測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)概要
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在量值傳遞工作中,為了消除量塊制造誤差對(duì)測(cè)量的影響,常常按量塊檢定后得到的實(shí)際尺寸使用。各種不同精度的檢定方法可以得到具有不同測(cè)量不確定度的量塊,并依此劃分量塊的等別,如圖1－1所示。檢定后的量塊可得到每量塊的中心長(zhǎng)度的實(shí)際偏差,顯然同一套量塊若按“等”使用可以得到更高的測(cè)量精度（較小的測(cè)量不確定度）。但由于按“等”使用比較麻煩,且檢定成本高,固在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)仍按“級(jí)”使用。
使用：?jiǎn)蝹€(gè)量塊使用很不方便,故一般都按序列將許多不同標(biāo)稱尺寸的量塊成套配置,使用時(shí)根據(jù)需要選擇多個(gè)適當(dāng)?shù)牧繅K研合起來(lái)使用。通常,組成所需尺寸的量塊總數(shù)不應(yīng)超過(guò)四塊。例如,為組成89.765mm的尺寸,可由成套的量塊中選出1.005、1.26、7.5、80mm四塊組成,即
①量塊必須在使用有效期內(nèi)，否應(yīng)及時(shí)送專業(yè)部門檢定。
②所選量塊應(yīng)先放入航空汽油中清洗，并用潔凈綢布將其擦干，待量塊溫度與環(huán)境濕度相同后方可使用。
③使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)對(duì)量塊的損傷及因工作面上的灰塵而劃傷工作面，影響其研合性, 。
④輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。
⑤不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對(duì)量塊的腐蝕及手溫對(duì)測(cè)量精確度的影響。
⑥使用完畢應(yīng)，先用航空汽油清洗量塊，并擦干后涂上防銹脂放入專用盒內(nèi)妥善保管。
1.4 測(cè)量方法分類
根據(jù)獲得測(cè)量結(jié)果的不同方式可分為：
直接測(cè)量和間接測(cè)量：從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測(cè)量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差稱直接測(cè)量。如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑等。通過(guò)測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的量，根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系式求得被測(cè)量的測(cè)量稱為間接測(cè)量。如通過(guò)測(cè)量一圓弧相應(yīng)的弓高和弦長(zhǎng)而得到其圓弧半徑的實(shí)際值。
絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量：測(cè)量器具的示值直接反映被測(cè)量量值的測(cè)量為絕對(duì)測(cè)量。用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑不僅是絕對(duì)測(cè)量，也是絕對(duì)測(cè)量。將被測(cè)量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行比較得到兩者差值的測(cè)量為相對(duì)測(cè)量。如用內(nèi)徑百分表測(cè)量孔徑為相對(duì)測(cè)量。
接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸并有機(jī)械作用的測(cè)力存在的測(cè)量為接觸測(cè)量。如用光切法顯微鏡測(cè)量表面粗糙度即屬于非接觸測(cè)量。
單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量：對(duì)個(gè)別的、彼此沒(méi)有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量稱為單項(xiàng)測(cè)量。同時(shí)測(cè)量個(gè)零件的多個(gè)參數(shù)及其綜合影響的測(cè)量。用測(cè)量器具分別測(cè)出螺紋的中徑、半角及螺距屬單項(xiàng)測(cè)量；而用螺紋量規(guī)的通端檢測(cè)螺紋則屬綜合測(cè)量。
被動(dòng)測(cè)量和主動(dòng)測(cè)量：產(chǎn)品加工完成后的測(cè)量為被動(dòng)測(cè)量；正在加工過(guò)程中的測(cè)量為主動(dòng)測(cè)量。被動(dòng)測(cè)量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動(dòng)測(cè)量可通過(guò)其測(cè)得值的反饋，控制設(shè)備的加工過(guò)程，預(yù)防和杜絕不合格品的產(chǎn)生。
1.5 測(cè)量誤差
由于測(cè)量過(guò)程的不完善而產(chǎn)生的測(cè)量誤差，將導(dǎo)致測(cè)得值的分散入不確定。因此，在測(cè)量過(guò)程中，正確分析測(cè)量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因，對(duì)測(cè)得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，獲得滿足一定要求的置信水平的測(cè)量結(jié)果，是十分重要的。
測(cè)量誤差定義：被測(cè)量的測(cè)得值x與其真值x0之差，即：△= x －x0
由于真值是不可能確切獲得的，因而上述善于測(cè)量誤差的定義也是理想要概念。在實(shí)際工作中往往將比被測(cè)量值的可信度（精度）更高的值，作為其當(dāng)前測(cè)量值的“真值”。
誤差來(lái)源：測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人員等方面因素產(chǎn)生。
①測(cè)量器具：測(cè)量器具設(shè)計(jì)中存在的原理誤差，如杠桿機(jī)構(gòu)、阿貝誤差等。制造和裝配過(guò)程中的誤差也會(huì)引起其示值誤差的產(chǎn)生。例如刻線尺的制造誤差、量塊制造與檢定誤差、表盤的刻制與裝配偏心、光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)誤差、齒輪分度誤差等。其中最重要的是基準(zhǔn)件的誤差，如刻線尺和量塊的誤差，它是測(cè)量器具誤差的主要來(lái)源。
②測(cè)量方法：間接測(cè)量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差或多個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算后的誤差累積。
③測(cè)量環(huán)境：測(cè)量環(huán)境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動(dòng)、空氣質(zhì)量等因素。在一般測(cè)量過(guò)程中，溫度是最重要的因素。測(cè)量溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度（＋20℃）的偏離、測(cè)量過(guò)程中溫度的變化以及測(cè)量器具與被測(cè)件的溫差等都將產(chǎn)生測(cè)量誤差。
④測(cè)量人員：測(cè)量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調(diào)整誤差等引起，它的大小取決于測(cè)量人員的操作技術(shù)和其它主觀因素。
誤差分類：測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。
①系統(tǒng)誤差：在規(guī)定條件下，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。其中絕對(duì)值和符號(hào)不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差，按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差為變值系統(tǒng)誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統(tǒng)誤差大部分能通過(guò)修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。
②隨機(jī)誤差：在規(guī)定條件下，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化的誤差，稱為隨機(jī)誤差。就某一次測(cè)量而言，隨機(jī)誤差的出現(xiàn)無(wú)規(guī)律可循，因而無(wú)法消除。但若進(jìn)行多次等精度重復(fù)測(cè)量，則與其它隨機(jī)事件一樣具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本特性，可以通過(guò)分析，估算出隨機(jī)誤差值的范圍。隨機(jī)誤差主要由溫度波動(dòng)、測(cè)量力變化、測(cè)量器具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不穩(wěn)、視差等各種隨機(jī)因素造成，雖然無(wú)法消除，但只要認(rèn)真、仔細(xì)地分析產(chǎn)生的原因，還是能減少其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
③粗大誤差：明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，稱為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。如讀數(shù)錯(cuò)誤、溫度的突然大幅度變動(dòng)、記錄錯(cuò)誤等。該誤差可根據(jù)誤差理論，按一定規(guī)則予以剔除。
1.6 測(cè)量數(shù)據(jù)的處理
在修正了已定系統(tǒng)誤差和剔除了粗大誤差以后，測(cè)得值中仍含有隨機(jī)誤差和部分系統(tǒng)誤差，還需估算其測(cè)量誤差的大小，評(píng)定測(cè)得值的不確定度，知道測(cè)得值及該測(cè)得值的變化范圍（可信程度），才能獲得完整的測(cè)量結(jié)果。
測(cè)量不確定度的評(píng)定：用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示測(cè)量結(jié)果的不確定度，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度，按照評(píng)定方法不同，它可分為兩類：用對(duì)一系列重復(fù)觀測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度的方法，稱為A類評(píng)定；用不同于統(tǒng)計(jì)分析的其他方法來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為B類評(píng)定。
A類評(píng)定：由統(tǒng)計(jì)理論可知，隨機(jī)變量期望值的最佳估計(jì)值是n次測(cè)得值xi的算術(shù)平均值x 。
評(píng)論