《材料力学》课程PPT教学课件：第五章 测量技术基础

课题五测量技术基础 精度测量的基本概念

课题五 测量技术基础 精度测量的基本概念

基本内容 概述:检测的意义、测量的基本要素、检测的 般步骤 计量单位与量值传递:长度单位及其基准 量块、长度的量值传递 测量器县与测量方法:测量器具的分类 测量器具的技术性能指标、测量方法分类 测量误差:测量误差及表达式、误差的分类 误差的来源及减小其影响的措施、测量不确定 度、测量数据的处理

基本内容 ◼ 概述：检测的意义、测量的基本要素、检测的 一般步骤 ◼ 计量单位与量值传递 ：长度单位及其基准 、 量块、长度的量值传递 ◼ 测量器具与测量方法 ： 测量器具的分类、 测量器具的技术性能指标 、 测量方法分类 ◼ 测量误差 ：测量误差及表达式 、误差的分类 、 误差的来源及减小其影响的措施、测量不确定 度、 测量数据的处理

测量的基本要素 ■测量:是以确定量值为目的的全部操作。测量过 程实际上就是一个比较过程,也就是将被测量 与标准的单位量进行比较,确定其比值的过程 若被测量为L,计量单位为u,确定的比值为q, 则测量可表示为 ■L=au 完整的测量过程应包含被测量、计量 单位、测量方法(含测量器具)和测量精度等 四个要素

测量的基本要素 ◼ 测量:是以确定量值为目的的全部操作。测量过 程实际上就是一个比较过程，也就是将被测量 与标准的单位量进行比较，确定其比值的过程。 若被测量为L，计量单位为u，确定的比值为q， 则测量可表示为 ◼ L=q•u ◼ 注：一个完整的测量过程应包含被测量、计量 单位、测量方法（含测量器具）和测量精度等 四个要素

被测对象 被测对象是在机械精度的检测中主要是有关几 何精度方面的参数量,其基本对象是长度和角 度。但是,长度量和角度量在各种机械零件上 的表现形式却是多种多样的,表达被测对象性 能的特征参数也可能是相当复杂的。因此,认 真分析被测对象的特性,研究被测对象的含义 是十分重要的。例如,表面粗糙度的各种评定 参数,齿轮的各种误差项目,尺寸公差与形位 公差之间的独立与相关关系等等

被测对象 ◼ 被测对象是在机械精度的检测中主要是有关几 何精度方面的参数量，其基本对象是长度和角 度。但是，长度量和角度量在各种机械零件上 的表现形式却是多种多样的，表达被测对象性 能的特征参数也可能是相当复杂的。因此，认 真分析被测对象的特性，研究被测对象的含义 是十分重要的。例如，表面粗糙度的各种评定 参数，齿轮的各种误差项目，尺寸公差与形位 公差之间的独立与相关关系等等

计量单位 计量单位(简称单位)是以定量表示同种量的量值而 约定采用的特定量。我国规定采用以国际单位制(SI) 为基础的“法定计量单位制”。它是由一组选定的基 本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组 成的。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等为基本单位。 机械工程中常用的长度单位有“毫米”、“微米”和“纳 米”,常用的角度单位是非国际单位制的单位“度” “分”、“秒”和国际单位制的辅助单位“弧度”、 球面度 ■在测量过程中,测量单位必须以物质形式来体现,能 体现计量单位和标准量的物质形式有:光波波长、精 密量块、线纹尺、各种圆分度盘等

计量单位 ◼ 计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而 约定采用的特定量。我国规定采用以国际单位制（SI） 为基础的“法定计量单位制”。它是由一组选定的基 本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组 成的。如“米” 、 “千克” 、 “秒” 、 “安”等为基本单位。 机械工程中常用的长度单位有“毫米” 、 “微米” 和“纳 米” ，常用的角度单位是非国际单位制的单位“度” 、 “分” 、 “秒”和国际单位制的辅助单位“弧度” 、 “球面度” 。 ◼ 在测量过程中，测量单位必须以物质形式来体现，能 体现计量单位和标准量的物质形式有：光波波长、精 密量块、线纹尺、各种圆分度盘等

测量方法 ■测量方法是根据一定的测量原理,在实施测量 过程中对测量原理的运用及其实际操作 ■广义地说,测量方法可以理解为测量原理、测 量器具(计量器具)和测量条件(环境和操作 者)的总和。 在实施测量过程中,应该根据被测对象的特点 (如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精 度、测量目的等)和被测参数的定义来拟定测 量方案、选择测量器具和规定测量条件,合理 地获得可靠的测量结果

测量方法 ◼ 测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量 过程中对测量原理的运用及其实际操作。 ◼ 广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测 量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作 者）的总和。 ◼ 在实施测量过程中，应该根据被测对象的特点 （如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精 度、测量目的等）和被测参数的定义来拟定测 量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理 地获得可靠的测量结果

测量精度 测量结果与真值的一致程度。不考虑测量精度 而得到的测量结果是没有任何意义的 ■真值的定义为:当某量能被完善地确定并能排 除所有测量上的缺陷时,通过测量所得到的量 值 ■由于测量会受到许多因素的影响,其过程总是 不完善的,即任何测量都不可能没有误差。对 于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围, 说明其可信度

测量精度 ◼ 测量结果与真值的一致程度。不考虑测量精度 而得到的测量结果是没有任何意义的。 ◼ 真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排 除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量 值。 ◼ 由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是 不完善的，即任何测量都不可能没有误差。对 于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围， 说明其可信度

长度单位与计量基准 在国际单位制及我国法定计量单位中,长度的基本单位 名称是“米”,其单位符号为“m “米”的定义于18世纪末始于法国,当时规定“米等于 经过巴黎的地球子午线的四千万分之一”。19世纪“米” 逐渐成为国际通用的长度单位。1889年在法国巴黎召开 了第一届国际计量大会,从国际计量局订制的30根米尺 中,选出了作为统一国际长度单位量值的一根米尺,把 它称之为“国际米原器” 1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义,规定 “米”是在真空中在1/299792458s的时间间隔内行进路 程的长度

长度单位与计量基准 ◼ 在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位 名称是“米”，其单位符号为“m” 。 ◼ “米”的定义于18世纪末始于法国，当时规定“米等于 经过巴黎的地球子午线的四千万分之一” 。19世纪“米” 逐渐成为国际通用的长度单位。1889年在法国巴黎召开 了第一届国际计量大会，从国际计量局订制的30根米尺 中，选出了作为统一国际长度单位量值的一根米尺，把 它称之为“国际米原器” 。 ◼ 1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义，规定： “米”是在真空中在1/299792458s的时间间隔内行进路 程的长度

量块 使用波长作为长度基准,虽然可以达到足够的 精确度,但因对复现的条件有很高的要求,不 便在生产中直接用于尺寸的测量。因此,需要 将基准的量值按照定义的规定,复现在实物计 量标准器上。常见的实物计量标准器有量块 (块规)和线纹尺 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制成。 其形状有长方体和圆柱体两种,常用的是长方 体

量块 ◼ 使用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的 精确度，但因对复现的条件有很高的要求，不 便在生产中直接用于尺寸的测量。因此，需要 将基准的量值按照定义的规定，复现在实物计 量标准器上。常见的实物计量标准器有量块 （块规）和线纹尺。 ◼ 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制成。 其形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方 体

士量块的构成 长方体的量块有两个平行的测 量面,其余为非测量面。测量 下测量面 面极为光滑、平整,其表面粗 糙度Ra值达0.012μm以上,两 测量面之间的距离即为量块的 工作长度(标称长度)。标称 长度到55mm的量块,其公称 值刻印在上测量面上;标称长 上测量面 度大于5.5mm的量块,其公称 长度值刻印在上测量面左侧较 宽的一个非测量面上

量块的构成 ◼ 长方体的量块有两个平行的测 量面，其余为非测量面。测量 面极为光滑、平整，其表面粗 糙度Ra值达0.012μm以上，两 测量面之间的距离即为量块的 工作长度（标称长度）。标称 长度到5.5mm的量块，其公称 值刻印在上测量面上；标称长 度大于5.5mm的量块，其公称 长度值刻印在上测量面左侧较 宽的一个非测量面上