誤差分析與測量不確定度評定

劉桂山

中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所

誤差分析與測量不確定度評定

劉桂山

中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所

近年來，誤差分析與測量不確定度評定問題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了外界條件引起的誤差等準(zhǔn)測量誤差，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從多個(gè)角度與方面就其實(shí)踐中的多項(xiàng)問題展開了研究，闡述了個(gè)人對此的幾點(diǎn)看法與認(rèn)識，望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。

誤差分析；測量；不確定度；評定

前言

作為一項(xiàng)實(shí)際要求較高的實(shí)踐性工作，誤差分析與測量不確定度評定的特殊性不言而喻。該項(xiàng)課題的研究，將會更好地提升對誤差分析問題的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化測量不確定度評定相關(guān)工作的最終整體效果。

1 測前準(zhǔn)備

1.1 認(rèn)真分析圖紙和工藝文件

測量人員要仔細(xì)看圖紙中的尺寸，了解產(chǎn)品的大小，從長、寬、高三個(gè)方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)進(jìn)行分析，分清定形尺寸、定位尺寸、關(guān)鍵尺寸；分清精加工面、粗加工面和非加工面。檢驗(yàn)人員通過對視圖的分析，掌握產(chǎn)品的形體結(jié)構(gòu)。先分析主視圖，后按順序分析其它視圖。同時(shí)，把各視圖由哪些表面組成、組成表面的特征，以及它們之間的位置都要看懂記清楚。測量人員要認(rèn)真分析工藝文件，按照加工順序，對每個(gè)工序加工的部位、尺寸、工序余量、工藝尺寸換算要認(rèn)真審閱。測量人員要細(xì)心清理檢測環(huán)境，并檢查是否滿足檢測要求，清洗標(biāo)準(zhǔn)器、被測件及輔助工具，對檢測器具進(jìn)行調(diào)整使之處于正常工作狀態(tài)。

1.2 合理選擇測量工具

在看清圖紙和工藝文件基礎(chǔ)上，采用合理的測量方法、選取恰當(dāng)量具進(jìn)行套類產(chǎn)品測量，主要是依據(jù)被測工件的位置精度、幾何形狀、尺寸大小、生產(chǎn)批量等進(jìn)行選用。測量方法的確定除了要遵循一些原則和標(biāo)準(zhǔn)之外，還要借助一些經(jīng)驗(yàn)來選用；測量工具要根據(jù)被測要素來選用，如測量帶公差的內(nèi)孔尺寸時(shí)，應(yīng)選用卡尺、鋼板尺、內(nèi)徑百分表或內(nèi)徑千分尺等。

2 機(jī)械加工產(chǎn)品的測量方法

(1)合理選用測量基準(zhǔn)方法。測量基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)重合。在任選基準(zhǔn)時(shí)，要選用精度高，能保證測量時(shí)穩(wěn)定可靠的部位作為檢驗(yàn)的基準(zhǔn)。如套類產(chǎn)品測量同軸度、圓跳動、在套類產(chǎn)品內(nèi)孔上檢驗(yàn)心軸，以心軸中心孔為基準(zhǔn)；測量垂直度應(yīng)以大面為基準(zhǔn)。

(2)尺寸誤差的測量方法。檢測尺寸公差，測量時(shí)應(yīng)盡量采用直接測量法，簡便直觀，無需繁瑣的計(jì)算，如測量軸的直徑等。當(dāng)檢查形狀復(fù)雜，尺寸較多的產(chǎn)品時(shí)，測量前應(yīng)先列一個(gè)“對比”清單，對要求的尺寸寫在一側(cè)，實(shí)際測量的尺寸寫在另一側(cè)。測量結(jié)束后，根據(jù)清單匯總的尺寸判斷產(chǎn)品是否合格，既不會遺漏尺寸，又能保證檢測質(zhì)量。

2.1 誤差的測量方法

①小批量生產(chǎn)：中低精度軸徑的實(shí)際尺寸，常用卡尺、千分尺、專用量表等普通計(jì)量器具進(jìn)行檢測。②大批量生產(chǎn)：多用光滑極限量規(guī)，綜合判斷軸的實(shí)際尺寸和形狀誤差是否合格。③高精度軸徑：常用機(jī)械式測微儀、電動式測微儀或光學(xué)儀器進(jìn)行測量。

2.2 孔徑及其誤差的常見測量方法

①小批量生產(chǎn)：常用卡尺、內(nèi)徑千分尺、內(nèi)徑規(guī)、內(nèi)徑搖表、內(nèi)測卡規(guī)等普通量具和通用量儀進(jìn)行測量。②大批量生產(chǎn)：多用光滑極限量規(guī)，綜合測量孔的實(shí)際尺寸和形狀誤差是否合格。③高精度孔徑及深孔、小孔、細(xì)孔：深孔和精密孔等的測量，常用內(nèi)徑百分表(千分表)或臥式測長儀；小孔徑用小孔內(nèi)視鏡、反射內(nèi)視鏡等檢測；細(xì)孔用電子深度卡尺測量。

2.3 長度/厚度誤差的檢測

①長度尺寸：一般用卡尺、千分尺、專用量表、測長儀、比較儀、高度儀、氣動量儀等進(jìn)行測量。②厚度尺寸：一般用塞尺、間隙片結(jié)合卡尺、千分尺、高度尺、量規(guī)等測量。③壁厚尺寸：用超聲波測厚儀或壁厚千分尺來檢測管類、薄壁件等的厚度；利用膜厚計(jì)、涂層測厚計(jì)檢測刀片或其他產(chǎn)品涂鍍層的厚度。 ④其他尺寸：用偏心檢查器檢測偏心距值，用半徑規(guī)檢測圓弧角度半徑值，用螺距規(guī)檢測螺距尺寸值。用孔距卡尺測量孔距尺寸。

2.4 角度誤差測量方法

角度測量的內(nèi)容有矩形產(chǎn)品的直角、錐體的錐角、零部件的定位角、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分度角以及轉(zhuǎn)角等，通常采用相對測量、絕對測量、間接測量、小角度測量等測量方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

3 表面粗糙度誤差測量方法

從產(chǎn)品表面的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取決于產(chǎn)品表面層的質(zhì)量，機(jī)械產(chǎn)品的破壞，一般總是從表面層開始的，產(chǎn)品的性能在很大程度上又取決于產(chǎn)品表面層的質(zhì)量。產(chǎn)品 檢測完后，都要認(rèn)真作記錄，特別是半成品，對合格品、返修品、報(bào)廢產(chǎn)品要分清，并作上標(biāo)記，以免混淆。常用檢測方法有：目視檢查法、比較法、光切法、干涉法、針描法、印模法、激光測微儀檢測法。

4 形狀誤差的測量方法

4.1 直線度誤差的測量方法

可采用光隙法、指示器法、鋼絲法、光學(xué)儀器法、水平儀法、光學(xué)平晶法，檢測直線度誤差。

4.2 平面度誤差的測量方法

可采用指示器檢測法、平尺檢測法、光學(xué)儀器法和研點(diǎn)檢測法，測出平面度誤差。其中，平尺檢測法操作與直線度測量相同，是常用的一種檢測方法；而研點(diǎn)檢測法多用在機(jī)修、平板、平尺檢定、平板平尺制造等過程中。

4.3 圓度誤差的測量方法

可采用圓度儀法、兩點(diǎn)法、三點(diǎn)法、坐標(biāo)測量法、光學(xué)分度測量法，得出圓度或圓柱度的誤差。其中，兩點(diǎn)法是一種近似測量法，簡單經(jīng)濟(jì)，一般工件圓度誤差測量多采用此方法。

5 測量中的注意事項(xiàng)

檢測尺寸公差，測量時(shí)應(yīng)盡量采用直接測量法，簡便直觀，就需用間接測量方法，如測量中心到端面的距離等。測量時(shí)，應(yīng)選擇寬平面作為測量基準(zhǔn)，以減少測量 誤差。產(chǎn)品上的非配合尺寸，如果測得結(jié)果為小數(shù)，應(yīng)圓整為整數(shù)標(biāo)出。測量時(shí)應(yīng)注意產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的測量順序，先測量定形尺寸，再測量定位尺寸對于常規(guī)測量工 具和測量方法檢測不了的尺寸或不便直接測量的尺寸，可以利用高精密量具和科學(xué)的計(jì)算方法測量。

結(jié)束語

綜上所述，加強(qiáng)對誤差分析與測量不確定度評定問題的研究分析，對于其良好實(shí)踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的誤差分析與測量不確定度評定過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性。

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