測量是不可避免的會有誤差,任何測量都不會絕對準(zhǔn)確。所謂測量準(zhǔn)確,是指測得的實際數(shù)值很接近與它的真實值。測量誤差是指測得值和被測量的真實值之差。測量誤差的大小,決定著測量的精準(zhǔn)度,測量誤差愈小,說明測得值愈接近與它的真實值,因而測量的精確度愈高;反之測量的精確度愈低。
因此,測量誤差按其性質(zhì)與特征分為三大類:一是系統(tǒng)誤差;二是偶然誤差;三是過失誤差(或稱偶然誤差)。
一、系統(tǒng)誤差
系統(tǒng)誤差是指在重復(fù)測量同一個量時,誤差的大小與方向(正或負(fù))保持不變或按一定的規(guī)律變化的誤差。所以系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因主要有以下幾點:
1.量具本身的誤差。量具的誤差主要包括量具設(shè)計不合理、量具零件的制造偏差和量具裝配誤差等。例如不符合阿貝原則所引起的誤差;刻度盤的刻度誤差。
2.量具的使用與調(diào)整不當(dāng)所引起的誤差。例如千分尺未調(diào)整好零位而引起的誤差。
3.基準(zhǔn)件的誤差。例如量塊的實際值和公稱尺寸之差。
4.測量方法不完善而引起的誤差。例如不正確地放置工件(沒調(diào)平)所引起的誤差;不正確支承細長工件而引起的變形誤差等。
如何來消除系統(tǒng)誤差呢?
1.首先應(yīng)針對生產(chǎn)誤差的原因從根本上消除系統(tǒng)誤差,它是在找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差原因的前提下,從產(chǎn)生的根源上加以消除。例如,千分尺測微螺桿的螺距誤差所引起的系統(tǒng)誤差,可通過提高該零件的制造精度來消除;量具零位不準(zhǔn)而引起的誤差,可通過調(diào)準(zhǔn)零位的方法來消除;工件的安置誤差,可通過調(diào)平及正確支承來消除;為了消除溫度誤差,可進行等溫和避免局部熱變化來消除。
2.用修正的方法。該方法是針對某些固定的系統(tǒng)誤差而言,若能事先將其誤差精確地檢定出來,并列出相應(yīng)的修整圖表對其加以修正,則可消除該誤差。例如,某一量塊的公稱尺寸為20mm,而它的真實值為19.999mm,即系統(tǒng)誤差為+0.001mm,當(dāng)使用該量塊公稱尺寸進行測量時,則測量結(jié)果中加入大小與系統(tǒng)誤差相等,符號相反的修正量,這樣可以將該系統(tǒng)誤差消除。
3.用二次讀數(shù)法。該方法是根據(jù)誤差再現(xiàn)的符號不同和相互補償?shù)脑聿捎枚巫x數(shù)業(yè)消除系統(tǒng)誤差的方法。例如:對長絲杠的測量中,可取正反測量中相應(yīng)的再次讀數(shù)的算術(shù)平均值來消除安裝不精準(zhǔn)及溫度等所引起的累積誤差。
二、偶然誤差
偶然誤差,是指在相同條件下,對同一量進行多次測量出現(xiàn)的一種大小和方向都變動的誤差。以千分尺螺桿的螺距誤差所引起的誤差為例:對一把千分尺來說,它是系統(tǒng)誤差;但對一批千分尺來說,由于加工方法的的差異,不同的螺桿螺距誤差大小與符號也不同,故字母表現(xiàn)為偶然誤差。
偶然誤差在多次重復(fù)測量中,雖然每次的大小和方向不一樣,但總的出現(xiàn)規(guī)律卻是符合統(tǒng)計規(guī)律的。也就是說,偶然誤差的分布通常是符合正太分布的(對稱分布)規(guī)律的。因此,可以得出偶然誤差的基本性質(zhì)如下:
1.絕對值相同的正負(fù)偶然誤差發(fā)生的機會相同。
2.絕對值小的誤差要比絕對值大誤差出現(xiàn)的機會多。
3.在一定的測量條件下偶然誤差的絕對值不會超過一定的限度,超過一定數(shù)值的誤差即為過失誤差。
4.測量的次數(shù)增多時(指對一同量的測量),偶然誤差的算術(shù)平均值趨近于零。
偶然誤差產(chǎn)生的原因是多方面的,主要是由量具零件的磨損、量具機構(gòu)的間隙和摩擦、測力的變化,連接件的彈性變形,測量條件的變動、讀數(shù)的不準(zhǔn)、操作的熟練程度以及潤滑油粘度過大帶來的停滯現(xiàn)象等因素所造成。
偶然誤差是無法完全避免的,只有通過其大量的觀測,運用統(tǒng)計的方法,找出偶然誤差的分布規(guī)律和變動范圍,從而可以控制它對測量的影響,以提高測量結(jié)果的精度。
三、過失誤差
過失誤差,是指測量結(jié)果發(fā)生顯著錯誤的誤差,也可以說是遠遠超出一定限額的偶然誤差。
產(chǎn)生過失誤差的原因有以下兩方面:
1.由于操作者缺乏經(jīng)驗、出粗心大意以及疲乏等純屬人為造成的。如將讀數(shù)讀錯、記錯、算錯、量塊組合錯誤和工件安置得不正確等。
2.由于測量條件瞬間激烈變化而引起的。如偶然的碰撞、振動、溫度的改變、量儀的停滯現(xiàn)象等。
消除過失誤差的方法,是針對產(chǎn)生誤差的原因,從根源上加以消除。如在測量中認(rèn)真操作,精心測量,實行互檢;如精神狀況欠佳,工作過久,過于疲勞,應(yīng)適當(dāng)休息后進行;如測量條件變化,可重新調(diào)整和穩(wěn)定后進行。
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