第二章技術測量基礎概要第一頁，共45頁。第一節(jié)技術測量的基礎知識一.技術測量1.技術測量:對幾何量(長度、角度、表面粗糙度、幾何形狀和相互位置誤差)進行的測量和檢驗。以確定機器(儀表)的零部件加工后是否符合設計圖樣上的技術要求.2.測量1)定義:為了確定被測幾何量的量值而進行的實驗過程，即測量是將被測幾何量與測量單位的標準量在數(shù)值上進行比較，從而獲得兩者比值的過程第二頁，共45頁。2)測量基本要素(1)測量對象:零件的幾何量。(2)計量單位:幾何量中的長度角度單位。(3)測量方法:指進行測量時所采用的測量器具與測量方法的總和。(4)測量精度:測量結果與被測量的真值的一致程度。即測量結果的可靠程度第三頁，共45頁。3.檢驗1)定義:確定被測幾何量是否在規(guī)定的極限范圍內,從而判斷是否合格的實驗過程2)檢驗用量規(guī)、樣板等專用定值無刻度量具來判斷被測對象的合格性4.檢定1)定義:評定計量器具的精度指標是否合乎該計量器具的檢定規(guī)程的全部過程第四頁，共45頁。第二節(jié)測量基準和尺寸傳遞系統(tǒng)一.長度尺寸基準與傳遞系統(tǒng)1.在1983年第17屆國際計量大會上通過了作為長度基準米的新定義:“米是光在真空中在1/299792458秒的時間間隔內所行進的路程”。2.我國長度的主單位是米(m)，機械制造中常用的單位是毫米(mm)，技術測量中常用的單位是微米(μm)。1m=1000mm=106μm3.傳遞系統(tǒng):線紋尺,量規(guī)第五頁，共45頁。第六頁，共45頁。中華人民共和國大地原點(位于陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn))，亦稱大地基準點，是中國的地理中心。第七頁，共45頁。大理石基座的中心部位正是“中華人民共和國大地原點”的標志。標志中部還有一個直徑2厘米的微凸的半球面，球面上刻有一個“+”字。這個“+”的交點就是原點，也就是我國地理坐標經度與緯度的起算點和基準點。坐標為:東經108°55’北緯34°32’海拔高度417.20米

第八頁，共45頁。第九頁，共45頁。中國永久性水準原點位于青島觀象山山頂處,由中國人民解放軍總參測繪局于1954年建成,作為中國的海拔起點，全國各地的海拔高度皆由此點起算。在石屋子里面，有一個價值不菲的拳頭大小、渾圓的黃瑪瑙，瑪瑙上一個紅色小點，上面標出“此處海拔高度72.260米”，這就是我國的“水準原點”。

第十頁，共45頁。珠穆朗瑪峰是世界最高峰，作為世界群山之首，屹立在歐亞板塊和印度板塊碰撞造就的喜馬拉雅山脈群峰之中。第十一頁，共45頁。據(jù)2005年10月9日上午10點召開的新聞發(fā)布會上得知的數(shù)據(jù)為：珠峰峰頂巖石面海拔高度8844.43米，精確度正負0.21米，峰頂冰雪厚度為3.50米。原1975年公布的高程數(shù)據(jù)8848.13米停止使用。此次測量珠峰行動分為兩大部分,一部分是從拉孜出發(fā)行進500公里到達珠峰5600米處；另一部分從5600米起使用覘標、GPS、雪深雷達綜合測量峰頂高度。”

第十二頁，共45頁。水準測量法是指從最初的基準點———青島海拔基本面開始，每35米設立一個標桿，用水準測量儀計算兩邊標桿尺度的變化，在水平視線內測出兩根標尺之間的高差，然后通過這種在兩個相距70米標桿間設立水準儀的測量方法一站一站地將高差累加起來，直到珠峰5600米處?！斑@種方法能夠把誤差控制在每公里0.5毫米以內，是目前世界上最精確的方法。但使用這種傳統(tǒng)而精確方法測量每天只能行進4公里。第十三頁，共45頁。在用傳統(tǒng)水準測量法到達5600米高程之后，測量工作將轉入第二階段，測量人員將直接進行珠峰山體測量。這一階段的測量將是由測量人員在觀測點通過觀測登山隊員立到珠峰頂上的覘標，通過計算最終得出珠峰山體高度。為了提高測量精度，本次珠峰測量一共在珠峰腳下部下了6個觀測點，屆時觀測隊員將進行6點聯(lián)測。據(jù)悉這種多角度測量是測量精度的可靠保證。第十四頁，共45頁。第十五頁，共45頁。第十六頁，共45頁。國家授時中心(同時也是陜西天文臺，本部位于西安臨潼，授時臺位于陜西蒲城縣)，北京時間在這里產生。北京時間是:東經120度經線的平太陽時第十七頁，共45頁。第十八頁，共45頁。以國際飯店樓頂?shù)闹行钠鞐U為“上海原點”是1950年就已確立的坐落在上海國際飯店的上海市大地原點第十九頁，共45頁。二.角度尺寸基準和傳遞基準三.量規(guī)1.量塊的材料、形狀和尺寸(1)量塊是由線膨脹系數(shù)小，不易變形的特殊合金鋼（一般為鉻錳合金鋼）制成的端面量具。(2)量塊上有兩個平行的測量面和四個非測量面。測量面極為光滑平整，兩測量面間精確的尺寸，是從量塊一個測量面上任意一點（距邊緣0.5mm區(qū)域除外）到與此量塊另一測量面相研合的平晶表面的垂直距離。第二十頁，共45頁。第二十一頁，共45頁。2.量塊的精度(1)GB6093-85將量塊的制造精度分為00、0、1、2、3級及K級共六個級別。其中00級精度最高，3級最低，K級為校準級。(2)GB對量塊按檢定時測量誤差的大小，將量塊分為六個等級，將量塊分為六等：1、2、3、4、5、6，其中1等最高，精度依次降低，6等最低。其中一等的檢定精度最高，六等的檢定精度最低。(3)量塊按“等”使用要比按“級”使用更準確，測量精度也更高。第二十二頁，共45頁。3.量塊的特性與應用(1)量塊具有尺寸準確性、穩(wěn)定性、耐磨性和粘合性。(2)量塊具有很好的研合性，研合性是指兩量塊的測量面互相接觸，并在不大的壓力下作一些切向相對滑動，就能夠貼附在一起的性質。利用這一性質可以在一定范圍內，將多個尺寸不同的量塊組合使用。第二十三頁，共45頁。4、量塊的組合為了減少量塊的組合誤差，應盡量減少量塊的組合塊數(shù)，一般不超過4塊。選用量塊時，應從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，每選一塊至少應減去所需尺寸的一位尾數(shù)。例如，從83塊一套的量塊中選取尺寸為36.745mm的量塊組，選取方法為：36.745…………所需尺寸－1.005

…………第一塊量塊尺寸－1.24

…………第二塊量塊尺寸－4.5

…………第三塊量塊尺寸30.0………第四塊量塊尺寸35.7434.5第二十四頁，共45頁。第三節(jié)測量方法與計量器具一.測量方法分類1.按示值方式不同可分為：絕對測量:絕對測量是指能夠從計量器具上直接讀出被測幾何量整個量值的測量方法。相對測量:相對測量是指計量器具指示值僅表示被測幾何量對已知標準量的偏差，而被測幾何量的量值為計量器具指示值與標準量代數(shù)和的測量方法。一般來說，相對測量測量精度比絕對測量測量精度高。第二十五頁，共45頁。2.按測量結果獲得方法不同分為：直接測量:直接測量是指直接從計量器具獲得被測幾何量量值的測量方法。間接測量:間接測量是指先測量出與被測幾何量有已知函數(shù)關系的幾何量，然后通過函數(shù)關系計算出被測幾何量的測量方法。第二十六頁，共45頁。3.按測量器具與工件是否接觸分為：接觸測量:接觸測量是指計量器具在測量時測頭與零件被測表面直接接觸，即有測量力存在的測量方法。非接觸測量:非接觸測量是指測量時計量器具的測頭與零件被測表面不接觸，即無測量力存在的測量方法。對于接觸測量而言，由于有測量力的存在，會引起被測表面和計量器具有關部分產生彈性變形，從而產生測量誤差，而非接觸測量則無此影響。第二十七頁，共45頁。4.按測量條件是否相同分為：等精度測量:等精度測量是指在測量過程中，決定測量結果的全部因素或條件都不改變的測量方法。不等精度測量:不等精度測量是指在測量過程中，決定測量結果的全部因素或條件可能完全改變或部分改變的測量方法

第二十八頁，共45頁。5.按同時測量參數(shù)多少分為：單項測量:單項測量是指分別測量同一工件上各單項幾何量的測量方法綜合測量:綜合測量是指同時測量工件上幾個相關幾何量，以判斷工件綜合測量結果是否合格的測量方法。一般來說，單項測量結果便于工藝分析,綜合測量適用于只要求判斷合格與否,而不需要得到具體測量值的場合,此外,綜合測量的效率比單項測量高。第二十九頁，共45頁。6.按技術測量在制造工藝過程中的作用:主動測量被動測量7.按被測工件在測量過程所處的狀態(tài):動態(tài)測量靜態(tài)測量第三十頁，共45頁。二.計量器具1.分類基準量具通用計量器具極限量規(guī)檢驗夾具2.計量器具的度量指標1)分度值（i）：刻度尺或度盤上最小一格所代表的量值。2)刻度間距(c)：相鄰兩刻線間的實際距離。3)示值范圍(b)：量儀所能顯示或指示的起始值到終止值的范圍。4)測量范圍(B)：量儀所能測量尺寸的最大值到最小值的范圍。第三十一頁，共45頁。5)儀器不確定度(μ1‘)：由于測量誤差的存在而對被測量值不能肯定的程度。6)其他指標:靈敏度測量力示值誤差回程誤差第三十二頁，共45頁。第四節(jié)測量誤差及數(shù)據(jù)處理一.測量誤差1.測量誤差δ測量誤差是測得值與被測量真值之差第三十三頁，共45頁。2.絕對誤差相對誤差δ:絕對誤差

δ=Q－Xε:相對誤差

ε=（δ/Q）×100％≈(δ/X)×100％δ:適用于評比同一大小被測值的測量精度ε:適用于評比不同大小被測值的測量精度第三十四頁，共45頁。3.誤差產生原因測量器具的誤差基準件的誤差測量方法引起的誤差環(huán)境條件引起的誤差人為因素引起的誤差第三十五頁，共45頁。二.測量誤差的分類與處理1.隨機誤差1)定義:在相同條件下,多次測量同一量值時,誤差的絕對值與符號以不可預定的方式變化的誤差。2)統(tǒng)計規(guī)律(1)單峰性：絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多，圖形呈單峰狀態(tài)(2)對稱性：絕對值相等，符號相反的誤差出現(xiàn)的概率相等，圖形近似對稱分布；第三十六頁，共45頁。第三十七頁，共45頁。(3)有界性：絕對值很大的誤差出現(xiàn)的概率近于零,即誤差的絕對值不會超出一定的界限；(4)抵償性：在同一條件下對同一量進行多次重復測量時，誤差的平均值δ隨測量次數(shù)的增加而趨于零。即n→∞δ→0第三十八頁，共45頁。3)隨機誤差的評定指標(1)算術平均值:(2)標準偏差(均方根誤差):σ:對一列測量值采用哪一個數(shù)值作為測量結果可靠

σ:單次測量的可靠程度(3)算術平均值的標準偏差σ第三十九頁，共45頁。4)測量結果的表示(1)單次測量的極限誤差(2)多次測量算術平均值的極限誤差(3)測量結果第四十頁，共45頁。2.系統(tǒng)誤差1)定義:在相同條件下,多次測量同一量值時,誤差的絕對值與符號保持恒定,或在條件改變時,按某一確定的規(guī)律變化。2)分類:定值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差3)消除和減小系統(tǒng)誤差的方法(1)從產生根源消除(2)用修正值方法消除(3)用兩次讀數(shù)法消除(4)利用被測量之間的內在聯(lián)系消除第四十一頁，共45頁。3.粗大誤差1)定義:指超出在規(guī)定條件下預期的誤差。即在一系列測得值中，有個別數(shù)值超出了隨機誤差的范圍。2)產生原因:如測量時外界條件的突然變化；測量器具有誤差或測量操作失誤，讀錯示值、記錯數(shù)據(jù)等等。3)剔除方法有：3σ準則

第四十二頁，共45頁。4.測量精度分類1)精密度:指在規(guī)定測量條件下連續(xù)多次測量時,所得各測量結果彼此之間符合