誤差指測量人員的主觀因素（如技術熟練程度、分辨能力、思維指測量人員的主觀因素（如技術熟練程度、分辨能力、思維情緒等）引起的測量誤差。情緒等）引起的測量誤差。瞄準不準、讀數或估讀錯誤。瞄準不準、讀數或估讀錯誤。因為一個測量過程是由因為一個測量過程是由人人、在一定、在一定環境環境中、用某種中、用某種儀器儀器、按一定的、按一定的方法方法進進行的，所以，行的，所以，器具器具（設計原理、制造、使用等），（設計原理、制造、使用等），方法方法，環境環境（溫度、濕（溫度、濕度、振動等）、度、振動等）、人員人員（技術、分辨能力等）等（技術、分辨能力等）等四方面四方面都會產生測量誤

56、差。都會產生測量誤差。為提高測量精度，應設法減小或消除他們對測量結果的影響，為提高測量精度，應設法減小或消除他們對測量結果的影響，當然，有些誤差是不可避免的，有些是可以避免的。當然，有些誤差是不可避免的，有些是可以避免的。第四節第四節 測量誤差測量誤差三、三、測量誤差的種類和特性測量誤差的種類和特性測量誤測量誤差差按其性質分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差（過失或反常誤差）。按其性質分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差（過失或反常誤差）。（一）隨機誤差（一）隨機誤差隨機誤差隨機誤差指在一定條件下，多次重復測量同一被測幾何量時，其數指在一定條件下，多次重復測量同一被測幾何量時，其數值大小和符號以不可預

57、定的方式變化著的誤差。值大小和符號以不可預定的方式變化著的誤差。產生原因：產生原因：測量中的不穩定因素綜合形成的，是不可避免的。如測量過程測量中的不穩定因素綜合形成的，是不可避免的。如測量過程 中溫度的波動、振動、測量力的不穩定，量儀的示值變動，讀中溫度的波動、振動、測量力的不穩定，量儀的示值變動，讀 數不一致等。數不一致等。特點：特點：單次測量，無法預知絕對值大小和符號，多次重復測量，符合一定單次測量，無法預知絕對值大小和符號，多次重復測量，符合一定 的概率統計規律。的概率統計規律。第四節第四節 測量誤差測量誤差三、三、測量誤差的種類和特性測量誤差的種類和特性測量誤測量誤差差按其性質分為系統

58、誤差、隨機誤差和粗大誤差（過失或反常誤差）。按其性質分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差（過失或反常誤差）。（一）隨機誤差（一）隨機誤差1、隨機誤差的分布規律、隨機誤差的分布規律隨機誤差可用實驗方法來確定。實踐表明，大多數情況下，隨機誤差符合正態分布。隨機誤差可用實驗方法來確定。實踐表明，大多數情況下，隨機誤差符合正態分布。舉例：舉例：實驗：實驗：對某一零件用相同的方法進行對某一零件用相同的方法進行150150次重復測量，可得次重復測量，可得150150個測得值，然后將測得的個測得值，然后將測得的尺寸進行分組。尺寸進行分組。從從7.1317.131、7.1327.1327.1417.141mmmm

59、，每隔每隔0.0010.001mmmm為一組，分十一組，各測得值及出為一組，分十一組，各測得值及出現次數如表所示現次數如表所示 ：第四節第四節 測量誤差測量誤差1、隨機誤差的分布規律、隨機誤差的分布規律（一）隨機誤差（一）隨機誤差三、三、測量誤差的種類和特性測量誤差的種類和特性第四節第四節 測量誤差測量誤差1、隨機誤差的分布規律、隨機誤差的分布規律（一）隨機誤差（一）隨機誤差頻率直方圖頻率直方圖根據上表中的統計數據，一尺寸為橫坐標，以頻數或頻率為縱坐標，根據上表中的統計數據，一尺寸為橫坐標，以頻數或頻率為縱坐標，畫出頻率直方圖，如圖畫出頻率直方圖，如圖2-82-8a a，連接直方圖各頂線中點，

60、得到一條折線，稱實際分布連接直方圖各頂線中點，得到一條折線，稱實際分布曲線。曲線。 如圖如圖2-82-8a a三、三、測量誤差的種類和特性測量誤差的種類和特性第四節第四節 測量誤差測量誤差1、隨機誤差的分布規律、隨機誤差的分布規律（一）隨機誤差（一）隨機誤差如圖如圖2-82-8b b正態分布曲線正態分布曲線將上述實驗的測量總次數將上述實驗的測量總次數N N無限增大（無限增大（NN），），而分組間隔而分組間隔xx無限減小無限減小( (x0)x0)，且用橫坐標表示隨機誤差，縱坐標表示對應的隨機誤差的概且用橫坐標表示隨機誤差，縱坐標表示對應的隨機誤差的概率密度，則可以得到如圖所示的光滑曲線，即隨機誤