测量基本理论
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既不准确也不精密 精密但不准确
3.精度(Accuracy):
精度是精密度和准确度 二者的综合,有时称精确度.
2014-6-6 BYD Division 3
© BYD
准确但不精密
准确又精密
COMPANY CONFIDENTIAL
Accuracy Specification
QV-606 Accuracy specification
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COMPANY CONFIDENTIAL
3.最短测量链原则: 测量链 :在测量系统中,为保证实现测量信息信号转换的 所有转换器(转换单元)的按顺序的排列 . 测量链的环节 :测量信息信号的每一转换. 最短测量链原则:为避免各测量环节增多而导致误差因 素增多,故测量链的环节应最少,即测量链最短. Measurement Chain Result
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Minimum Deformation (最小变形) (2) Bessel Points (贝塞尔点)
L
a = 0.55938 L
Bessel Points minimize the change in the overall length
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Reproducibility
Operator A Operator B Operator C
Reproducibility
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三. 长度测量之四大基本原则 1.阿贝原则: 是指测量轴线基准轴 线在同一直线上.
结果: 反映作业者的变异.
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Repeatability
-3 -2 -1
0 1 2 3
Note: Precision is often called Repeatability
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=0
~ △5 ---------角度1~5存在的误差
c a
如左图所示,尺寸标注应不遵循封 闭原则.
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四.测量之误差来源 1.测量(Measurement Error):
测量误差=测量值-真值(标称值) 2.绝对误差:测量值与真值(标称值)之差. 表达式: Δ=X-X0 3.相对误差:指绝对误差与被测量的真值之比,用百分数表示. 表达式: |X-X0|/X0*100%
测量轴线
θ
L
基准轴线
2.最小变形原则:
为了使结果准确可靠,在测量中应该尽量做到使各种 原因所引起的变形为最小,这就是测量的最小变形原则. 引起工件变形的因素主要有以下几个方面: 1.测量力引起的接触变形 2.自重变形(采用艾利点,贝塞尔点支撑可减小变形) 3.热变形(材料不均匀和受热不均匀,温度影响)
0.0025um
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4.解析度(分度值,Resolution): 定义:量具或仪器对量值所能表现的最小读数 的能力.
0.021
对于光标量具: 分辨率指相邻两刻线所代表的量值之差(如附表卡尺).
对于数显式仪器: 则要看仪器读数指示屏显示量值的最后 一位小数所代表的量值. 如:投影机显示读数为10.051, 则分辨率为0.001
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一.(尺寸)测量之定义及范围 1.定义: 为确定被测件之测量值而进行的全部操作. 量具或仪器 被测件 过程或程序 实质:将被测量与标准量或单位量进行比较,并确定 测量值的过程. 被测物
0 2014-6-6 BYD Division 3 5
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5.测量范围(Measuring Range): 在允许误差限内,量具仪器所能测量工件的最低值 到最高值的范围. 6.灵敏度(Sensitivity): 定义:表示测量仪器对于检测微小信号变化量时的能力. 如百分表在检测到0.01mm变化时,指针就会变化.而千分 表在检测到0.001mm变化时,指针就会变化.可见,千分表 比百分表灵敏度高. 7.测量不确定度(Measurement Uncertainty): 测量不确定度为一测量真值存在范围的估计值. 它是由于测量误差的存在,对测量值不能肯定的程度. 它的计算需经一联串测量的统计加以估计,并以标准偏差 来表现其特征. ±σ----68.26% ±2σ-----95.46% ±3σ-----99.73%
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8.重复性(Repeatability): 测量同一组工件的过程中,任一测量值分布于总平均 值之附近.此分布的程度即表示测量之重复的程度. 前提: 1.同一作业者 2.同一量具 3.同一被测工件 4.测量次数为多次(N>1) 结果: 反映量具变异 9.再生性(Reproducibility): 不同作业者以相同之量具测量被测工件之特性时,测 量平均值之差异. 前提: 1.同一量具 2.同一被测工件 3.不同作业者
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A
理想基准
A
实际基准
X面源自文库
Z面
3.基准建立原则 最小条件原则:实际要素对理想基准的最 A 大偏离量为最小. 右图△1< △2< △3,建立基准应选AB两点. 4.基准的选择: a.几何关系 0.2 B b.装配关系 c.加工精度 d.基准要素要有足够的面积大小 e.选择稳定要素,必要时可增加工艺凸台作基准要素. f.设计基准,工艺基准,检测基准选择尽量一致.
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二.长度测量之基本述语: 1.精密度(Precision): 表示测量仪器对同一待测 工件,以相同测量过程做重复 测量,其测量结果的重复性. 2.准确度(Correctness): 表示实际测量值(或测 量平均值)与真值之间的一 致性程度.
COMPANY CONFIDENTIAL
Part coordinate
七.测量之实验室对环境条件的一般要求 项 目 具体要求 20±3℃ 40%~70% 600-800LUX
4.长度测量所用之测量器具: 长度方面: 游标尺.分厘卡.量表.块规.高度规.测长仪.三 次元量床.光学量测仪器.光学平板.光学投影机. 工具显微镜.雷射干涉仪.雷射扫瞄仪等 几
何 量 测 量
角度方面: 角度块规.角度量规.角尺.直角规.锥度量规.量 角器.组合角尺.水平仪.三次元量床.光学量测 仪器(光学投影机.工具显微镜.雷射干涉仪.自 动视准仪.雷射准直仪)等. 形状方面: 表面粗糙度量测仪.轮廓量测仪.真圆度量测仪. 光学平板.光学投影仪.工具显微镜.三次元量床 等.
4.测量误差来源: 人为误差 量具误差 环境因素 工件本身因素
力量因素
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测量方法因素
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五.测量设备的选择原则: 1.精度:所选之设备必须满足零件之精度要求. 通常是视零件之尺寸公差决定,一般以取工件公差的 1/3~1/10为宜. 如:蓝图上某一尺寸为Φ20±0.04,要测量此尺寸时, 需选精度为0.03~0.008mm之量测设备进行测量.比如(分 厘卡) 2.经济: 在同等精度条件下,即满足被测工件之精度要求下, 测量还要选低成本,容易操作的测量仪器. 测量应有一定效率.昼量选用结构简单.可靠.操作方 便灵活,容易维护.对操作者技术水平和熟练程度要求 低之设备.
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△L
△L=L*COS θ
Minimum Deformation (最小变形) (1) Airy Point Support(艾礼点)
L
a = 0.577 L
Airy Points make the end faces parallel Application: Horizontally supporting micrometer standards Large gauge block
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B
△1
△2
C
△3
-B-
5.基准补正: 将机械坐标系转换成工件坐标系的程序. 6.坐标平移及旋转: 基准要素建立条件: 第一基准: 3点确定(至少) 第二基准: 2点确定(至少) 第三基准: 1点确定
当不满足基准要素 建立条件时,可通过平 移或旋转建立基准.
Measurement
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T1
T2
T3
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尺寸链运用实例
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要求:用卡尺量测圆心距L 方法: (1) L = d1/2 + d2/2 + L1 方法(3)尺寸链 (2) L = L1 - d1/2 + d2/2 最短,误差最小 (3) L = L1/2 + L2/2
用量块检定分厘卡
检定
无
计量器具
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3. 几何量测量范围:
L
长度方面
Φ
角度方面
θ
0.5
形状方面(形位公差,表面粗糙度)
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0.2
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Basic Theory of Measurement
测量基本理论
测量科:范月坤
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Brief Introduction
内容大纲: 1.测量之定义 2.测量之基本术语 3.测量之四大基本原则 4.测量之误差来源 5.测量基准体系
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六.测量基准体系 1.基准和实际基准 基准是理想要素,它是确定要素间 方向,位臵的依据.
实际基准:根据设计基准加工 的基准要素.它存在形状误差. 2.三基面体系: 三要素:基准面,基准线,基准点 Z Y 6个自由度 C面 X面 B面 X O A面
Nominal U1xy: (2.2+3L/1000)um , U1z: (4+L/1000um U1xy: (1.5+3L/1000)um , U1z: (3+L/1000um U2xy: (2.5+4L/1000)um
Measuring Accuracy
Super
Repeatability
Super
20.00 30°
C2
-B-
C1
-A-
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Alignment process picture
Machine coordinate
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Coordinate change
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4.封闭原则: 假设在测量中如能满足封闭条件,则其间隔误差的总和 必为零. 封闭原测是角度计量的最基本的原则. 1 作用: 5 利用其总的累积误差为零,可以实现 本身的检定. 2 3
b
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4
d
△1+△2+△3+△4 +△5 △1
测量结果
mm
测值(5mm) 标准量
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2.测量.检验.检定三者的区别
名称 数值 作用对象 比照结果
以具体之测量数值 反映被测对象
示
例
测量
有
工件
用卡尺测量一孔径 为4.00mm
检验
无
工件
仅以OK.FAIL.NG.OK 等形式反映
合格于不合格
用螺蚊规检验螺蚊 孔
3.精度(Accuracy):
精度是精密度和准确度 二者的综合,有时称精确度.
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准确但不精密
准确又精密
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Accuracy Specification
QV-606 Accuracy specification
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3.最短测量链原则: 测量链 :在测量系统中,为保证实现测量信息信号转换的 所有转换器(转换单元)的按顺序的排列 . 测量链的环节 :测量信息信号的每一转换. 最短测量链原则:为避免各测量环节增多而导致误差因 素增多,故测量链的环节应最少,即测量链最短. Measurement Chain Result
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Minimum Deformation (最小变形) (2) Bessel Points (贝塞尔点)
L
a = 0.55938 L
Bessel Points minimize the change in the overall length
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Reproducibility
Operator A Operator B Operator C
Reproducibility
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三. 长度测量之四大基本原则 1.阿贝原则: 是指测量轴线基准轴 线在同一直线上.
结果: 反映作业者的变异.
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Repeatability
-3 -2 -1
0 1 2 3
Note: Precision is often called Repeatability
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=0
~ △5 ---------角度1~5存在的误差
c a
如左图所示,尺寸标注应不遵循封 闭原则.
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四.测量之误差来源 1.测量(Measurement Error):
测量误差=测量值-真值(标称值) 2.绝对误差:测量值与真值(标称值)之差. 表达式: Δ=X-X0 3.相对误差:指绝对误差与被测量的真值之比,用百分数表示. 表达式: |X-X0|/X0*100%
测量轴线
θ
L
基准轴线
2.最小变形原则:
为了使结果准确可靠,在测量中应该尽量做到使各种 原因所引起的变形为最小,这就是测量的最小变形原则. 引起工件变形的因素主要有以下几个方面: 1.测量力引起的接触变形 2.自重变形(采用艾利点,贝塞尔点支撑可减小变形) 3.热变形(材料不均匀和受热不均匀,温度影响)
0.0025um
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4.解析度(分度值,Resolution): 定义:量具或仪器对量值所能表现的最小读数 的能力.
0.021
对于光标量具: 分辨率指相邻两刻线所代表的量值之差(如附表卡尺).
对于数显式仪器: 则要看仪器读数指示屏显示量值的最后 一位小数所代表的量值. 如:投影机显示读数为10.051, 则分辨率为0.001
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一.(尺寸)测量之定义及范围 1.定义: 为确定被测件之测量值而进行的全部操作. 量具或仪器 被测件 过程或程序 实质:将被测量与标准量或单位量进行比较,并确定 测量值的过程. 被测物
0 2014-6-6 BYD Division 3 5
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5.测量范围(Measuring Range): 在允许误差限内,量具仪器所能测量工件的最低值 到最高值的范围. 6.灵敏度(Sensitivity): 定义:表示测量仪器对于检测微小信号变化量时的能力. 如百分表在检测到0.01mm变化时,指针就会变化.而千分 表在检测到0.001mm变化时,指针就会变化.可见,千分表 比百分表灵敏度高. 7.测量不确定度(Measurement Uncertainty): 测量不确定度为一测量真值存在范围的估计值. 它是由于测量误差的存在,对测量值不能肯定的程度. 它的计算需经一联串测量的统计加以估计,并以标准偏差 来表现其特征. ±σ----68.26% ±2σ-----95.46% ±3σ-----99.73%
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8.重复性(Repeatability): 测量同一组工件的过程中,任一测量值分布于总平均 值之附近.此分布的程度即表示测量之重复的程度. 前提: 1.同一作业者 2.同一量具 3.同一被测工件 4.测量次数为多次(N>1) 结果: 反映量具变异 9.再生性(Reproducibility): 不同作业者以相同之量具测量被测工件之特性时,测 量平均值之差异. 前提: 1.同一量具 2.同一被测工件 3.不同作业者
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A
理想基准
A
实际基准
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Z面
3.基准建立原则 最小条件原则:实际要素对理想基准的最 A 大偏离量为最小. 右图△1< △2< △3,建立基准应选AB两点. 4.基准的选择: a.几何关系 0.2 B b.装配关系 c.加工精度 d.基准要素要有足够的面积大小 e.选择稳定要素,必要时可增加工艺凸台作基准要素. f.设计基准,工艺基准,检测基准选择尽量一致.
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二.长度测量之基本述语: 1.精密度(Precision): 表示测量仪器对同一待测 工件,以相同测量过程做重复 测量,其测量结果的重复性. 2.准确度(Correctness): 表示实际测量值(或测 量平均值)与真值之间的一 致性程度.
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七.测量之实验室对环境条件的一般要求 项 目 具体要求 20±3℃ 40%~70% 600-800LUX
4.长度测量所用之测量器具: 长度方面: 游标尺.分厘卡.量表.块规.高度规.测长仪.三 次元量床.光学量测仪器.光学平板.光学投影机. 工具显微镜.雷射干涉仪.雷射扫瞄仪等 几
何 量 测 量
角度方面: 角度块规.角度量规.角尺.直角规.锥度量规.量 角器.组合角尺.水平仪.三次元量床.光学量测 仪器(光学投影机.工具显微镜.雷射干涉仪.自 动视准仪.雷射准直仪)等. 形状方面: 表面粗糙度量测仪.轮廓量测仪.真圆度量测仪. 光学平板.光学投影仪.工具显微镜.三次元量床 等.
4.测量误差来源: 人为误差 量具误差 环境因素 工件本身因素
力量因素
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测量方法因素
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五.测量设备的选择原则: 1.精度:所选之设备必须满足零件之精度要求. 通常是视零件之尺寸公差决定,一般以取工件公差的 1/3~1/10为宜. 如:蓝图上某一尺寸为Φ20±0.04,要测量此尺寸时, 需选精度为0.03~0.008mm之量测设备进行测量.比如(分 厘卡) 2.经济: 在同等精度条件下,即满足被测工件之精度要求下, 测量还要选低成本,容易操作的测量仪器. 测量应有一定效率.昼量选用结构简单.可靠.操作方 便灵活,容易维护.对操作者技术水平和熟练程度要求 低之设备.
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△L
△L=L*COS θ
Minimum Deformation (最小变形) (1) Airy Point Support(艾礼点)
L
a = 0.577 L
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B
△1
△2
C
△3
-B-
5.基准补正: 将机械坐标系转换成工件坐标系的程序. 6.坐标平移及旋转: 基准要素建立条件: 第一基准: 3点确定(至少) 第二基准: 2点确定(至少) 第三基准: 1点确定
当不满足基准要素 建立条件时,可通过平 移或旋转建立基准.
Measurement
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T1
T2
T3
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尺寸链运用实例
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要求:用卡尺量测圆心距L 方法: (1) L = d1/2 + d2/2 + L1 方法(3)尺寸链 (2) L = L1 - d1/2 + d2/2 最短,误差最小 (3) L = L1/2 + L2/2
用量块检定分厘卡
检定
无
计量器具
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3. 几何量测量范围:
L
长度方面
Φ
角度方面
θ
0.5
形状方面(形位公差,表面粗糙度)
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测量基本理论
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内容大纲: 1.测量之定义 2.测量之基本术语 3.测量之四大基本原则 4.测量之误差来源 5.测量基准体系
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六.测量基准体系 1.基准和实际基准 基准是理想要素,它是确定要素间 方向,位臵的依据.
实际基准:根据设计基准加工 的基准要素.它存在形状误差. 2.三基面体系: 三要素:基准面,基准线,基准点 Z Y 6个自由度 C面 X面 B面 X O A面
Nominal U1xy: (2.2+3L/1000)um , U1z: (4+L/1000um U1xy: (1.5+3L/1000)um , U1z: (3+L/1000um U2xy: (2.5+4L/1000)um
Measuring Accuracy
Super
Repeatability
Super
20.00 30°
C2
-B-
C1
-A-
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Alignment process picture
Machine coordinate
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Coordinate change
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4.封闭原则: 假设在测量中如能满足封闭条件,则其间隔误差的总和 必为零. 封闭原测是角度计量的最基本的原则. 1 作用: 5 利用其总的累积误差为零,可以实现 本身的检定. 2 3
b
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4
d
△1+△2+△3+△4 +△5 △1
测量结果
mm
测值(5mm) 标准量
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2.测量.检验.检定三者的区别
名称 数值 作用对象 比照结果
以具体之测量数值 反映被测对象
示
例
测量
有
工件
用卡尺测量一孔径 为4.00mm
检验
无
工件
仅以OK.FAIL.NG.OK 等形式反映
合格于不合格
用螺蚊规检验螺蚊 孔