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测量技术基础
第二章测量技术基础
一、重点名词
测量误差随机误差
二、重点掌握/熟练掌握
1.掌握量块的特性及量块的组合方法;
2.掌握各种测量分类法的特点;
3.掌握计量器具的分类及其技术性能指标。
4.掌握测量误差的含义及其表示法;
5.掌握测量误差的基本类型及其处理原则;
6.掌握随机误差的概念及测量结果的表示法;
7.掌握测量误差的合成。
三、一般掌握
1.掌握有关测量的概念;
2.一般了解尺寸的传递系统。
88题
一、判断题(正确的打√,错误的打╳)
1.我国法定计量单位中,长度单位是米(m),与国际单位不一致。
(╳)
2.量规只能用来判断零件是否合格,不能得出具体的尺寸。
(√)
3.计量器具的示值范围即测量范围。
(╳)
4.间接测量就是相对测量。
(╳)
5.使用的量块越多,组合的尺寸越精确。
(╳)
6.测量所得的值即为零件的真值。
(╳)
7.通常所说的测量误差,一般是指相对误差。
(╳)
8.多数随机误差是服从正态分布规律的。
(√)
9.精密度高,正确度就一定高。
(╳)
10.选择计量器具时,应保证其不确定度不大于其允许值u1。
(√)
11.直接测量必为绝对测量。
(×)
12.为减少测量误差,一般不采用间接测量。
(√)
13.为提高测量的准确性,应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。
(×)
14.使用的量块数越多,组合出的尺寸越准确。
(×)
15.0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。
(√)
16.用多次测量的算术平均值表示测量结果,可以减少示值误差数值。
(×)
17.某仪器单项测量的标准偏差为σ=0.006mm,若以9次重复测量的平均值作为测量结果,其测量误差不应超过0.002mm。
(×)
18.测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出,而系统误差是测量过程中所不能避免的。
(×)
19.选择较大的测量力,有利于提高测量的精确度和灵敏度。
(×)
20.对一被测值进行大量重复测量时其产生的随机误差完全服从正态分布规律。
(√)
二、多项选择题
1.用立式光学比较仪测量轴的直径,属于()。
AD
A.直接测量B.间接测量C.绝对测量D.相对测量
2.用万能测长仪测量内孔的直径,属于()。
B
A.直接测量B.间接测量C.绝对测量D.相对测量
3.由于测量器具零位不准而出现的误差属于()。
B
A.随机误差B.系统误差C.粗大误差
4.关于量块,正确的论述有()。
AB
A.量块按“等”使用,比按“级”使用精度高
B.量块具有研合性
C.量块的形状大多为圆柱体
D.量块只能作用标准器具进行长度量值传递
5.由于测量误差的存在而对被测几何量不能肯定的程度称为()。
C
A.灵敏度B.精确度C.不确定度D.精密度
6.用内径百分表测量孔径属于()。
BC
A.直接测量B.单项测量C.非接触测量D.主动测量
7.下列因素中引起系统误差的有()。
BCD
A.测量人员的视觉B.光学比较仪的示值误差
C.测量过程中温度的波动D.千分尺测微螺杆的螺距误差
8.应该按仪器的()来选择计量器具。
D
A.示值范围B.分度值C.灵敏度D.不确定度
9.产生测量误差的主要因素有()。
ABCD
A.计量器具误差B.测量方法误差
C.安装定位误差D.环境条件所引起的误差
10.为了提高测量精度,应选用()。
CD
A.间接测量B.绝对测量C.相对测量D.非接触测量
11.下列测量中属于间接测量的有_____________。
DE
A.用千分尺测外径B.用光学比较仪测外径
C.用内径百分表测内径D.、用游标卡尺测量两孔中心距
E.、用高度尺及内径百分表测量孔的中心高度
12.下列测量中属于相对测量的有__________。
BC
A.用千分尺测外径B.用光学比较仪测外径。
C.用内径百分表测内径D.用内径千分尺测量内径。
E.用游标卡尺测外径。
13.下列论述中正确的有_________。
BCD
A.指示表的度盘与指针转轴间不同轴所产生的误差属于随机误差。
B.测量力大小不一致引起的误差,属随机误差。
C.测量被测工件的长度时,环境温度按一定规律变化而产生的测量误差属于系统误差。
D.测量器具零位不对准时,其测量误差属于系统误差。
E.由于测量人员一时疏忽而出现绝对值特大的异常值,属于随机误差。
14.下列因素中可能引起系统误差的有_____________。
ABCD
A.游标卡尺测轴径时所产生的阿贝误差。
B.光学比较仪的示值误差。
C.测量过程中环境温度的随时波动。
D.千分尺测微螺杆的螺距误差。
E.测量人员的视差。
15.列论述中正确的有________________。
BE
A.量块即为长度基准。
B.可以用量块作为长度尺寸传递的载体。
C.用1级量块可以3等量块使用。
D.测量精度主要决定于测量器具的精确度,因此测量器具的精度越高越好。
E.测量器具的不确定度为示值误差和示值稳定性的综合。
16.列论述中正确的有_____________。
ABD
A.量块按级使用时,工作尺寸为其标称尺寸,不计量块的制造误差和磨损误差。
B.量块按等使用时,工作尺寸为量块经检定后给出的实际尺寸。
C.量块按级使用比按等使用方便,且测量精度高。
D.量块需送交有关部门定期检定各项精度指标。
E.任何一级的量块都有可能检定成任何一等的量块,无论是理论上还是实际上。
17.下列测量值中精度最高的是___________。
E
A.真值为40mm,测得值为40.05mm
B.真值为40mm,测得值为40.02mm
C.真值为40mm,测得值为39.95mm
D.真值为100mm,测得值为99.5mm
E.真值为100mm,测得值为100.03mm
18.下列有关标准偏差σ的论述中,正确的有。
ACDE
A.σ的大小表征了测量值的离散程度。
B.σ越大,随机误差分布越集中。
C.σ越小,测量精度越高。
D.一定条件下,某台仪器的σ值通常为常数。
E.多次等精度测量后,其平均值的标准偏σX=σ/n。
19.高测量精度的目的出发,应选用的测量方法有_________ADE
A.直接测。
B.间接测量
C.绝对测量
D.相对测量
E.非接触测量。
20、下列论述正确的有___________。
ABD
A.测量误差δ往往未知,残余误差γ可知。
B.常用残余误差分析法发现变值系统误差。
C.残余误差的代数和应趋于零。
D.当|γ|>3σ时,该项误差即为粗大误差。
E.随机误差影响测量正确度,系统误差影响测量精密度。
三、填空题
1.所谓测量,就是把被测量与进行比较,从而确定确定被测量的的过程。
具有计量单位的标准量量值
2.零件几何量需要通过或,才能判断其合格与否。
测量检验
3.三坐标测量机的测量头按测量方法分为和。
接触式
4.一个完整的测量过程应包括、、和
四个要素。
被测对象计量单位测量方法测量精度
5.百分表的分度值是,千分尺的分度值是。
0.01mm0.001mm
6.计量器具的示值范围是指计量器具标尺或度盘内全部刻度所代表的范围。
最大值与最小值
7.测量误差有和两种表示方法。
绝对误差相对误差
8.随机误差具有的基本特性有:
、、、
。
对称性单峰性有界性抵偿性
9.量块的研合性是指,并在不大的压力下作一些切向相对滑动就能的性质。
两量块的测量面相互接触帖附在一起
10.对遵守包容要求的尺寸、公差等级高的尺寸,其验收方式要选
。
内缩方式
11.测量误差按其特性可分为____________,____________和____________三类。
随机误差系统误差粗大误差
12.测量误差产生的原因可归纳为________、__________、___________和__________。
计量器具误差方法误差环境误差人员误差
13.随机误差通常服从正态分布规律。
具有以下基本特性:
________________、________________、________________和__________________。
单峰性对称性有界性抵偿性
14.系统误差可用_______________和__________________等方法消除。
修正法抵偿法
15.被测量的真值一般是不知道的,在实际测量中,常用________________代替。
算术平均值
16.一个完整的测过程应包括_____________、_____________、______________和_____________四要素。
被测对象计量单位测量方法测量精度
17.测量器具的分度值是指___________,千分尺的分度值是______________。
相邻两刻线所代表的量值之差0.01mm
18.测量器具的测量范围是指______________,测量直径为φ33mm的轴径所用外径千分尺的测量范围是___________mm。
在允许的误差限内计量器具的被测量值的范围25~50
19.量块的研合性是指__________________。
量块的一个测量面与另一量块的测量面或另一经精密加工的类似的平面,通过分子吸力作用而粘合的性能
20.在实际使用中,量块按级使用时,量块的尺寸为标称尺寸,忽略其____________;按等使用时,量块的尺寸为实际尺寸,仅忽略了检定时的______________。
制造误差测量误差
四、综合题
1.什么是测量?
测量过程的四要素是什么?
答:
测量是把被测的量与具有计量单位的标准量进行比较,从而确定被测量值的操作过程。
任何一个测量过程都包括以下四个过程:
测量对象、计量单位、测量方法、测量条件。
2.测量和检验有何不同特点?
答:
测量是指为确定被测几何量的量值而进行的试验过程;检验是指确定被测几何量是否在规定的极限范围之内,从而判断是否合格,而不一定得出具体的量值。
3.何谓尺寸传递系统?
目前长度的最高基准是什么?
答:
在技术上,尺寸传递系统是由长度的最高基准过渡到国家标准、工作标准、各种计量标准、工作计量器具、被测对象;从组织上,尺寸传递系统是由国家计量机构,各地区计量中心,省、市计量机构,一直到各企业计量机构所组成的计量网络。
目前长度的最高基准是“米”,即“光在真空中1/299492458秒时间间隔所进行路程的长度。
4.什么是绝对测量和相对测量,举例说明。
答:
.绝对测量指被测量的全值可以直接由计量器具的读数装置上获得,例如千分尺测轴径。
相对测量只表示出测量相对已知标准量的偏差值,如用立式光学比较仪测量轴径。
5.随机误差的评定为什么以±3σ作为随机误差的极限偏差?
答:
随机误差超出±3δ范围的概率仅为0.27℅。
6.什么是系统误差,举例说明?
答:
系统误差是指在相同条件下,对同一被测量值进行多次重复测量时,误差数值大小和符号均保持不变,或按某一确定规律变化。
例如,千分尺零位不正确引起的示值误差。
7.什么是粗大误差,如何判断?
答:
粗大误差是指超出规定条件下预期的误差。
常根据拉依坦准则判断。
8.什么是测量精密度、正确度和准确度?
答:
8.测量精密度表示测量结果中的随机误差大小程度。
正确度表示系统误差大小的程度。
准确度是测量结果中系统误差和随机误差的综合,表示测量结果与真值的一致程度。
9.试用91块一套的量块组合尺寸51.987mm和27.354mm。
答:
51.987
-1.007第一量块尺寸1.007mm
50.98
-1.48第二量块尺寸1.48mm
49.5
-9.5第三量块尺寸9.5mm
40第四量块尺寸40mm
另一尺寸27.354mm由以下量块组成:
1004mm;1.35mm;5mm和20mm。
10.在83(或46)块成套量块中,选择组成Φ35f6的两极限尺寸的量块组。
答:
查表知Φ35f6的两极限尺寸分别为34.975mm和34.959mm。
在83块成套量块中,选择方法为
34.975
-1.005第一量块尺寸1.005mm
33.97
-1.47第二量块尺寸1.47mm
32.5
-2.5第三量块尺寸2.5mm
30第四量块尺寸30mm
在46块成套量块中,另一尺寸为
34.959
-1.009第一量块尺寸1.009mm
33.95
-1.05第二量块尺寸1.05mm
32.9
-1.9第三量块尺寸1.9mm
31
-1第四量块尺寸1.9mm
30第五量块尺寸1.9mm
11.在83(或46)块成套量块中,选择组成Φ48P6的两极限尺寸的量块组。
答:
查表知Ф48P7的两极限尺寸分别为Ф47.983mm和Ф47.958mm。
在46块成套量块中,Ф47.983mm由以下量块组成:
1.003;
1.08mm;1.9mm;4mm和40mm。
同理,Ф47.958mm由以下量块组成:
1.008mm;1.05mm;1.9mm;4mm和40mm。
12.用光学比较仪测量基本尺寸Φ30mm的轴径,用标称尺寸为30mm的量块校零后,比较测量轴径的示值为+10µm,若量块实际尺寸为30.005mm,试求被测轴径的实际尺寸。
答:
修正值为(30.005-30)mm=0.005
轴径实际尺寸为(30+0.010+0.005)mm=30.015mm
13.用光学比较仪测量某轴,读数为20.005mm,设该比较仪示值误差为+0.001mm,试求该轴的实际尺寸。
答:
实际尺寸=示值-示值误差=[20.005-(+0.001)]mm=20.004mm
14.用两种方法分别测量尺寸为100mm和80mm的零件,其测量绝对误差分别为8µm和7µm,试用测量相对误差对比此两种方法的测量精度的高低。
答:
﹤
15.在立式光学比较仪上对塞规同一部位进行4次重复测量,其值为20.004、19.996、19.999、19.997mm,试求测量结果。
答:
16.某仪器已知其标准偏差为σ=0.02mm,用以对某零件进行4次等精度测量,测量值为67.020、67.019、67.018、67.015mm,试求测量结果。
答:
17.试从83块一盒的量块中选择合适的几块量块组成下列尺寸:
①24.575mm;②62.875mm;③35.935mm。
答:
①24.575mm由1.005、1.57、2、22组成。
②62.875mm由1.005、1087、60组成;
③35.935mm由1.005、1.93、3、30组成。
18.某计量器具在示值为40mm处的示值误差为-0.004mm。
若用该计量器具测量工件时,读数正好为40mm,试确定工件的实际尺寸是多少?
答:
工件的实际尺寸是39.996mm。
19.用两种测量方法分别测量100mm和200mm两段长度,前者和后者的绝对测量误差分别为+6µm和-8µm,试确定两者的测量精度中何种精度较高?
答:
相对测量误差
,
,后者的测量精度高。
20.试从83块一盒的2级量块中组合出尺寸为75.695mm的量块组,并确定量块组按“级”使用时尺寸的测量极限偏差。
答:
1.005mm+1.19mm+3.5mm+70mm=75.695mm。
量块长度的极限偏差决定了量块按“级”使用时的精度。
由GB6039-95查出上述四块的长度极限偏差来计算量块组的测量极限偏差
(µm)
21.某一测量范围为0~25mm的外千分尺,当活动测杆与测,可靠接触时,其读数为+0.02mm,若用比千分尺测工件尺寸,读数为10.95mm,其修正后的测量结果.
答:
因示值误差为+0.02mm,则其修值为-0.02mm。
修正后的测量结果是:
10.95+(-0.02)=10.93mm。
22.测量的实质是什么?
一个完整的测量过程包括哪几个要素?
答:
(1)测量的实质是将被测几何量L与作为计量单位的标准量E进行比较,从机时获得两面三刀者比什q的过程,即L/E=q,或L=Eq。
(2)一个完整的测量过程包括被测对象,计量单位、测量方法和测量精度四个要素。
23.量块的作用是什么?
其结构上有何特点?
答:
(1)量块的作用是,a、用于计量器具的校准和鉴定;b、用于精密设备的调整、精密划线和精密工件的测量;c、作为长度尺寸传递的实物基准等。
(2)其结构上的特点是:
量块通常制成长方形六面体,它有两个相互平行的测量面和四个非测量面;测量面的表面非常光滑平整,具有研合性,两个测量面间具有精确的尺寸。
量块上标的尺寸称为量块的标称长度ln。
当ln<6mm的量块可在上测量面上作长度标记,ln>6mm的量块,有数字的平面的右侧面为上测量面;尺寸小于10mm的量块,其截面尺寸为;尺寸大于10mm至1000mm的量块截面尺寸为35mm×9mm。
24.量块分等、分级的依据各是什么?
在实际测量中,按级和按等使用量块有何区别?
答:
(1)量块分系的依据是量块测量的不确定度和量块长度变动量的允许值来划分的。
量块分级主要是根据量块长度极限偏差±te和量块长度变支量的最大允许值tv来划分的。
(2)区别是:
量块按“级”使用时,是以量块的标称长度作为工作尺寸。
该尺寸包含了量块的制造误差,制造误差将被引入到测量结果中去,但固不需要加修正值,故使用较方便。
量块按“系”使用时,是以量块栏定书列出的实例中心长度作为工作尺寸的,该尺寸排除了量块的制造误差,只包含栏定时较小的测量误差。
量块按“系”使用比按“级”使用的测量精度高。
25.说明分度间距与分度值;示值范围与测量范围;示值误差与修正值有何区别?
答:
其区别如下:
(1)分度间距(刻度间距)是指计量器具的刻度标尺或度盘上两面三刀相邻刻线中心之间的距离,般为1-2.5mm;而分度值(刻度值)是指计量器具的刻度尺或度盘上相邻两刻线所代表的量值之差。
(2)示值范围是指计量器具所显示或指示的最小值到最大值的范围;而测量范围是指在允许的误差限内,计量器具所能测出的最小值到最大值的范围。
(3)示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差;而修正值是指为消除系统误差,用代数法加到未修正的测量结果上的值。
修正值与示值误差绝对值相等而符号相反。
26.测量误差按其性质可分为哪几类?
测量误差的主要来源有哪些?
答:
(1)测量误差按其性质来分,可分为系统误差,随机误差和粗大误差。
(2)测量误差的方要来源:
a、计量器具误差;b、标准件误差;c、测量方法误差;d、测量环境误差;e、人员误差。
27.用两种方法分别测两个尺寸,它们的真值L1=50mm,L2=80mm,若测得值分别为50.004mm和80.006mm,试问哪种方法测量精度高。
解:
由相对误差计算公式ε=
×100%得:
ε1=
×100%=
×100%=0.008%
ε2=
×100%=
×100%=0.0075%
因为ε1>ε2
所以第二种方法测量精度高。
28.今用公称尺寸为10mm的量块将千分表调零后测量某零件的尺寸,千分表的读数为+15um。
若量块实际上尺寸为10.0005mm,试计算千分表的调零误差和校正值.若不计千分表的示值误差,试求被测零件的实际尺寸。
解:
(1)千分表的调零误差10-10.0005=-0.0005mm=0.5um,
(2)校正值为+0.5um,
(3)被测零件实际尺寸:
10.0005+0.015=10.0155mm。
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