長(zhǎng)度測(cè)量的幾個(gè)重要概念
瀏覽次數(shù)：3154發(fā)布日期：2021-11-03
第一篇 測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)概要
測(cè)量技術(shù)是一門具有自身專業(yè)體系、涵蓋多種學(xué)科、理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的前沿科
學(xué)。而熟知測(cè)量技術(shù)方面的基本知識(shí)，則是掌握測(cè)量技能，獨(dú)立完成對(duì)機(jī)械產(chǎn)品幾何參數(shù)測(cè)
量的基礎(chǔ)。
1.1 測(cè)量的定義
一件制造完成后的產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)的幾何精度要求，通常有以下幾種判斷方式。
測(cè)量：是以確定被測(cè)對(duì)象的量值為目的的全部操作。在這一操作過(guò)程中，將被測(cè)對(duì)象與
復(fù)現(xiàn)測(cè)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，并以被測(cè)量與單位量的比值及其準(zhǔn)確度表達(dá)測(cè)量結(jié)果。例
如用游標(biāo)卡尺對(duì)一軸徑的測(cè)量，就是將被對(duì)象（軸的直徑）用特定測(cè)量方法（用游標(biāo)卡尺測(cè)
量）與長(zhǎng)度單位（毫米）相比較。若其比值為 30.52，準(zhǔn)確度為±0.03mm，則測(cè)量結(jié)果可表
達(dá)為（30.52±0.03）mm。
任何測(cè)量過(guò)程都包含：測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法和測(cè)量誤差等四個(gè)要素。
測(cè)試：是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量。也可理解為試驗(yàn)和測(cè)量的全過(guò)程。
檢驗(yàn)：是判斷被測(cè)物理量是否合格（在規(guī)定范圍內(nèi)）的過(guò)程，一般來(lái)說(shuō)就是確定產(chǎn)品是
否滿足設(shè)計(jì)要求的過(guò)程，即判斷產(chǎn)品合格性的過(guò)程，
通常不一定要求測(cè)出具體值。因此檢驗(yàn)也可理解為不
要求知道具體值的測(cè)量。
計(jì)量：為實(shí)現(xiàn)測(cè)量單位的統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的
測(cè)量。
1.2 測(cè)量基準(zhǔn)
測(cè)量基準(zhǔn)是復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位并具有規(guī)定計(jì)量
單位特性的計(jì)量器具。
在幾何量計(jì)量領(lǐng)域內(nèi)，測(cè)量基準(zhǔn)可分為長(zhǎng)度基準(zhǔn)
和角度基準(zhǔn)兩類。
長(zhǎng)度基準(zhǔn)：1983 年第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)根據(jù)國(guó)
際計(jì)量委員會(huì)的報(bào)告，批準(zhǔn)了米的新定義：即“一米
是光在真空中在 1／299 792 458 秒時(shí)間間隔內(nèi)的行程 圖 1－1 長(zhǎng)度計(jì)量檢定系統(tǒng)表（簡(jiǎn)化）
長(zhǎng)度"。根據(jù)米的定義建立的國(guó)家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)，一般都不能在生產(chǎn)中直接用于
對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量。為了確保量值的合理和統(tǒng)一，必須按《國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)》的規(guī)定，將具
有zui高計(jì)量特性的國(guó)家基準(zhǔn)逐級(jí)進(jìn)行傳遞，直至用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量的各種測(cè)量器具。圖 1
－1 為長(zhǎng)度（端度）計(jì)量檢定系統(tǒng)表（簡(jiǎn)化）。
角度基準(zhǔn)：角度量與長(zhǎng)度量不同。由于常用角度單位（度）是由圓周角定義的，即圓周
角等于 360°，而弧度與度、分、秒又有確定的換算關(guān)系，因此無(wú)需建立角度的自然基準(zhǔn)。
1.3 量塊 6
量塊是一種平行平面端度量具，又稱塊規(guī)。它是保證長(zhǎng)度量值統(tǒng)一的重要常用實(shí)物量具。
除了作為工作基準(zhǔn)之外，量塊還可以用來(lái)調(diào)整儀器、機(jī)床或直接測(cè)量零件。
一般特性：量塊是以其兩端面之間的距離作為長(zhǎng)度的實(shí)物基準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)），是一種單值量具，
其材料與熱處理工藝應(yīng)滿足量塊的尺寸穩(wěn)定、硬度高、耐磨性好的要求。通常都用鉻錳鋼、
鉻鋼和軸承鋼制成。其線脹系數(shù)與普通鋼材相同，即為（11.5±1）×10
－6
/℃，尺穩(wěn)定性約
為年變化量不超出±0.5～1μm／m。
結(jié)構(gòu)：絕大多數(shù)量塊制成直角平行六面體，如圖
1－2 所示；也有制成φ20 的圓柱體。每塊量塊都有兩
個(gè)表面非常光潔、平面度精度很高的平行平面，稱為
量塊的測(cè)量面（或稱工作面）。量塊長(zhǎng)度（尺寸）是
指量塊的一個(gè)測(cè)量面上的一點(diǎn)至與量塊相研合的輔
助體（材質(zhì)與量塊相同）表面（亦稱輔助表面）之間
的距離。為了消除量塊測(cè)量面的平面度誤差和兩測(cè)量面間的平行度誤差對(duì)量塊長(zhǎng)度的影響，
將量塊的工作尺寸定義為量塊的中心長(zhǎng)度，即兩個(gè)測(cè)量面的中心點(diǎn)的長(zhǎng)度。
精度：量塊按其制造精度分為五個(gè)“級(jí)"：00、0、1、2 和 3 級(jí)。00 級(jí)精度zui高，3 級(jí)zui
低。分級(jí)的依據(jù)是量塊長(zhǎng)度的極限偏差和長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值。量塊生產(chǎn)企業(yè)大都按“級(jí)"向
市場(chǎng)銷售量塊，此時(shí)用戶只能按量塊的標(biāo)稱尺寸使用量塊，這樣必然受到量塊中心長(zhǎng)度實(shí)際
偏差的影響，將反制造誤差帶入測(cè)量結(jié)果。
在量值傳遞工作中，為了消除量塊制造誤差對(duì)測(cè)量的影響，常常按量塊檢定后得到的實(shí)
際尺寸使用。各種不同精度的檢定方法可以得到具有不同測(cè)量不確定度的量塊，并依此劃分
量塊的等別，如圖 1－1 所示。檢定后的量塊可得到每量塊的中心長(zhǎng)度的實(shí)際偏差，顯然同
一套量塊若按“等"使用可以得到更高的測(cè)量精度（較小的測(cè)量不確定度）。但由于按“等"
使用比較麻煩，且檢定成本高，固在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)仍按“級(jí)"使用。
使用：單個(gè)量塊使用很不方便，故一般都按序列將許多不同標(biāo)稱尺寸的量塊成套配置，
使用時(shí)根據(jù)需要選擇多個(gè)適當(dāng)?shù)牧繅K研合起來(lái)使用。通常，組成所需尺寸的量塊總數(shù)不應(yīng)超
過(guò)四塊。例如，為組成 89.765mm 的尺寸，可由成套的量塊中選出 1.005、1.26、7.5、80mm
四塊組成，即
89.765 ………所需尺寸
－) 1.005 ………第一塊
88.76
－) 1.26 ………第二塊
87.5
－) 7.5 ………第三塊
80 ………第四塊
注意事項(xiàng)：量塊在使用過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
①量塊必須在使用有效期內(nèi)，否應(yīng)及時(shí)送專業(yè)部門檢定。
②所選量塊應(yīng)先放入航空汽油中清洗，并用潔凈綢布將其擦干，待量塊溫度與環(huán)境濕度
相同后方可使用。 7
③使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)對(duì)量塊的損傷及因工作面上的灰塵而劃傷工作
面，影響其研合性, 。
④輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生。
⑤不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對(duì)量塊的腐蝕及手溫對(duì)測(cè)量精確度的影響。
⑥使用完畢應(yīng)，先用航空汽油清洗量塊，并擦干后涂上防銹脂放入專用盒內(nèi)妥善保管。
1.4 測(cè)量方法分類
根據(jù)獲得測(cè)量結(jié)果的不同方式可分為：
直接測(cè)量和間接測(cè)量：從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測(cè)量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏
差稱直接測(cè)量。如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑等。通過(guò)測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系
的量，根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系式求得被測(cè)量的測(cè)量稱為間接測(cè)量。如通過(guò)測(cè)量一圓弧相應(yīng)的弓
高和弦長(zhǎng)而得到其圓弧半徑的實(shí)際值。
絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量：測(cè)量器具的示值直接反映被測(cè)量量值的測(cè)量為絕對(duì)測(cè)量。用游標(biāo)
卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑不僅是絕對(duì)測(cè)量，也是絕對(duì)測(cè)量。將被測(cè)量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行
比較得到兩者差值的測(cè)量為相對(duì)測(cè)量。如用內(nèi)徑百分表測(cè)量孔徑為相對(duì)測(cè)量。
接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸并有機(jī)械作用的測(cè)力存在的
測(cè)量為接觸測(cè)量。如用光切法顯微鏡測(cè)量表面粗糙度即屬于非接觸測(cè)量。
單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量：對(duì)個(gè)別的、彼此沒(méi)有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量稱為單項(xiàng)測(cè)量。
同時(shí)測(cè)量個(gè)零件的多個(gè)參數(shù)及其綜合影響的測(cè)量。用測(cè)量器具分別測(cè)出螺紋的中徑、半角及
螺距屬單項(xiàng)測(cè)量；而用螺紋量規(guī)的通端檢測(cè)螺紋則屬綜合測(cè)量。
被動(dòng)測(cè)量和主動(dòng)測(cè)量：產(chǎn)品加工完成后的測(cè)量為被動(dòng)測(cè)量；正在加工過(guò)程中的測(cè)量為主
動(dòng)測(cè)量。被動(dòng)測(cè)量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動(dòng)測(cè)量可通過(guò)其測(cè)得值的反饋，控制設(shè)備
的加工過(guò)程，預(yù)防和杜絕不合格品的產(chǎn)生。
1.5 測(cè)量誤差
由于測(cè)量過(guò)程的不完善而產(chǎn)生的測(cè)量誤差，將導(dǎo)致測(cè)得值的分散入不確定。因此，在測(cè)
量過(guò)程中，正確分析測(cè)量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因，對(duì)測(cè)得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，獲得
滿足一定要求的置信水平的測(cè)量結(jié)果，是十分重要的。
測(cè)量誤差定義：被測(cè)量的測(cè)得值 x 與其真值 x
0
之差，即：△= x －x
0
由于真值是不可能確切獲得的，因而上述善于測(cè)量誤差的定義也是理想要概念。在實(shí)際
工作中往往將比被測(cè)量值的可信度（精度）更高的值，作為其當(dāng)前測(cè)量值的“真值"。
誤差來(lái)源：測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人員等方面因素產(chǎn)生。
①測(cè)量器具：測(cè)量器具設(shè)計(jì)中存在的原理誤差，如杠桿機(jī)構(gòu)、阿貝誤差等。制造和裝配
過(guò)程中的誤差也會(huì)引起其示值誤差的產(chǎn)生。例如刻線尺的制造誤差、量塊制造與檢定誤差、
表盤的刻制與裝配偏心、光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)誤差、齒輪分度誤差等。其中重要的是基準(zhǔn)
件的誤差，如刻線尺和量塊的誤差，它是測(cè)量器具誤差的主要來(lái)源。
②測(cè)量方法：間接測(cè)量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差或多個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)
算后的誤差累積。 8
③測(cè)量環(huán)境：測(cè)量環(huán)境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動(dòng)、空氣質(zhì)量等因素。在一般測(cè)
量過(guò)程中，溫度是重要的因素。測(cè)量溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度（＋20℃）的偏離、測(cè)量過(guò)程中溫度
的變化以及測(cè)量器具與被測(cè)件的溫差等都將產(chǎn)生測(cè)量誤差。
④測(cè)量人員：測(cè)量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調(diào)整誤差等引起，它的大小
取決于測(cè)量人員的操作技術(shù)和其它主觀因素。
誤差分類：測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可以分為
系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。
①系統(tǒng)誤差：在規(guī)定條件下，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差，稱
為系統(tǒng)誤差。其中絕對(duì)值和符號(hào)不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差，按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤
差為變值系統(tǒng)誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統(tǒng)誤差大部分能通
過(guò)修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。
②隨機(jī)誤差：在規(guī)定條件下，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化的誤差，稱為隨機(jī)誤
差。就某一次測(cè)量而言，隨機(jī)誤差的出現(xiàn)無(wú)規(guī)律可循，因而無(wú)法消除。但若進(jìn)行多次等精度
重復(fù)測(cè)量，則與其它隨機(jī)事件一樣具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本特性，可以通過(guò)分析，估算出隨機(jī)誤
差值的范圍。隨機(jī)誤差主要由溫度波動(dòng)、測(cè)量力變化、測(cè)量器具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不穩(wěn)、視差等各種
隨機(jī)因素造成，雖然無(wú)法消除，但只要認(rèn)真、仔細(xì)地分析產(chǎn)生的原因，還是能減少其對(duì)測(cè)量
結(jié)果的影響。
③粗大誤差：明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，稱為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正
常的原因造成的。如讀數(shù)錯(cuò)誤、溫度的突然大幅度變動(dòng)、記錄錯(cuò)誤等。該誤差可根據(jù)誤差理
論，按一定規(guī)則予以剔除。
1.6 測(cè)量數(shù)據(jù)的處理
在修正了已定系統(tǒng)誤差和剔除了粗大誤差以后，測(cè)得值中仍含有隨機(jī)誤差和部分系統(tǒng)誤
差，還需估算其測(cè)量誤差的大小，評(píng)定測(cè)得值的不確定度，知道測(cè)得值及該測(cè)得值的變化范
圍（可信程度），才能獲得完整的測(cè)量結(jié)果。
測(cè)量不確定度的評(píng)定：用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示測(cè)量結(jié)果的不確定度，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度，按照
評(píng)定方法不同，它可分為兩類：用對(duì)一系列重復(fù)觀測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度的
方法，稱為 A 類評(píng)定；用不同于統(tǒng)計(jì)分析的其他方法來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為 B 類評(píng)定。
A 類評(píng)定：由統(tǒng)計(jì)理論可知，隨機(jī)變量期望值的估計(jì)值是 n 次測(cè)得值 xi的算術(shù)平均
值 x 。
x = ∑ x i∕n
該組測(cè)得值的標(biāo)準(zhǔn)差的估算值 S 為
S＝√∑（x i－x ）2 ∕（n－1）=√∑ui2 ∕（n－1）
若以其算術(shù)平均值作為結(jié)果時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
S
＿
X = S∕√n
測(cè)量結(jié)果可表達(dá)為 x = x ±S
＿
X
B 類評(píng)定：在多數(shù)實(shí)際測(cè)量工作中，不能或不需進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，則其不確定度只能
用非統(tǒng)計(jì)分析的方法進(jìn)行 B 類評(píng)定。B 類評(píng)定需要依據(jù)有關(guān)的資料作出科學(xué)的判斷。這些資9
料的來(lái)源有：以前的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量器具的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，檢定證書(shū)，技術(shù)手冊(cè)等。如由產(chǎn)品
說(shuō)明書(shū)查得某測(cè)量器具的不確定度為 6μm，若期望得到按正態(tài)分布規(guī)律中 3 倍標(biāo)準(zhǔn)差的置信
水準(zhǔn)（99.73﹪），則按 B 類評(píng)定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)取 u = 6/3 =2μm。
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的估算：測(cè)量過(guò)程中一般都會(huì)有多個(gè)獨(dú)立的誤差源共同對(duì)測(cè)量的不確
定度產(chǎn)生影響，因測(cè)量方法的不同，各誤差源的影響程度也不相同。各誤差源標(biāo)準(zhǔn)不確定度
的合成按測(cè)量方法的不同可分為以下兩類：
①直接測(cè)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：取各類獨(dú)立誤差源的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的平方和的正平方
根，即
u=√∑u i 2 + ∑uj2
②間接測(cè)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：間接測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果需經(jīng)各間接測(cè)量值按事先設(shè)計(jì)
好的函數(shù)關(guān)系計(jì)算后求得。由于各間接測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響程度不同，
在估算測(cè)量結(jié)果的不確定度時(shí)，要先分別對(duì)函數(shù)中各測(cè)量值求偏導(dǎo)數(shù)，算出其不確定度的傳
播系數(shù)。各測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以相應(yīng)的傳播系數(shù)后，取平方和的正平方根得到測(cè)量結(jié)
果的不確定度。
1.7 基本測(cè)量原則
在實(shí)際測(cè)量中，對(duì)于同一被測(cè)量往往可以采用多種測(cè)量方法。為減小測(cè)量不確定度，應(yīng)
盡可能遵守以下基本測(cè)量原則：
阿貝原則：要求在測(cè)量過(guò)程中被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度應(yīng)安置在同一直線上的原則。若被測(cè)
長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度并排放置，在測(cè)量比較過(guò)程中由于制造誤差的存在，移動(dòng)方向的偏移，兩長(zhǎng)
度之間出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生較大的誤差。誤差的大小除與兩長(zhǎng)度之間夾角大小有關(guān)外，還與其之
間距離大小有關(guān)，距離越大，誤差也越大。
基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：測(cè)量基準(zhǔn)要與加工基準(zhǔn)和使用基準(zhǔn)統(tǒng)一。即工序測(cè)量應(yīng)以工藝基準(zhǔn)作為
測(cè)量基準(zhǔn)，終檢測(cè)量應(yīng)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn)。
zui短鏈原則：在間接測(cè)量中，與被測(cè)量具有函數(shù)關(guān)系的其它量與被測(cè)量形成測(cè)量鏈。形
成測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)越多，被測(cè)量的不確定度越大。因此，應(yīng)盡可能減少測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)數(shù)，以保
證測(cè)量精度，稱之為zui短鏈原則。
當(dāng)然，按此原則zui好不采用間接測(cè)量，而采用直接測(cè)量。所以，只有在不可能采用直接
測(cè)量，或直接測(cè)量的精度不能保證時(shí),才采用間接測(cè)量。
應(yīng)該以zui少數(shù)目的量塊組成所需尺寸的量塊組，就是zui短鏈原則的一種實(shí)際應(yīng)用。
zui小變形原則：測(cè)量器具與被測(cè)零件都會(huì)因?qū)嶋H溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度和受力（重力和測(cè)量
力）而產(chǎn)生變形，形成測(cè)量誤差。
在測(cè)量過(guò)程中，控制測(cè)量溫度及其變動(dòng)、保證測(cè)量器具與被測(cè)零件有足夠的等溫時(shí)間、
選用與被測(cè)零件線脹系數(shù)相近的測(cè)量器具、選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量力并保持其穩(wěn)定、選擇適當(dāng)?shù)闹?/span>
承點(diǎn)等，都是實(shí)現(xiàn)zui小變形原則的有效措施。
1.8 測(cè)量器具的主要技術(shù)性能指標(biāo)
量具的標(biāo)稱值：標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值。如標(biāo)在量塊上的尺10
寸，標(biāo)在刻線尺上的尺寸等。
刻度：在測(cè)量器具上指示出不同量值的刻線標(biāo)記的組合稱為刻度。
刻度間距：沿著刻線尺（標(biāo)尺）長(zhǎng)度方向所測(cè)得的兩個(gè)相鄰刻線標(biāo)記中心之間的距離稱
為刻度間距，也稱標(biāo)尺間距。
分度值：兩相鄰刻線所代表的量值之差稱為儀器的
分度值。它是一臺(tái)儀器所能讀出的zui小單位量值。一般地
說(shuō)，分度值越小，測(cè)量器具的精度越高。
數(shù)字式量?jī)x沒(méi)有標(biāo)尺或度盤，而與其相對(duì)應(yīng)的為分
辨率。分辨率是儀器顯示的zui末位數(shù)字間隔所代表的被測(cè)
量值。
示值范圍：測(cè)量器具所顯示或指示的zui低值到zui高
值的范圍稱為示值范圍。
測(cè)量范圍：在允許不確定度內(nèi)，測(cè)量器具所能測(cè)量
的被測(cè)量值的下限值至上限值的范圍。
測(cè)量范圍與示值范圍的區(qū)別在于：測(cè)量范圍既包括 圖 1－3 比較測(cè)量示意圖
示值范圍又包括儀器某些部件的調(diào)整范圍。如外徑百分尺的測(cè)量范圍有 0～25mm、25～50mm、
50～75mm 等，其示值范圍則均為 25mm。比較儀的測(cè)量范圍為 180mm，其示值范圍則為±
0.1mm(如圖 1－3 所示)。示值范圍與標(biāo)尺有關(guān)，測(cè)量范圍取決于結(jié)構(gòu)。
量程：測(cè)量范圍的上限值和下限值之差稱為量程。量程大的儀器使用起來(lái)比較方便，但
儀器的線性誤差將隨之變大使儀器的準(zhǔn)確度下降。
靈敏度：測(cè)量器具對(duì)被測(cè)量值變化的反應(yīng)能力稱為靈敏度。對(duì)于一般長(zhǎng)度測(cè)量器具，靈
敏度等于標(biāo)尺間距 a 與分度值 I 之比，又稱放大比或放大位數(shù) K，即
K= a / I
測(cè)量力：采用接觸法測(cè)量時(shí)，測(cè)量器具的傳感器與被測(cè)零件表面之間的接觸力。測(cè)量力
及其變動(dòng)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的精度。因此，絕大多數(shù)采用接觸測(cè)量法的測(cè)量器具，都具有測(cè)量
力穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。
示值誤差：測(cè)量器具的示值與被測(cè)量的真值之差。例如用百分尺測(cè)量軸的直徑得讀數(shù)值
為 31.675mm，而其真值為 31.678mm，則百分尺的示值誤差等于 31.675－31.678=－0.003mm.
顯然，測(cè)量器具在不同的示值處的示值誤差一般是各不相同的。目前，測(cè)量器具的精度
大多仍用示值極限誤差來(lái)表示測(cè)量器具示值誤差的界限值。
回程誤差：是指在相同條件下，被測(cè)量值不變，測(cè)量器具行程方向不同時(shí)，兩示值之差
的絕對(duì)值。該項(xiàng)誤差是由于測(cè)量器具中測(cè)量系統(tǒng)的間隙、變形和磨擦等原因引起的。當(dāng)要求
測(cè)量值的顯示呈連續(xù)的往返性變化時(shí)（有連續(xù)的正、負(fù)值變化），則應(yīng)選用回程誤差較小的
測(cè)量器具。
測(cè)量不確定度：測(cè)量不確定度是在測(cè)量結(jié)果中表達(dá)被測(cè)量值分散性的參數(shù)。由于測(cè)量過(guò)
程的不完善，測(cè)得值對(duì)真值總是有所偏離，這種偏離又是不確定的，表達(dá)這種不確定程度的
參數(shù)，就稱為不確定度。
修正值：為修正某一測(cè)量器具的示值誤差而在其檢定證書(shū)上注明的特定值。它的大小與11
示值誤差的絕對(duì)值相等，符號(hào)相反。在測(cè)量結(jié)果中加入相應(yīng)的修正值后，可提高測(cè)量精度。
1.9 測(cè)量器具的選擇
過(guò)去，大部分工廠是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇計(jì)量器具的。通常選擇計(jì)量器具的測(cè)量極限誤差占
工件公差的 1／3～1／5 或 1／3～1／10。對(duì)一些高精度工件，甚至有取 1／2 的?？傊?，就
沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，往往因人因廠而異。不僅如此，而且大多數(shù)工廠用計(jì)量器具檢測(cè)工件
時(shí)，均按圖樣上標(biāo)注的極限尺寸作驗(yàn)收極限。這種驗(yàn)收極限與工件的極限尺寸重合的方法，
由于計(jì)量器具內(nèi)在誤差及測(cè)量條件的影響，往往導(dǎo)致“誤收"和“誤廢"，造成不少質(zhì)量問(wèn)
題及不應(yīng)有的損失。所謂“誤收"，就是把不合格的產(chǎn)品，誤判為合格予以接收；所謂“誤
廢"，就是把本來(lái)合格的產(chǎn)品，誤判為不合格予以拒收。
選擇原則:合理選擇計(jì)量器具對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高測(cè)量效率和降低費(fèi)用具有重要意義。
一般說(shuō)來(lái)，器具的選擇主要取決于被測(cè)工件的精度要求，在保證精度要求的前提下，也
要考慮尺寸大小、結(jié)構(gòu)形狀、材料與被測(cè)表面的位置，同時(shí)也要考慮工件批量、生產(chǎn)方式和
生產(chǎn)成本等因素。
對(duì)批量大的工件，多用專用計(jì)量器具，對(duì)單件小批則多用通用計(jì)量器具。
選擇方法:首先，根據(jù)被測(cè)工件公差值由表 1－4 查出安全裕度 A 和計(jì)量器具不確定度允
許值 U1，然后查表 1－5 至表 1－7 選定計(jì)量器具，使計(jì)量器具不確定值 U1／ ≤U1，計(jì)算驗(yàn)
收極限。
舉例：工件在圖樣上的標(biāo)注為，問(wèn)應(yīng)選用什么計(jì)量器具進(jìn)行測(cè)量并確定驗(yàn)收極限。
解：（1）確定安全裕度 A 和計(jì)量器具不確定度允許值 U1
由工件公差值 0.46mm 由表 1－4 查得
A＝0.032mm
U1＝0.029mm
（2）選擇計(jì)量器具
工件尺寸 250mm 在表 1－5 中屬于大于 200mm 至 500mm 的尺寸段內(nèi)，查得分度值為 0.02mm
的游標(biāo)卡尺的不確定度值 U1／ ＝0.02mm, U1／ ＝0.02mm<U1＝0.029mm，故滿足要求。
（3）確定驗(yàn)收極限
上驗(yàn)收極限＝zui大實(shí)體尺寸－A＝250mm－0.032mm＝249.968mm
下驗(yàn)收極限＝zui小實(shí)體尺寸＋A＝250mm－0.46mm＋0.032mm＝249.572mm
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