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在實(shí)際測量中,產(chǎn)生測量誤差的因素很多,歸納起來主要有以下幾個(gè)方面:
(1)測量器具引起的誤差
測量器具引起的誤差是指測量器具本身的誤差,包括測量器具在設(shè)計(jì)、測造、裝配和使用過程中的誤差,這些誤差的總和反映在示值誤差和測量的重復(fù)性上。設(shè)計(jì)測量器具時(shí),為了簡化結(jié)構(gòu)而采用近似設(shè)計(jì)的方法會(huì)產(chǎn)生測量誤差。例如,當(dāng)設(shè)計(jì)的測量器具不符合阿貝原則時(shí),會(huì)產(chǎn)生測量誤差。一般符合阿貝原則的測量引起的測量誤差很小,可以略去不計(jì)。不符合阿貝原則的測量引起的測量誤差較大。
例如,千分尺的標(biāo)準(zhǔn)線(測微螺桿軸線)與工件被測線(被測直徑)在同一條直線上,而游標(biāo)卡尺作為標(biāo)準(zhǔn)長度的標(biāo)尺與被測直徑不在同一條直線上。所以用千分尺測量軸徑,要比用游標(biāo)卡尺測量軸徑的測量誤差更小,即測量精度更高。
測量器具零件的制造和裝配誤差也會(huì)產(chǎn)生測量誤差。例如表盤的刻制與裝配偏心、儀器中量頭的直線位移與指針的角位移不成比例、光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)誤差、齒輪分度誤差等這些誤差使測量儀器所指示的數(shù)值并不完全符合被測尺寸變化的實(shí)際情況,稱為示值誤差。
(2)基準(zhǔn)件的誤差
基準(zhǔn)件的誤差,是指在測量時(shí),用來與被測尺寸進(jìn)行比較的基準(zhǔn)件(如標(biāo)尺、量塊)制造與檢定誤差,將直接反映到測量結(jié)果中,引起測量誤差。例如在立式光學(xué)儀上用2級量塊作基準(zhǔn)調(diào)零,測零直徑為20mm的塞規(guī)時(shí),僅由2級量塊就會(huì)產(chǎn)生0.6μm的測量誤差。因此在測量時(shí),要合理地選擇基準(zhǔn)件的精度,一般要求?;鶞?zhǔn)件的誤差應(yīng)不超過測量誤差的1/3。
測量方法引起的誤差,是指測量方法的不完善(包括計(jì)算公式不準(zhǔn)確,測量方法選擇不當(dāng),工件安裝、定位不準(zhǔn)確等)引起的誤差,都會(huì)產(chǎn)生測量誤差。例如,在間接測量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差,或經(jīng)過多個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算后產(chǎn)生的累積誤差。
(3)測量方法引起的誤差
測量方法引起的誤差,是指測量方法的不完善(包括計(jì)算公式不準(zhǔn)確,測量方法選擇不當(dāng),工件安裝、定位不準(zhǔn)確等)引起的誤差,都會(huì)產(chǎn)生測量誤差。例如,在間接測量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差,或經(jīng)過多個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算后產(chǎn)生的累積誤差。
(4)測量環(huán)境引起的誤差
測量環(huán)境引起的誤差是指測量時(shí),環(huán)境條件(溫度、濕度、氣壓、照明、振動(dòng)、電磁場等)不符合標(biāo)準(zhǔn)的測量條件所引起的誤差,它會(huì)產(chǎn)生測量誤差。例如,被測零件和測量器具的材料不同時(shí),它們的線脹系數(shù)也不相同,這將產(chǎn)生一定的測量誤差。
在測量長度時(shí),規(guī)定的環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃,但是在實(shí)際測量時(shí)被測零件和測量器具的溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度會(huì)有一定的偏差,這時(shí)會(huì)產(chǎn)生測量誤差,可用下列公式計(jì)算:
△L=L[a1(t1-20)-a2(t2_20)]時(shí)項(xiàng)
式中△L——由于溫度引起的測量誤差;
L——被測尺寸;
a1——被測件的線脹系數(shù);
a2——測量儀器(量具)的線脹系數(shù);
t1——被測件的溫度;
t2——測量器具的溫度.
(5)測量人員引起的誤差
測量人員引起的誤差是指測量人員人為的差錯(cuò),如測量瞄準(zhǔn)不準(zhǔn)確、讀數(shù)或估讀錯(cuò)誤等,都會(huì)產(chǎn)生測量誤差。它的大小取決于測量人員的操作技術(shù)水平和其他主觀因素。例如,當(dāng)指示器停留在兩條標(biāo)尺標(biāo)記之間要用目力估讀指針移過的小數(shù)部分,這對于不同的人,將會(huì)得到不同的結(jié)果,這就形成了測量結(jié)果的讀數(shù)誤差。還有眼睛分辨力引起的誤差、斜視誤差、錯(cuò)覺等。
(6)測量力引起的變形誤差
測量力引起的誤差是指,使用量儀進(jìn)行接觸測量時(shí),測量力使量儀和工件接觸部分變形而產(chǎn)生的測量誤差。例如,在測長機(jī)上用絕對法測量鋼制零件平面,兩球面測頭r=20mm,頭,測量力P=2N,而變形量為0.9μm。
在立式光學(xué)計(jì)上測量Φ2的鋼球,用硬質(zhì)合金平面測頭,工作臺(tái)為鋼制平面,測量力P=2N,而變形量為0.9μm。
測量誤差產(chǎn)生的原因包括哪些?歸納起來從:測量器具、基準(zhǔn)件、測量方法、測量環(huán)境、測量人員、測量力6方面說明誤差來源。