1、量测基础知识,一、基本概念,1、测量：将被测量与标准量进行比较，从而确定被测量值的过程。包括：被测量对象，测量误差 2、测量器具：测量仪器和测量工具的总称。 3、量值：带有计量单位的数据表示。 4、测量范围：测量器具所能测量的最大值与最小 值的范围。,分 度 值：测量器具小刻线间距所代表的量值。 校准：在规定条件下，为确定计量器具示值误差的一组操作，目的是确定测量设备的示值误差。计量确认：为保证计划检测设备满足预定使用要求所需的一组操作，包括：标准、调试、修理、再校准、封印和标记等。,8、点检：是一种对现场计量器具的保养方法，着重于基本功能的检查。点检的四大要素： A. 通过确认的标准件，一般
2、有合格和不合格两种。 B. 点检实施频率如：1次/日、2次/日。 C. 操作规范(步骤及判别方法)。 D. 合适的记录。,二、测量理论,1、测量的基本要求：将测量误差控制在允许限度内，以保证测量准确度。 2、测量方法的分类：直接测量和间接测量。 2.1直接测量：被测量的值直接从测量器具上获得。包括：绝对测量和相对测量。 2.1.1绝对测量：从仪器读数装置上读出被测量参数的整个量值，如：游标卡测直径。 2.1.2相对测量：从读数装置只能读出被测参数相对于某一标准量的偏差。,2.2间接测量：通过测量与被测参数有已知函数关系的其他量而得到该被测参数量值的测量。如盐水浓度。 3、真值： 被测量实际的真
3、实值。 4、测量误差：被测值与真值相差的程度，分为绝对误差和极限误差。 5、绝对误差：测量结果与真值之差。 =X-XO：绝对误差 X：测量结果 XO=真值 6、相对误差：测量的绝对误差与被测真值之比的绝对值=X-XO/ XO ：相对误差,7、 极限误差：绝对误差的变化范围. 8、修正值：绝对误差的负数。,9、误差产生的原因,误差产生的原因是多方面的，主要表现在： 9.1 计量器具，设备误差这是由于仪器设备本身不够精确产生的误差，如仪器刻度不准，计量器具未经校准，仪器的稳定性、精准度、灵敏度不够，在检验过程中就会产生检验误差。 9.2 环境条件误差 检验环境条件直接影响检验结果如温度、湿度、气压
4、、振动噪音、电磁场、风效应和尘埃等。测量精密度，环境条件改变对检验结果影响越明显。,9.3 方法误差种误差是由于检验方法本身不完善所造成。如：不正当地安置工件而引起的测量误差。 9.4 由检验员本身的一些主观因素造成的误差。如观测方向歪斜产生观测误差；实验条件控制不严格，不按操作规程检验产生的误差。 9.5 受检产品误差 抽检是从整批产品中抽取少量产品进行检查，并对整批作出是否合格的判断。由于批内单位产品质量特性往往具有波动性，其均匀性、稳定性随时都在发生微小变化，抽样代表性的差异，必将影响检验结果。,10、 误差的分类 根据误差的特性，把误差分为系统误差、随机误差、粗大误差三类。 10.1系
5、统误差 定义：在同一条件下多次测量同一量时，误差的绝 对值和符号保持恒定；或在条件改变时，按 一确定规律变化的误差。 10.2随机误差 定义：在相同条件下，多次测量同一量值时，误差 的绝对值和符号的变化，时大时小，时正时负，以不可预定的方式变化的误差。,随机误差是由于许多互不相关的独立因素引起 微小综合作用的结果。引起随机误差的因素是无法 控制的，因此这类误差也不能修正。随机误差具有 统计规律，可用统计学的数学方法来估计它。并可 通过增加测定次数的办法在某种程度上将它减少。 10.3 粗大误差 定义：超过规定条件下预计的误差。 如：测错，读错，记错，算错，实验条件未达到预 想的指标（如放大率未
6、达要求）就草草实验都会带 来粗大误差。含有粗大误差的测量值称为坏值，坏 值必须剔除。所以，在作误差分析时，要估计的误 差通常只有系统误差和随机误差两类。,11、 数值修约规则当有效数字位数确定之后，应要将它后面多余的数字舍弃。其中数值修约规则在过去，人们习惯采用“四舍五入”，现在采用“四舍六入五成双”规则。前者的缺点是见五就进，必然会使修约后的测量值系统偏高。而现行规则，逢五时有舍有入，则由五的舍入所引起的误差本身可以抵消。根据这一规则，将下列各测量值修约为三位有效数字时，结果为： 2.3241 2.32 (4舍) 2.3262 2.33 (6入) 2.3251 2.33 (五后非零则进一)1
7、3.35 13.4 (单进双) 13.25 13.2 (双不进)13.05 13.07.354546 7.35,不许连续修约，不正确的做法: 7.3545467.354557.35467.36 由上可知，数字修约规则的口诀是：4要舍；6就上；5后有数进一位；5后没数看单双；单数在前进为1；偶数在前全舍光；数字修约有规定；连续修约不应当。,12、测量系统分析（MSA） 量测系统（Measurement System）：操作、准 则、量具和其它设备、软件及指定之一群待量测之 集合，经由完整程序而取得量测值。,测量系统：不仅指量具，测量系统包括： 人（及其培训） 过程 （测量程序） 设备（量具或测量
8、工具） 系统的控制点 及所有这些因素的相互作用 测量总偏差 :2 = 2 + 2 总的观察偏差 过程偏差 测量系统偏差,变化和偏差的可能根源,评估测量过程 ,“最高原则:” 测量系统应该至少能测出上下规范限间距的1/10或上下规范之间至少有10个刻度 例如下规范是5lb.上规范是10lb.，极差是5lb，测量设备应至少有0.5lb.的刻度,测得最小变化范围的能力,测量系统分辨率:,分析天平 .0001 g,船 运秤 1 lb,卡车过磅秤 100 lb,测量系统分析例子: 给一家客户船运的包裹,平均重量为50 LB/包,按照每增加10LB收费,你会采用哪种计量器?,测量系统分辨率:,准确性(居中
9、性)精确性(离散性),偏 移,测量的准确性是测量所得的平均值与真实值的差别,线性,在测量设备范围内，测量值大小不一样。,稳定性,同一人使用同一量具于不同时间在同一地点量测同一零件之相同特性所得之变异。 测量系统的分布(s and s2) 长期应该保持稳定、 没有漂移，突然偏移，循环等. 利用控 制图进行 评估,采用长期的测量设备计划以维持稳定性.,所有的测量系统需要校准: 校准时可参考 量具制造者的建议。 定期对操作员培训考核。 相关软件,对比一个已知的真实值检查测量系统或相对于一个已知的标准调整量具校准测量系统,校准,Gage R & R,评估测量过程,如何确定偏差来源的数量（源于过程和量具
10、的）,(重复性和再现性),精确性描述了测量系统的偏 差 重复性- 偏差由量具本身造成 再现性- 偏差由测量者的技巧造成,精确性,测量系统的固有变动性 在相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结果的量具的能力 或.在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的偏 差 同一测量者 同样的没备 同样的工件 同样的环境的条件,重复性（精确度的一个组成部分）,在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能力。 不同条件下测量结果的偏差. 不同的测量人员 不同的设备 不同的测量工件 不同的环境条件,再现性,测量者与工件的关系,对某一工件，不同的测量者可能有相似的测量值（工件2）对另一工件（工件3）不同的测量者的测量值有显著的差别。,part 1,part 2,part 3,Overall Length,对所有工件，不同的测量者都会产生 差异 测量者的差异根据测量工件的不同而不同,1,3,2,1,1,3,3,2,2, ,
