形位误差的测量不确定度分析(2013论文)

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1、形位公差的测量不确定度分析检测中心二零一三年九月形位公差的测量不确定度分析几何量计量部检测二组运金芬【摘要】本文主要介绍应用德国LEITZPMM-G603020三坐标测量机QUINDOS6.0测量软件对集团公司的各类工件的形位公差进行测量时，对影响形位公差测量结果的各个影响量进行详细而全面地分析，进而找出影响测量结果的主要因素，并进行测量不确定度的估计，为车间的生产或再加工提供可靠准确的数据！【关键词】三坐标测量机形位公差测量不确定度影响量前言：德国LEITZPMM-G603020三坐标测量机QUINDOS6.0测

2、量软件虽然测量精度较普通量具测量准确得多 ，且用于零件和部件的形位误差的测量，更显示其高准确度、高效率、测量范围大的优点，但只要是测量就必定存在着测量误差。因此，为了使三坐标测量机的测量结果最大限度地满足机械设计、制造、检验的需要，必须详细而全面地分析三坐标测量机测量误差产生的各种原因。本文将从“人、机、料、法、环”五个方面归纳三坐标测量机测量误差的原因，即：1、人——测量人员误差；2、机——三坐标测量机设备误差；3、料——被测工件本身误差；4、法——测量方法误差；5、环——测量环境误差 。针对以上五个方面分别进行

3、研究分析，进而找出影响测量结果的主要因素，并进行测量不确定度的分析，为车间的生产或再加工提供可靠准确的数据！一、三坐标测量机的测量原理三坐标测量机是集光、机、电、计算机、自动控制等多种技术于一体的精密、高效的测量设备。如图一所示是三坐标测量机测量点的过程。所以，被测工件形位公差的测量原理是：测量人员应用已校验好的探针对已经过充分等温的工件进行测量，并将这些测量点的坐标值经过软件处理，拟合形成测量元素，再经过软件计算得出形位公差。一、测量不确定度的来源分析1、测量人员误差测量人员误差是指测量人员操作三坐标测量机不当造

4、成的误差。测量人员误差往往因人而异，与测量人员的文化素质、工作质量密切相关。三坐标测量机的操作人员都是经过严格的培训学习，通过理论和实做考试，取得《三坐标测量机仪器和软件操作证书》，并同时取得《工程参量证》才能够上岗。所以，在该测量不确定度评定中不是主要原因，将作为次要影响量予以忽略。2、三坐标测量机设备误差 根据国标GB/T16857.2－1997规定，将三坐标测量机的误差归纳为长度测量的示值误差E和探测误差R两类。  其中三坐标测量机长度测量的示值误差E是指用三坐标测量机测量长度实物标准器的两标称平行平面间的法

5、向（与一个面正交）两相对点距离的示值误差，即测得长度与长度实物标准器长度真值之差，以微米计算，并以下式表示：     E=A+L/K     式中：A------常数项，由三坐标测量机制造厂提供，μm;     L------被测长度，mm;     K------无量纲常数，由三坐标测量机制造厂提供；      探测误差R是指用三坐标测量机测量标准球半径的变化范围而确定的误差，它是一项正值常量误差，其值也是由三坐标测量机制造厂提供。从表达式可以看出三坐标测量机长度测量的示值误差E和测量长度有关系，所以，在该测量不

6、确定度评定中三坐标测量机长度测量的示值误差E是主要原因，将作为主要影响量予以重点考虑。3、被测工件本身误差被测工件本身误差在此处指的是一方面如果工件表面粗糙度太低，三坐标测量机测头在工件上取点不一样，必然会产生尺寸测量误差。因此，对被测工件，特别是对高精度的工件，必须要使工件的表面粗糙度与尺寸精度、形状精度、位置精度相匹配，这样，才能进行有效测量，测量数据才准确可靠，才能反映工件形位公差的真实情况。4、测量方法误差如果在测量形位误差时采用的检测原则不对，选用的方法不完善、不严密、不确切，便会造成测量方法误差。因此，

7、从事三坐标测量机工作的人，一定要熟悉测量方法，特别是对形位误差的五种检测原则和100余种测量方法要非常熟悉，才能减少测量方法误差。所以，在该测量不确定度评定中不是主要原因，将作为次要影响量予以忽略。5、测量环境误差测量环境误差是指在测量过程中受到外界温度、湿度、气压、电磁场、震动、光照等的影响而产生的误差。在这些环境影响量中，影响最大的是温度。一般要求环境温度控制在20°C±3℃范围内。环境温度不仅要求三坐标测量机本身，还要求被测零件测量时也是这种温度。由于金属材料受温度影响会产生热胀冷缩，在不同的温度条件下长度尺

8、寸是不一样的。所以，测量机和被测工件的温度和热膨胀系都将会作为主要影响量予以考虑。三、测量不确定度评定1、数学模型根据以上测量不确定度的来源分析可以得出三坐标测量机测量形位公差的数学模型为：g=δlg+L(1+δαδθ)+δlres（1）其中：g：是被测量工件的形位公差；δlg：是三坐标测量机经软件计算得出的形位公差；δα：是被测工件和三坐标测量机光栅尺的线