厚度规计量模型
史锦顺 · 2013-01-06 08:00 · 71707 次点击
**厚度规计量模型**
史锦顺
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**(一)网友问答**
【问】:
绝对误差=测量结果减去真值。
厚度规标示值是0.75mm,用千分尺测量,实际值是0.74mm。
它的误差计算是(1)0.75-0.74=0.01mm还是(2)0.74-0.75=-0.01mm?
【答】:
甲:精度高的值是真值。(1)对。有几位表示赞成。
乙:各有各的称谓。(1)是误差,(2)是偏差。
丙:(2)是正解。
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**(二)我的意见**
1要区分测量还是计量。
测量是认识量值。测量误差指认识手段的缺欠,就是测量仪器的误差。
计量是对测量仪器或处理工具的认识,对象是这些手段的偏差。
从题目及后来的解释,知道是用千分尺检定厚度规,这是计量。
计量考察的是厚度规的性能,它的性能该用其实际厚度对标称值的偏差来表示,应为(2)。
当用厚度规去测量窄缝时,缝与厚度规恰配时,规的标称值就是缝的测得值,因此,厚度规值标称值又是测量时的测得值。这样,在进行测量时,厚度规引入的误差是(1)。
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2要区分对象和手段。
计量是特定的测量,在计量中,千分表的误差是手段的误差。对象是厚度规的厚度。用千分尺测量厚度规的平均值(或单个值)是测得值。测得值是一个值,仅是测量结果的一部分,测量结果的另一部分是测量的误差。测量结果是测得值加减测量误差范围(千分表误差范围)。厚度规的偏差值,应是测得值减标称值。厚度偏差的测量结果是厚度偏差值加减误差范围(千分尺的误差范围)。计量的目的是考察被检对象的合格性,因此应给出厚度规的规格(厚度规的误差范围)。才能判断是否合格
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3要区分基础测量与统计测量。
对常量与慢变化量的测量,是基础测量(即经典测量或称常量测量)。统计测量是快变化测量。这是指测量领域,即认识对象是被测量的量值时的分类法。计量是一种特殊的测量,此时的认识对象是测量仪器,而认识手段是计量标准或标准计量仪器。统计测量的本质是手段的误差可以忽略,考究的是对象的偏差,因此,计量(被考察对象是仪器或低档次的标准)是统计测量。
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4正确认定比较的标准。
误差元等于测得值减真值,这个定义是基础测量即经典测量的概念。
对于实物标准(砝码、量块等),有标称值,理想的状态是标准的实际值(真值)等于标称值。不可能绝对相等,标准的量值(实际值即真值)对标称值之差,是标准的量值偏差。请注意,标称值是标准。
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一些人认为,真值是标准,这对基础测量(常量测量)是对的。但当被测量有变化,就是统计测量。统计测量,测量仪器误差可略,测得值各个可以认为是真值,这时的恰当称呼是各个实际值(不必称真值),各不相同,而围绕标称值变化,标称值是标准。
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厚度规的不同点位,厚度有变化,且其规格比千分尺低四倍以上,因此,用千分尺测量厚度规,是统计测量,厚度规的标称尺寸值是比较的标准。
5由上,该题的正解是(就题目解题目):
厚度规的绝对偏差为
D=0.74mm-0.75mm=-0.01mm
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6此题的缺点是:
第一,有效数字不对。由于0.75mm是标称值,超脱有效数字,可视为有无限多的有效数字位。这样写是可以的。
用千分表的测得值,要写出微米位。写为0.74mm是不对的,应写为0.740mm.数显千分表的该量程的误差范围是0.002mm,分辨力是0.001mm(也有更高的);一般千分尺的该量程的误差范围是0.004mm,而分辨力是0.001mm(或0.002mm),因此测得值的有效数字必须写到小数点后的第3位。这是一个计量工作者的基本素质、基本功,不可马虎。数显时,显示值到微米位;没有数显时,一格是10微米,可以分辨到1微米(至低也该读到2微米),因为误差范围是4微米,只估读到10微米位,那就降低了千分尺的准确度。这是缺少基本训练的表现。
第二,测量不能只测一次。
7近二十年来,计量领导部门着重宣贯不确定度论,而忽视误差理论的宣传教育,致使当代的计量工作者,缺乏误差理论的基本训练。考试、检查、训练班,讲的都是那错误百出、没有实际用途的不确定度论,实在是误人、误事。
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8我本人虽干了一辈子计量与测量,但工作范围仅限于电子领域与时频。对最基础的长、热、力、电,没有专业经验。但说是外行也不尽然;毕竟测量计量这个大领域是有共同规律的。况且,我作过激光测厚仪的精度设计,研究过相位测距原理,这属于长度计量;杆秤、天平,作过分析表达,恒温箱也作过测量与控制,而电学是电子的基础,接触也较多。
为了宣传误差理论的有效性,特设计关于厚度规计量的模型方案,提供讨论。
**(三)厚度规检定模型**
1检定对象
厚度规是系列规板的组件。规板的厚度成系列。
1.1厚度标称值系列
德国厚度规HELIOS厚度规
编号厚薄片数目测量范围(mm)
2541000180.05-0.50
25410002130.05-1.00
25410003200.05-1.00
25410004200.10-2.00
25410009180.04-1.00
1.2规格(厚度偏差值)表
2检定手段
要体现手段的误差范围指标比被检对象的指标高4倍的要求。
选用数显千分尺(误差范围2微米)或一般千分尺(误差范围4微米)做标准。标准的指标比被检厚度规的指标高4倍以上。
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3操作
一块规版,厚度可能不均匀,检定要考虑这一点,在一块板上,选10个检测点(点的分布要散开,多注意常用部分)
数据表(测得值单位为mm,其他为微米)
测得的值平均值残差残差之和σ3σ
0.7380.740-201.65
0.7411
0.7400
0.7433
0.7422
0.7400
0.739-1
0.739-1
0.7400
0.738-2
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测量结果为:0.740mm±0.005mm
厚度偏差为:0.740mm±0.005mm–0.75mm=-0.010mm±0.005mm
注:
1残差之和必为零,这是检查残差计算是否有误的常用方法。
20.75mm是标称值,不讲究有效数字。
3统计问题的σ,是单值的σ,不管测几次,不除以根号N。统计问题,测得值各个是实际值,不得剔除离群数据。
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