第4节 测量误差

  测量过程中,由于测量器具本身的误差以及测量方法、环境条件等因素的制约,导致测量过程的不完善,使测得值与被测量真值之间存在一定的差异,这种差异称为测量误差。

1 测量误差的来源
  测量误差的来源主要有:测量器具、测量方法、测量环境和测量人员等。
1)标准器具误差
  线纹尺、量块等代表标准量的标准器具本身制造和使用时存在误差,将会直接导致测量结果产生误差。标准器具的误差是测量误差的主要来源之一。
  例如,测长仪在0~100 mm范围内的测量不确定度为2 μm,其中刻线尺的不确定度为1.5μm。又如分度值为0.001 mm的比较仪,在尺寸为25~40 mm范围内的测量不确定度为1 μm,其中调零量块(4块1级量块)的不确定度为0.6μm。

2)测量器具误差
  测量器具的误差是指测量器具本身的内在误差。
(1)原理误差
  测量器具的原理误差是指测量器具在设计时,使用近似的实际工作原理代替理论工作原理所造成的测量结果误差。例如以线性标尺代替非线性标尺造成的误差。原理误差一般在仪器设计时进行了修正,在测量结果中可以忽略不计。
(2)制造误差
  测量器具的各个零件在制造和装配调整时存在的误差引起测量误差。例如,表盘的制造误差、装配偏心、光学系统的放大倍数误差、杠杆臂长误差、电子元气件参数误差等。
(3)阿贝误差
  阿贝误差是在测量过程中由于量仪的结构或工件的安置违反阿贝(Abbe)原则所引起的测量误差。
  所谓阿贝原则就是要求被测长度与基准长度安置在同一直线上的原则。
  如图10-10所示,其中阿贝比长仪符合阿贝原则,而纵向比长仪则违背阿贝原则,造成的阿贝误差(Δ=Sφ)

  例如图10—11所示,用游标卡尺测量轴的直径时,作为基准件的刻线尺与被测直径不在同一直线上,即不符合阿贝原则。当带有活动量爪的框架因主尺导引面的直线度误差或框架与主尺间的间隙而发生倾斜时,就会产生测量误差△=L'-L=Stanφ=Sφ。
  若s=30 mm,φ=0.0003 rad,则△=30×0.0003=0.009mm=9μm。

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