⑴ 長度和體積的測量的難點
【教材分析】
觀察和測量是科學探究的基本技能.長度的測量是最基本的測量,刻度尺的使用和讀數方法,是使用溫度計、天平以及電子儀表等有刻度儀器儀表的基礎,所以,學會正確使用刻度尺、學會刻度尺的讀數方法十分重要.本節教學中,主要採用科學探究的方法讓學生自己設計測量物體的長度和體積的實驗方案,並通過學生自己動手實驗去掌握正確使用刻度尺和量筒的方法,為以後的學習打下基礎.同時在教學中還滲透了一些特殊的測量方法,進一步激發學生學習的興趣.
【教學目標】
知識目標:
1.知道測量的意義.知道長度的單位和其他常用單位.
2.熟悉刻度尺上的刻度和測量范圍,學會正確使用刻度尺,學會記錄長度測量的結果.
3.學會選擇不同的測量儀器或方法去測量各種物體的長度.
4.知道體積和液體體積的常用單位
5.熟悉量筒和量筒上的刻度.學會用量筒測量液體和形狀不規則的固體體積
能力目標:
培養學生使用基本工具和儀器進行測量的技能以及初步科學探究的能力.
情感態度價值觀:
1.通過實驗操作和科學實驗的教育,初步了解實驗方法的特點,培養學生嚴謹的科學態度和實事求是的作風,並養成良好的實驗習慣.
2.通過探索和研究,培養學生的學習興趣,使學生初步建立科學探究的意識.
【教學重點】
學會正確使用刻度尺,正確使用長度單位並進行換算;
學會正確使用量筒,正確使用體積單位並進行換算.
【教學難點】
刻度尺的正確使用,"科學記數法"的運用;學會正確使用量筒.
⑵ 攝影測量基礎知識
(一)地面攝影測量
1.地面攝影測量定義
利用地面攝影的像片對所攝目標物進行的攝影測量,是指利用安置在地面上基線兩端點處的攝影機向目標拍攝立體像對,對所攝目標進行測繪的技術。可用於險阻高山區、小范圍山區和丘陵地區測圖,還可用於地質、冶金、采礦、水利和鐵道等方面的勘察。
2.地面攝影測量分類
地面攝影測量分為外業工作和內業工作。
外業工作包括攝影和測量。攝影是在基線兩端點,用攝影經緯儀或其他攝影機按一定方式分別攝影,以獲取目標的立體像對。測量工作,先選攝影基線,後用普通測量方法測定基線長度、基線端點和檢查點的坐標和高程,為內業像片處理提供起始數據。
內業成圖方法分為圖解法、模擬法和解析法。圖解法是根據立體坐標量測儀量測出像點坐標和左右視差值,按相似三角形關系設計一種圖板,用圖解法求出地面點的平面位置和高程。模擬法是利用地面立體測圖儀進行測圖的方法。解析法是按一定的數學公式求出地面點在其地面輔助坐標系中的空間坐標,再轉換為地面坐標。解析法適應性強,精度高,是常用的方法。
(二)航空攝影測量
航空攝影測量指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片,結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟,繪制出地形圖的作業。
1.航攝像片與地圖的區別
航攝像片是地面景物的中心投影構象,而地圖則是地面景物的正射投影,這是兩種不同性質的投影。只有當地面嚴格水平且像片也嚴格水平時,上述兩種投影結果才等效。
地圖是地表面根據一定的比例按正射投影位置來描繪的,其平面位置是正確的。當航攝像片有傾角或地面有高差時,所攝得的像片與上述理想情況會有差異。這種差異表現為像點位移,它包括因像片傾斜引起的像點位移和因地形起伏引起的像點位移,後者又稱為投影差。航攝像片上所存在的傾斜位移與投影差決定了其不能直接作為地圖使用。
2.像片傾斜引起的像點位移
一般情況下,航空攝影所獲取的像片是傾斜的,此時,即使地面嚴格水平,航攝像片上的目標物體也會因為像片傾斜而產生變形或像點位移。這種位移的結果使得像片上的幾何圖形與地面上的幾何圖形產生變形,而且像片上影像比例尺處處不等。正是由於存在這種差異,使得中心投影的航攝像片不具備正射投影的地圖功能。攝影測量中對這種因像片傾斜引起的像點位移可用像片糾正的方法予以改正。
3.航空攝影測量的優點
1)航攝像片充分客觀地記載了地物地貌在攝影時瞬間的狀態。因而具有信息量大、形態逼真、精度較均勻的特點。
2)航測很大一部分工作將由室外移至室內。因此,節約了大量的人力、物力,還減少了天氣季節的影響。
3)航測成圖具有成圖快、精度好、成本低和工效高的特點。
4.航空攝影測量外業、內業工作內容
航空攝影測量需要進行外業和內業兩方面的工作。
航測外業是為航測內業提供控制測量成果和調繪像片,包括以下工作:①像片控制點聯測。像片控制點一般是航攝前在地面上布設的標志點,也可選用像片上的明顯地物點(如道路交叉點等),用普通測量方法測定其平面坐標和高程。②像片調繪。是圖像判讀、調查和繪注等工作的總稱。在像片上通過判讀,用規定的地形圖符號繪注地物、地貌等要素;測繪沒有影像的和新增的重要地物;注記通過調查所得的地名等。外業調繪中的主要調繪目標有獨立地物調繪,居民地調繪,道路及其附屬設施調繪,管線、垣柵和境界的調繪,水系、地貌、土質和植被的調繪,地理名稱的調查和注記等。
航測內業工作包括:①測圖控制點的加密。以前對於平坦地區一般採用輻射三角測量法,對於丘陵地和山地則採用立體測圖儀建立單航線模擬的空中三角網,進行控制點的加密工作。②用各種光學機械儀器及計算機測制地形原圖。
(三)航天攝影測量
航天攝影測量利用航天攝影資料所進行的攝影測量。
1972年美國成功發射了第一顆地球資源衛星(後改為陸地衛星),標志著航天攝影測量時代的開始。之後美國發射了陸地衛星1~5號,法國於1985年成功發射了SPOT衛星1號,我國也成功發射了測地衛星。
衛星影像(遙感影像)在測繪中主要被用來測繪地形圖、製作正射影像圖或各種專題圖。這里簡要列出衛星影像解析度與成圖比例尺的關系,以及幾種常見衛星及其感測器。
1.衛星影像解析度與成圖比例尺的關系
各種衛星與影像圖比例尺之間的關系如表1-10所示。
表1-10 衛星解析度與成圖比例尺
2.常用衛星簡介
(1)Landsat衛星系列
Landsat衛星系列屬於太陽同步極軌衛星,其運行軌道高度和傾角分別為750km 和98.2°,重訪周期為16日。自1972年發射第一顆Landsat衛星後,美國NASA共發射了7顆Landsat系列衛星,已連續觀測地球35年。最後一顆Landsat-7衛星也於1999年4月15日發射成功。
(2)SPOT衛星系列
法國SPOT衛星系列屬於太陽同步准回歸軌道,其運行軌道高度和傾角分別為830km和98.7°,重訪周期為26日,但由於採用傾斜觀測,所以,實際上可以對同一地區用4~5天的間隔進行觀測。它搭載兩台高解析度遙感器HRV,具有通過側視進行立體觀測等優點。1986~1998年法國相繼發射了1~4號星。2002年5月發射的SPOT-5號星解析度達到了2.5m,在數據壓縮、存儲和傳輸等一系列方面都有了顯著的提高。
(3)新型高解析度遙感衛星及感測器
目前常的新型高解析度遙感衛星有:IKONOSⅡ、Quick Bird、SPOT-5、P5、ALOS、WorldView-1、GeoEye-1等,其感測器主要參數見表1-11。
表1-11 新型高解析度遙感衛星及感測器
(4)國產衛星系統
目前我國主要遙感衛星有:CBERS-02 B中巴地球資源衛星、資源二號衛星、遙感二號衛星、「北京一號」小衛星、環境1號HJ1-B星、遙感一號衛星、遙感三號衛星、環境一號HJ1-A星等。
⑶ 測量知識
測量技術是一門具有自身專業體系、涵蓋多種學科、理論性和實踐性都非常強的前沿科學。而熟知測量技術方面的基本知識,則是掌握測量技能,獨立完成對機械產品幾何參數測量的基礎。 1.1 測量的定義 一件製造完成後的產品是否滿足設計的幾何精度要求,通常有以下幾種判斷方式。 測量:是以確定被測對象的量值為目的的全部操作。在這一操作過程中,將被測對象與復現測量單位的標准量進行比較,並以被測量與單位量的比值及其准確度表達測量結果。例如用游標卡尺對一軸徑的測量,就是將被對象(軸的直徑)用特定測量方法(用游標卡尺測量)與長度單位(毫米)相比較。若其比值為30.52,准確度為±0.03mm,則測量結果可表達為(30.52±0.03)mm。任何測量過程都包含:測量對象、計量單位、測量方法和測量誤差等四個要素。 測試:是指具有試驗性質的測量。也可理解為試驗和測量的全過程。 檢驗:是判斷被測物理量是否合格(在規定范圍內)的過程,一般來說就是確定產品是否滿足設計要求的過程,即判斷產品合格性的過程,通常不一定要求測出具體值。因此檢驗也可理解為不要求知道具體值的測量。 計量:為實現測量單位的統一和量值准確可靠的測量。 1.2 測量基準 測量基準是復現和保存計量單位並具有規定計量單位特性的計量器具。在幾何量計量領域內,測量基準可分為長度基準和角度基準兩類。 長度基準:1983年第十七屆國際計量大會根據國際計量委員會的報告,批准了米的新定義:即「一米是光在真空中在1/299 792 458秒時間間隔內的行程 圖1-1 長度計量檢定系統表(簡化)長度」。根據米的定義建立的國家基準、副基準和工作基準,一般都不能在生產中直接用於對零件進行測量。為了確保量值的合理和統一,必須按《國家計量檢定系統》的規定,將具有最高計量特性的國家基準逐級進行傳遞,直至用於對產品進行測量的各種測量器具。圖1-1為長度(端度)計量檢定系統表(簡化)。 角度基準:角度量與長度量不同。由於常用角度單位(度)是由圓周角定義的,即圓周角等於360°,而弧度與度、分、秒又有確定的換算關系,因此無需建立角度的自然基準。 1.3 量塊 量塊是一種平行平面端度量具,又稱塊規。它是保證長度量值統一的重要常用實物量具。除了作為工作基準之外,量塊還可以用來調整儀器、機床或直接測量零件。 一般特性:量塊是以其兩端面之間的距離作為長度的實物基準(標准),是一種單值量具,其材料與熱處理工藝應滿足量塊的尺寸穩定、硬度高、耐磨性好的要求。通常都用鉻錳鋼、鉻鋼和軸承鋼製成。其線脹系數與普通鋼材相同,即為(11.5±1)×10-6 /℃,尺穩定性約為年變化量不超出±0.5~1μm/m。 結構:絕大多數量塊製成直角平行六面體,如圖1-2所示;也有製成φ20的圓柱體。每塊量塊都有兩個表面非常光潔、平面度精度很高的平行平面,稱為量塊的測量面(或稱工作面)。量塊長度(尺寸)是指量塊的一個測量面上的一點至與量塊相研合的輔助體(材質與量塊相同)表面(亦稱輔助表面)之間的距離。為了消除量塊測量面的平面度誤差和兩測量面間的平行度誤差對量塊長度的影響,將量塊的工作尺寸定義為量塊的中心長度,即兩個測量面的中心點的長度。 精度:量塊按其製造精度分為五個「級」:00、0、1、2和3級。00級精度最高,3級最低。分級的依據是量塊長度的極限偏差和長度變動量允許值。量塊生產企業大都按「級」向市場銷售量塊,此時用戶只能按量塊的標稱尺寸使用量塊,這樣必然受到量塊中心長度實際偏差的影響,將反製造誤差帶入測量結果。在量值傳遞工作中,為了消除量塊製造誤差對測量的影響,常常按量塊檢定後得到的實際尺寸使用。各種不同精度的檢定方法可以得到具有不同測量不確定度的量塊,並依此劃分量塊的等別,如圖1-1所示。檢定後的量塊可得到每量塊的中心長度的實際偏差,顯然同一套量塊若按「等」使用可以得到更高的測量精度(較小的測量不確定度)。但由於按「等」使用比較麻煩,且檢定成本高,固在生產現場仍按「級」使用。 使用:單個量塊使用很不方便,故一般都按序列將許多不同標稱尺寸的量塊成套配置,使用時根據需要選擇多個適當的量塊研合起來使用。通常,組成所需尺寸的量塊總數不應超過四塊。例如,為組成89.765mm的尺寸,可由成套的量塊中選出1.005、1.26、7.5、80mm四塊組成,即 89.765 ………所需尺寸 -) 1.005 ………第一塊 88.76 -) 1.26 ………第二塊 87.5 -) 7.5 ………第三塊 80 ………第四塊 注意事項:量塊在使用過程中應注意以下幾點: ①量塊必須在使用有效期內,否應及時送專業部門檢定。 ②所選量塊應先放入航空汽油中清洗,並用潔凈綢布將其擦乾,待量塊溫度與環境濕度相同後方可使用。 ③使用環境良好,防止各種腐蝕性物質對量塊的損傷及因工作面上的灰塵而劃傷工作面,影響其研合性, 。 ④輕拿、輕放量塊,杜絕磕碰、跌落等情況的發生。 ⑤不得用手直接接觸量塊,以免造成汗液對量塊的腐蝕及手溫對測量精確度的影響。 ⑥使用完畢應,先用航空汽油清洗量塊,並擦乾後塗上防銹脂放入專用盒內妥善保管。 1.4 測量方法分類 根據獲得測量結果的不同方式可分為: 直接測量和間接測量:從測量器具的讀數裝置上直接得到被測量的數值或對標准值的偏差稱直接測量。如用游標卡尺、外徑千分尺測量軸徑等。通過測量與被測量有一定函數關系的量,根據已知的函數關系式求得被測量的測量稱為間接測量。如通過測量一圓弧相應的弓高和弦長而得到其圓弧半徑的實際值。 絕對測量和相對測量:測量器具的示值直接反映被測量量值的測量為絕對測量。用游標卡尺、外徑千分尺測量軸徑不僅是絕對測量,也是絕對測量。將被測量與一個標准量值進行比較得到兩者差值的測量為相對測量。如用內徑百分表測量孔徑為相對測量。 接觸測量和非接觸測量:測量器具的測頭與被測件表面接觸並有機械作用的測力存在的測量為接觸測量。如用光切法顯微鏡測量表面粗糙度即屬於非接觸測量。 單項測量和綜合測量:對個別的、彼此沒有聯系的某一單項參數的測量稱為單項測量。同時測量個零件的多個參數及其綜合影響的測量。用測量器具分別測出螺紋的中徑、半形及螺距屬單項測量;而用螺紋量規的通端檢測螺紋則屬綜合測量。 被動測量和主動測量:產品加工完成後的測量為被動測量;正在加工過程中的測量為主動測量。被動測量只能發現和挑出不合格品。而主動測量可通過其測得值的反饋,控制設備的加工過程,預防和杜絕不合格品的產生。 1.5 測量誤差 由於測量過程的不完善而產生的測量誤差,將導致測得值的分散入不確定。因此,在測量過程中,正確分析測量誤差的性質及其產生的原因,對測得值進行必要的數據處理,獲得滿足一定要求的置信水平的測量結果,是十分重要的。 測量誤差定義:被測量的測得值x與其真值x 0之差,即:△= x -x 0 由於真值是不可能確切獲得的,因而上述善於測量誤差的定義也是理想要概念。在實際工作中往往將比被測量值的可信度(精度)更高的值,作為其當前測量值的「真值」。 誤差來源:測量誤差主要由測量器具、測量方法、測量環境和測量人員等方面因素產生。 ①測量器具:測量器具設計中存在的原理誤差,如杠桿機構、阿貝誤差等。製造和裝配過程中的誤差也會引起其示值誤差的產生。例如刻線尺的製造誤差、量塊製造與檢定誤差、表盤的刻制與裝配偏心、光學系統的放大倍數誤差、齒輪分度誤差等。其中最重要的是基準件的誤差,如刻線尺和量塊的誤差,它是測量器具誤差的主要來源。 ②測量方法:間接測量法中因採用近似的函數關系原理而產生的誤差或多個數據經過計算後的誤差累積。 ③測量環境:測量環境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動、空氣質量等因素。在一般測量過程中,溫度是最重要的因素。測量溫度對標准溫度(+20℃)的偏離、測量過程中溫度的變化以及測量器具與被測件的溫差等都將產生測量誤差。 ④測量人員:測量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調整誤差等引起,它的大小取決於測量人員的操作技術和其它主觀因素。 誤差分類:測量誤差按其產生的原因、出現的規律、及其對測量結果的影響,可以分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差。 ①系統誤差:在規定條件下,絕對值和符號保持不變或按某一確定規律變化的誤差,稱為系統誤差。其中絕對值和符號不變的系統誤差為定值系統誤差,按一定規律變化的系統誤差為變值系統誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤偏心的誤差。系統誤差大部分能通過修正值或找出其變化規律後加以消除。 ②隨機誤差:在規定條件下,絕對值和符號以不可預知的方式變化的誤差,稱為隨機誤差。就某一次測量而言,隨機誤差的出現無規律可循,因而無法消除。但若進行多次等精度重復測量,則與其它隨機事件一樣具有統計規律的基本特性,可以通過分析,估算出隨機誤差值的范圍。隨機誤差主要由溫度波動、測量力變化、測量器具傳動機構不穩、視差等各種隨機因素造成,雖然無法消除,但只要認真、仔細地分析產生的原因,還是能減少其對測量結果的影響。 ③粗大誤差:明顯超出規定條件下預期的誤差,稱為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。如讀數錯誤、溫度的突然大幅度變動、記錄錯誤等。該誤差可根據誤差理論,按一定規則予以剔除。 1.6 測量數據的處理 在修正了已定系統誤差和剔除了粗大誤差以後,測得值中仍含有隨機誤差和部分系統誤差,還需估算其測量誤差的大小,評定測得值的不確定度,知道測得值及該測得值的變化范圍(可信程度),才能獲得完整的測量結果。 測量不確定度的評定:用標准偏差表示測量結果的不確定度,稱為標准不確定度,按照評定方法不同,它可分為兩類:用對一系列重復觀測值進行統計分析以計算標准不確定度的方法,稱為A類評定;用不同於統計分析的其他方法來評定標准不確定度,稱為B類評定。 A類評定:由統計理論可知,隨機變數期望值的最佳估計值是n次測得值xi的算術平均值x 。 x = ∑ x i∕n 該組測得值的標准差的估算值S為 S=√∑(x i-x )2∕(n-1)=√∑ui2∕(n-1) 若以其算術平均值作為結果時,其標准不確定度為 S _ X = S∕√n 測量結果可表達為 x = x ±S _ X B類評定:在多數實際測量工作中,不能或不需進行多次重復測量,則其不確定度只能用非統計分析的方法進行B類評定。B類評定需要依據有關的資料作出科學的判斷。這些資料的來源有:以前的測量數據,測量器具的產品說明書,檢定證書,技術手冊等。如由產品說明書查得某測量器具的不確定度為6μm,若期望得到按正態分布規律中3倍標准差的置信水準(99.73﹪),則按B類評定時標准不確定度應取u = 6/3 =2μm。 合成標准不確定度的估算:測量過程中一般都會有多個獨立的誤差源共同對測量的不確定度產生影響,因測量方法的不同,各誤差源的影響程度也不相同。各誤差源標准不確定度的合成按測量方法的不同可分為以下兩類: ①直接測量的合成標准不確定度:取各類獨立誤差源的標准不確定度的平方和的正平方根,即 u=√∑u i2 + ∑uj2 ②間接測量的合成標准不確定度:間接測量時,測量結果需經各間接測量值按事先設計好的函數關系計算後求得。由於各間接測量值的標准不確定度對測量結果的影響程度不同,在估算測量結果的不確定度時,要先分別對函數中各測量值求偏導數,算出其不確定度的傳播系數。各測量值的標准不確定度乘以相應的傳播系數後,取平方和的正平方根得到測量結果的不確定度。 1.7 基本測量原則 在實際測量中,對於同一被測量往往可以採用多種測量方法。為減小測量不確定度,應盡可能遵守以下基本測量原則: 阿貝原則:要求在測量過程中被測長度與基準長度應安置在同一直線上的原則。若被測長度與基準長度並排放置,在測量比較過程中由於製造誤差的存在,移動方向的偏移,兩長度之間出現夾角而產生較大的誤差。誤差的大小除與兩長度之間夾角大小有關外,還與其之間距離大小有關,距離越大,誤差也越大。 基準統一原則:測量基準要與加工基準和使用基準統一。即工序測量應以工藝基準作為測量基準,終檢測量應以設計基準作為測量基準。最短鏈原則:在間接測量中,與被測量具有函數關系的其它量與被測量形成測量鏈。形成測量鏈的環節越多,被測量的不確定度越大。因此,應盡可能減少測量鏈的環節數,以保證測量精度,稱之為最短鏈原則。當然,按此原則最好不採用間接測量,而採用直接測量。所以,只有在不可能採用直接測量,或直接測量的精度不能保證時,才採用間接測量。應該以最少數目的量塊組成所需尺寸的量塊組,就是最短鏈原則的一種實際應用。最小變形原則:測量器具與被測零件都會因實際溫度偏離標准溫度和受力(重力和測量力)而產生變形,形成測量誤差。在測量過程中,控制測量溫度及其變動、保證測量器具與被測零件有足夠的等溫時間、選用與被測零件線脹系數相近的測量器具、選用適當的測量力並保持其穩定、選擇適當的支承點等,都是實現最小變形原則的有效措施。 1.8 測量器具的主要技術性能指標 量具的標稱值:標注在量具上用以標明其特性或指導其使用的量值。如標在量塊上的尺寸,標在刻線尺上的尺寸等。 刻度:在測量器具上指示出不同量值的刻線標記的組合稱為刻度。 刻度間距:沿著刻線尺(標尺)長度方向所測得的兩個相鄰刻線標記中心之間的距離稱為刻度間距,也稱標尺間距。 分度值:兩相鄰刻線所代表的量值之差稱為儀器的分度值。它是一台儀器所能讀出的最小單位量值。一般地說,分度值越小,測量器具的精度越高。數字式量儀沒有標尺或度盤,而與其相對應的為解析度。解析度是儀器顯示的最末位數字間隔所代表的被測量值。 示值范圍:測量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍稱為示值范圍。 測量范圍:在允許不確定度內,測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的范圍。測量范圍與示值范圍的區別在於:測量范圍既包括 圖1-3 比較測量示意圖示值范圍又包括儀器某些部件的調整范圍。如外徑百分尺的測量范圍有0~25mm、25~50mm、50~75mm等,其示值范圍則均為25mm。比較儀的測量范圍為180mm,其示值范圍則為±0.1mm(如圖1-3所示)。示值范圍與標尺有關,測量范圍取決於結構。 量程:測量范圍的上限值和下限值之差稱為量程。量程大的儀器使用起來比較方便,但儀器的線性誤差將隨之變大使儀器的准確度下降。 靈敏度:測量器具對被測量值變化的反應能力稱為靈敏度。對於一般長度測量器具,靈敏度等於標尺間距a與分度值I之比,又稱放大比或放大位數K,即 K= a / I 測量力:採用接觸法測量時,測量器具的感測器與被測零件表面之間的接觸力。測量力及其變動會影響測量結果的精度。因此,絕大多數採用接觸測量法的測量器具,都具有測量力穩定機構。 示值誤差:測量器具的示值與被測量的真值之差。例如用百分尺測量軸的直徑得讀數值為31.675mm,而其真值為31.678mm,則百分尺的示值誤差等於31.675-31.678=-0.003mm. 顯然,測量器具在不同的示值處的示值誤差一般是各不相同的。目前,測量器具的精度大多仍用示值極限誤差來表示測量器具示值誤差的界限值。 回程誤差:是指在相同條件下,被測量值不變,測量器具行程方向不同時,兩示值之差的絕對值。該項誤差是由於測量器具中測量系統的間隙、變形和磨擦等原因引起的。當要求測量值的顯示呈連續的往返性變化時(有連續的正、負值變化),則應選用回程誤差較小的測量器具。 測量不確定度:測量不確定度是在測量結果中表達被測量值分散性的參數。由於測量過程的不完善,測得值對真值總是有所偏離,這種偏離又是不確定的,表達這種不確定程度的參數,就稱為不確定度。 修正值:為修正某一測量器具的示值誤差而在其檢定證書上註明的特定值。它的大小與示值誤差的絕對值相等,符號相反。在測量結果中加入相應的修正值後,可提高測量精度。 1.9 測量器具的選擇 過去,大部分工廠是根據經驗來選擇計量器具的。通常選擇計量器具的測量極限誤差占工件公差的1/3~1/5或1/3~1/10。對一些高精度工件,甚至有取1/2的。總之,就沒有一個統一的標准,往往因人因廠而異。不僅如此,而且大多數工廠用計量器具檢測工件時,均按圖樣上標注的極限尺寸作驗收極限。這種驗收極限與工件的極限尺寸重合的方法,由於計量器具內在誤差及測量條件的影響,往往導致「誤收」和「誤廢」,造成不少質量問題及不應有的損失。所謂「誤收」,就是把不合格的產品,誤判為合格予以接收;所謂「誤廢」,就是把本來合格的產品,誤判為不合格予以拒收。 選擇原則:合理選擇計量器具對保證產品質量,提高測量效率和降低費用具有重要意義。一般說來,器具的選擇主要取決於被測工件的精度要求,在保證精度要求的前提下,也要考慮尺寸大小、結構形狀、材料與被測表面的位置,同時也要考慮工件批量、生產方式和生產成本等因素。對批量大的工件,多用專用計量器具,對單件小批則多用通用計量器具。 選擇方法:首先,根據被測工件公差值由表1-4查出安全裕度A和計量器具不確定度允許值U1,然後查表1-5至表1-7選定計量器具,使計量器具不確定值U1/≤U1,最後計算驗收極限。 舉例:工件在圖樣上的標注為,問應選用什麼計量器具進行測量並確定驗收極限。解:(1)確定安全裕度A和計量器具不確定度允許值U1 由工件公差值0.46mm由表1-4查得 A=0.032mm U1=0.029mm (2)選擇計量器具 工件尺寸250mm在表1-5中屬於大於200mm至500mm的尺寸段內,查得分度值為0.02mm的游標卡尺的不確定度值U1/=0.02mm, U1/=0.02mm<U1=0.029mm,故滿足要求。(3)確定驗收極限 上驗收極限=最大實體尺寸-A=250mm-0.032mm=249.968mm 下驗收極限=最小實體尺寸+A=250mm-0.46mm+0.032mm=249.572mm
⑷ 小學三年上卷紙:校園中的測量:基礎知識訓練:沙坑的長度是多少
小學的沙坑一般都是長8米,寬2.5米.
題目只需要長,沙坑的長度是8米.
⑸ 長度測量的初中物理教案哪裡有
1、突破學科本位的思想,以學生的全面發展為目標
⑹ 測量 的基本 知識
長度的測量
1、長度的測量是物理學最基本的測量,也是進行科學探究的基本技能。長度測量的常用的工具是刻度尺。
2、國際單位制中,長度的主單位是 m ,常用單位有千米(km),分米(dm),厘米(cm),毫米(mm),微米 (μm),納米(nm)。
3、主單位與常用單位的換算關系:
1 km=103m 1m=10dm 1dm=10cm 1cm=10mm 1mm=103μm 1m=106μm 1m=109nm 1μm=103nm
單位換算總結: (1)10進制:m-dm-cm-mm(相鄰兩個單位之間的換算進率為10)
(2)100進制:km-m-mm-um-nm(相鄰了個行為之間的換算進率是
1000)
單位換算的過程:口訣:「系數不變,等量代換」。
4、長度估測:黑板的長度2.5m、課桌高0.7m、籃球直徑24cm、指甲寬度 1cm、鉛筆芯的直徑1mm 、一隻新鉛筆長度1.75dm 、 手掌寬度1dm 、墨水瓶高度6cm
5、刻度尺的使用規則:
A、「選」:根據實際需要選擇刻度尺。
B、「觀」:使用刻度尺前要觀察它的零刻度線、量程、分度值(刻度尺上沒相鄰的兩個最小刻度之間的距離)。
C、「放」用刻度尺測長度時,尺要沿著所測直線(緊貼物體且不歪斜)。不利用磨損的零刻線。(用零刻線磨損的的刻度尺測物體時,要從整刻度開始,用末端讀數減去起點讀數即可)
D、「看」:讀數時視線要與尺面垂直。
E、「讀」:在精確測量時,要估讀到分度值的下一位。
F、「記」:測量結果由數字和單位組成。(也可表達為:測量結果由准確值、估讀值和單位組成)。
練習:有兩位同學測同一隻鋼筆的長度,甲測得結果12.82cm,乙測得結果為12.8cm。如果這兩位同學測量時都沒有錯誤,那麼結果不同的原因是:兩次刻度尺的分度值不同。如果這兩位同學所用的刻度尺分度值都是mm,則乙 同學的結果錯誤。原因是:沒有估讀值。
⑺ 小學三年上卷紙:數學好玩:校園中的測量:基礎知識訓練:沙坑的長度是多少
小學的沙坑一般都是長8米,寬2.5米。
題目只需要長,沙坑的長度是8米。
⑻ 精密測量的基礎知識
一件製造完成後的產品是否滿足設計的幾何精度要求,通常有以下幾種判斷方式。
(1)測量:是以確定被測對象的量值為目的的全部操作。在這一操作過程中,將被測對象與復現測量單位的標准量進行比較,並以被測量與單位量的比值及其准確度表達測量結果。例如用游標卡尺對一軸徑的測量,就是將被對象(軸的直徑)用特定測量方法(用游標卡尺測量)與長度單位(毫米)相比較。若其比值為30.52,准確度為±0.03mm,則測量結果可表達為(30.52±0.03)mm。任何測量過程都包含:測量對象、計量單位、測量方法和測量誤差等四個要素。
(2)測試:是指具有試驗性質的測量。也可理解為試驗和測量的全過程。
(3)檢驗:是判斷被測物理量是否合格(在規定范圍內)的過程,一般來說就是確定產品是否滿足設計要求的過程,即判斷產品合格性的過程,通常不一定要求測出具體值。因此檢驗也可理解為不要求知道具體值的測量。
(4)計量:為實現測量單位的統一和量值准確可靠的測量。 測量基準是復現和保存計量單位並具有規定計量單位特性的計量器具。在幾何量計量領域內,測量基準可分為長度基準和角度基準兩類。
(1)長度基準:1983年第十七屆國際計量大會根據國際計量委員會的報告,批准了米的新定義:即「一米是光在真空中在1/299 792 458秒時間間隔內的行程」。根據米的定義建立的國家基準、副基準和工作基準,一般都不能在生產中直接用於對零件進行測量。為了確保量值的合理和統一,必須按《國家計量檢定系統》的規定,將具有最高計量特性的國家基準逐級進行傳遞,直至用於對產品進行測量的各種測量器具。
(2) 角度基準:角度量與長度量不同。由於常用角度單位(度)是由圓周角定義的,即圓周角等於360°,而弧度與度、分、秒又有確定的換算關系,因此無需建立角度的自然基準。
⑼ 長度計量校準員必需培訓哪些相關方面知識
計量:實現單位統一、量值准確可靠的活動。
測量:以確定量值為目的的一組操作。
認證:第三方依據程序對產品、過程或服務符合規定的要示給予書面保證(合格證書)。如質量體系認證是認證的一種類型。
認可:權威機構對某一機構或個人有能力執行特定任務的正式承認。
註:認可本身並不賦予實驗室批准任何特定產品的資格,但是,當批准機構和認證機構決定是否接受與其業務有關的實驗室提供的數據時,認可就可能與這些機構有關。
實驗室認可:對校準/檢測實驗室是否有能力進行指定類型的校準/檢測所作的一種正式承認。
校準:在規定條件下,為確定測量儀器(或測量系統)所指示的量值,或實物量具(或參考物質)所代表的值,與對應的則測量標准所復現的值之間關系的一組操作。校準是量值傳遞溯源的一種方式。校準只給出與其示值偏離數據或曲線,但不必判定儀器合格與否。校準也應有校準周期。
註:1、校準結果即可賦予被測量以示值,又可確定示值的修正值。
2、校準也可確定其他計量特性,如影響量的作用。
3、校準結果可以記錄在校準證書或校準報告中。
4、實物量具是指使用時以固定形態復現或提供給定量的一個或多個已知值的器具。如量塊、砝碼,標准電阻、標准信號發生器、參考物質。
校準范圍:主要指《中華人民共和國依法管理的計量器具目錄》中規定非強制檢定的計量器具。校準依據應當優先選擇國家校準規范,沒有國家校準規范可根據計量檢定規程或相關產品標准,使用說明書等技術文件編制校準技術條件,再經技術機構技術負責人批准後,方可使用。
校準與測量能力:校準測量能力是指通常提供給用戶的最高校準測量水平,它用包含因子k=2的擴 展不確定度表示。有時也稱為最佳測量能力。
檢測(測試、試驗):對給定的產品,按照規定程序確定某一種或多種特性、進行處理或服務所組成的技術操作。從定義可以看出,「檢測」僅是一種技術操作,它只需要按規定程序的操作提供所測結果。不需要給出測數據合格與否的判定。
檢驗(inspection):對實體的一個或多個特性進行諸如測量、檢查、試驗和度量,並將其結果與規定的要求進行比較,以確定每項特性的合格情況所進行的活動。從定義可以看出,「檢驗」不僅提供數據,還須對規定要求進行比較後,作出合格與否的判定。
檢定(verification):查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序,它包括檢查、加標記和(或)出具檢定證書。檢定必須依據計量檢定規程。檢定必須給出計量器具合格與否的判定。檢定應按計量檢定規程規定的周期執行。
檢定范圍:主要指《中華人民工和國依法管理的計量器具目錄》中強制檢定的計量器具。