誤差分析與測量不確定度評定

劉桂山

中國電子科技集團公司第十八研究所

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內的廣泛關注，研究其相關課題有著重要意義。本文首先對相關內容做了概述，分析了外界條件引起的誤差等準測量誤差，并結合相關實踐經驗，分別從多個角度與方面就其實踐中的多項問題展開了研究，闡述了個人對此的幾點看法與認識，望有助于相關工作的實踐。

誤差分析；測量；不確定度；評定

前言

作為一項實際要求較高的實踐性工作，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，進一步優化測量不確定度評定相關工作的最終整體效果。

1 測前準備

1.1 認真分析圖紙和工藝文件

測量人員要仔細看圖紙中的尺寸，了解產品的大小，從長、寬、高三個方向的設計基準進行分析，分清定形尺寸、定位尺寸、關鍵尺寸；分清精加工面、粗加工面和非加工面。檢驗人員通過對視圖的分析，掌握產品的形體結構。先分析主視圖，后按順序分析其它視圖。同時，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。測量人員要認真分析工藝文件，按照加工順序，對每個工序加工的部位、尺寸、工序余量、工藝尺寸換算要認真審閱。測量人員要細心清理檢測環境，并檢查是否滿足檢測要求，清洗標準器、被測件及輔助工具，對檢測器具進行調整使之處于正常工作狀態。

1.2 合理選擇測量工具

在看清圖紙和工藝文件基礎上，采用合理的測量方法、選取恰當量具進行套類產品測量，主要是依據被測工件的位置精度、幾何形狀、尺寸大小、生產批量等進行選用。測量方法的確定除了要遵循一些原則和標準之外，還要借助一些經驗來選用；測量工具要根據被測要素來選用，如測量帶公差的內孔尺寸時，應選用卡尺、鋼板尺、內徑百分表或內徑千分尺等。

2 機械加工產品的測量方法

(1)合理選用測量基準方法。測量基準應盡量與設計基準、工藝基準重合。在任選基準時，要選用精度高，能保證測量時穩定可靠的部位作為檢驗的基準。如套類產品測量同軸度、圓跳動、在套類產品內孔上檢驗心軸，以心軸中心孔為基準；測量垂直度應以大面為基準。

(2)尺寸誤差的測量方法。檢測尺寸公差，測量時應盡量采用直接測量法，簡便直觀，無需繁瑣的計算，如測量軸的直徑等。當檢查形狀復雜，尺寸較多的產品時，測量前應先列一個“對比”清單，對要求的尺寸寫在一側，實際測量的尺寸寫在另一側。測量結束后，根據清單匯總的尺寸判斷產品是否合格，既不會遺漏尺寸，又能保證檢測質量。

2.1 誤差的測量方法

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

2.2 孔徑及其誤差的常見測量方法

①小批量生產：常用卡尺、內徑千分尺、內徑規、內徑搖表、內測卡規等普通量具和通用量儀進行測量。②大批量生產：多用光滑極限量規，綜合測量孔的實際尺寸和形狀誤差是否合格。③高精度孔徑及深孔、小孔、細孔：深孔和精密孔等的測量，常用內徑百分表(千分表)或臥式測長儀；小孔徑用小孔內視鏡、反射內視鏡等檢測；細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、氣動量儀等進行測量。②厚度尺寸：一般用塞尺、間隙片結合卡尺、千分尺、高度尺、量規等測量。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、涂層測厚計檢測刀片或其他產品涂鍍層的厚度。 ④其他尺寸：用偏心檢查器檢測偏心距值，用半徑規檢測圓弧角度半徑值，用螺距規檢測螺距尺寸值。用孔距卡尺測量孔距尺寸。

2.4 角度誤差測量方法

角度測量的內容有矩形產品的直角、錐體的錐角、零部件的定位角、產品結構的分度角以及轉角等，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行檢驗。

3 表面粗糙度誤差測量方法

從產品表面的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取決于產品表面層的質量，機械產品的破壞，一般總是從表面層開始的，產品的性能在很大程度上又取決于產品表面層的質量。產品 檢測完后，都要認真作記錄，特別是半成品，對合格品、返修品、報廢產品要分清，并作上標記，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、光學儀器法、水平儀法、光學平晶法，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、光學儀器法和研點檢測法，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；而研點檢測法多用在機修、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、兩點法、三點法、坐標測量法、光學分度測量法，得出圓度或圓柱度的誤差。其中，兩點法是一種近似測量法，簡單經濟，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

檢測尺寸公差，測量時應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，應選擇寬平面作為測量基準，以減少測量 誤差。產品上的非配合尺寸，如果測得結果為小數，應圓整為整數標出。測量時應注意產品結構的測量順序，先測量定形尺寸，再測量定位尺寸對于常規測量工 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的計算方法測量。

結束語

綜上所述，加強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，應該加強對其關鍵環節與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學性。

[1]張智韜，黃兆銘，楊江濤.全站儀三角高程測量方法及精度分析[J].西北農林科技大學學報(自然科學版)，2008(9).

[2]潘小東，黃汝麟，許大欣，潘新.精密三角高程測量試驗[J].城市勘測，2009(05).

[3]潘正風，楊正堯等.數字測圖原理與方法[M].武漢大學出版社，2008.