机械精度设计与检测。
·1、计量器具的技术指标。
→标称值:标注在量具上用以标明其特性或指导其使用的量值。例如量块标出的量块尺寸、仪器的刻线尺寸、角度量块的角度值等。
→示值:由测量器具所指示的被测量值。
→标尺间距(a):计量器具标尺或分度盘上相邻两刻线中为适于人眼观察,一般为1~2.5mm(光学比较仪0.96mm)。
→分度值(i):指计量器具标尺或分度盘上每一标尺间距。
→标尺示值范围测量范围。
→示值范围:计量器具所能显示的被测几何量起始(光学比较仪土0.1mm)。
→测量范围:计量器具在允许的误差限内所能测出的被测几何量下限值到上限值的范围。

·2、绝对测量与相对测量的仪器的示值范围有何不同?
→(1)灵敏度与鉴别力阈。灵敏度:测量器具对被测量微小变化的响应能力。若被测量的变化为△x,引起计量器具的响应变化为当分子和分母为同种量时,灵敏度即放大倍数。
→灵敏阈:使测量器具的示值产生可察觉变化的被测量值的最小变化值。一般与内外部的噪声、摩擦、阻尼、惯性等因素有关,又称鉴别力阈或灵敏限。
→(2)示值误差与修正值。示值误差:指计量器具上的示值与被测量的真值的代数差。是测量结果中的系统误差之一。修正值:是指为了消除或减少系统误差,用代数法加到未修正测量结果上的数值。
→量块,读数为19.98mm。示值误差=19.98-20=-0.02。在测量结果19.98上应加上+0.02才能消除该误差。例如:千分尺测量20mm量块,读数为19.98mm。结论:修正值=一示值误差。
→在相同条件下,被测量值不变,测量器具沿正向和反向两次测量时,两示值之差的绝对值,称为回程误差,又称滞后误差或空回。回程误差是由测量器具中测量系统的间隙、变形和摩擦等原因引起的。为了减少回程误差的影响,应使测量器具的运动部件沿同一方向运动,即所谓"单向测量"。当要求往返或连续测量时,如测量跳动,则应选用回程误差较小的测量器具。如百分表用游丝消除侧隙。
→(3)稳定性(测量重复性)。在相同的测量条件下,对同一被测量进行多次测量时,各测量结果之间的一致性。反映了测得值中随机由于测量误差的存在,被测量值不能准确获得。这种偏离又是不确定的。表达测得值对真值偏离程度的量化参数,即为不确定度。

对计量器具术语要比较记忆:标尺间隔与分度值;示值范围与测量范围;
·3、测量误差与数据处理。测量误差(measuring error):测得值与被测量的真值之差。绝对误差8(absolute error):测量结果与被测量的真值之差。相对误差:(relative error):评定不同被测量的测量精度。
·4、测量误差产生的原因。计量器具不完善引起的误差。包括标准具、设计和制造的线纹尺、量块等代表标准量的标准器具本身制造和使用时存在的误差。例:立式光学比较仪(分度值为0.001mm)在尺寸为25-40mm范围内的测量不确定度为1pm,其中调零量块的不确定度为0.6pm。

用近似的实际工作原理代替理论工作原理所产生的误差。阿贝原则:要求被测长度与基准长度安置在同在给定条件下,如S=30mm,中=0.0003rad时,游标卡尺不符合阿贝原则,千分尺符合阿贝原则。千分尺的测量误差为0.0027um,游标卡尺的测量误差为9um。
仪器在制造和装配调整时所产生的测量误差。如表盘制造误差、装配偏心、刻线不均匀等测量方法的不完善引起的误差。

·5、测量误差与数据处理。
→2、测量误差的性质(分类):

→1、系统误差-在相同测量条件下,多次测量同一量值时,大小和符号均保持不变的测量误差,或者在测量条件改变时,按某一规律变化的误差。
→2、定值系统误差和变值系统误差。定值系统误差具有确切的大小和符号,通常用修正的方法予以处理。例如:测得一工件的尺寸为36.625mm,而测量的中有一实际值为36.625-(一0.012)=36.637mm,修正值为:+0.012mm。理论上,能消除;实际上,并不能完全消除。
→3、粗大误差(过失误差)。值有明显的差异。在规定条件下超出预计的误差。原因:测量者主观上的疏忽或客观条件的剧变,使得测量失误。举例:工作疏忽、经验不中;忽然振动。

·四、随机误差的特性及其处理:
→单峰性:随机误差的绝对值越小出现的概率越大,反之则反。
→对称性:随机误差的绝对值相等的正负值出现的概率相等。
→有界性:在一定测量条件下,随机误差的分布范围实际有限并且一定;即绝对值很大的随机误差趋于零。
→8-随机误差:测量次数的增多至无穷大时趋于零。可导出反应随机误差特性的方程:
→式中:e--自然对数底。
→0--标准偏差(均方差)。
→图1-6正态分布曲线。
→和之平均值的平方根,即:
→式中:8--随机误差,即消除系统误差后的测量值,与真值之差xg。
→N-重复测量的次数。

→残余误差:测量值与算术平均值之差。
→残差的两个特点:
→1)残差的代数和等于零;
→2)残差的平方和最小。
→5、标准偏差的估算值。由于随机误差的未知,标准偏差也无法求得,且实际测量的重复次数n不可能很大,因此常常用一些方法对标准偏差进行估算,其中白塞尔(Besse1)公式最常用,即估算值S为:
→6、随机误差的极限值。由概率论可知,随机误差区间落在(-,+oo)之间的概率为:
→则测得值落在不同区间内的概率P值为:
→当6=±1oP=0.6826。
→8=±2a P=0.9544。
→8=土3G P=0.9973。
由此可见:在[-30,+30]范围内,随机误差的概率为99.73%,超出此范围的随机误差的概率只有0.27%,所以实际上可取随机误差的极限值为:
→标准偏差o越小,则随机误差的实际分布范围也越小,表明随机误差对测量值的影响。因此,标准偏差或极限误差可用来评定随机误差的影响。
→小,即表明该系列测量值的测量值为: