测量误差分析论文题目范文第1篇
矿山测量的日常重要工作是一井内掘进巷道的贯通测量工作，不论贯通位置在轨道巷、运输巷还是在切眼，《煤矿测量规程》规定贯通限差应控制在横向±300mm，纵向±200mm;根据误差预计原理可知，在同样测量工作量的前提下，贯通位置选择的不同对贯通误差的影响也是不同的。现就贯通位置影响贯通精度作以下阐述。
一、贯通测量中的误差来源
1、贯通测量中的误差来源主要有3个方面：(1)起算数据引起的误差，(2)测量方法误差，(3)系统误差;
起算数据影响的点位误差，主要是对附和导线影响较大，附和导线两端起始，相当于两段支导线，故对贯通精度影响较大;因此附和导线的起算数据误差是贯通误差的重要来源，特别是不同时期测设的附和导线，影响优为严重，所以，在进行贯通测量方案的选择过程中，应尽量布设闭和导线。
另外，考虑测量方法的误差，主要是瞄准和读数造成的误差;贯通测量还应适当考虑系统误差对贯通精度的影响。
2、在高科技高速发展的今天，全站仪等新仪器设备在贯通测量中得到了普遍应用，其测距精度达2mm+2ppm，量边误差对贯通重要方向的影响较小，不是主要的误差来源。
二、贯通相遇点最佳位置的选择对贯通误差的影响
1、一井内巷道的贯通中，要对贯通方案进行井下平面和高程的误差预计。 (1)垂直方向的误差(纵向误差)可以按照Mh=±50√H(H为公里数)，可知高程方向的贯通误差只与高程路线的长度有关，两次独立观测，除以 √2为中误差，取中误差的2倍作为预计结果。其预计结果大小与贯通点位置无关。 (2)水平方向的误差(横向误差)预计，包括量边引起的误差和测角引起的误差两方面，计算公式如下：
测角误差Mxβ=±(Mβ/ρ)∑√RY2i 量边误差MxL=±(A+BL)cosαi 式中，Mβ为测角中误差，与使用仪器有关，ρ为常数206265，RYi为各点到贯通重要方向的距离(如图x方向为贯通重要方向)。A、B为测距常数，L为两连续导线点之间的距离，αi为两导线点与贯通重要方向的夹角。
2、根据误差原理计算最佳贯通位置
对于一个确定了方案的贯通，其导线的布设形式就可以从设计图上表现出来，且误差预计的各个数据RYi、L、αi都可以从图上量出来，而Mβ、A、B可以根据使用的仪器确定一般不可变;由于量边误差对于贯通误差影响较小，而测角误差中∑RY2i的变化对贯通误差影响较大，它随着贯通位置的不同而显著变化。因此，22∑RYi的大小直接影响到贯通精度的高低，要使∑RYi最小，才能使误差最小，精度最高。
设K为贯通点，
Mxβ=±(Mβ/ρ)∑RYi ∑RYi=∑(cosαi |Pik|)――α为Pi点到贯通点K的距离 ――αi为Pi-K与Y’轴的夹角
令S=∑R2Yi,则 S=(Yk-Y1)2+( Yk-Y2)2+(Yk-Y3)
2、、、、+( Yk-Yi)2 S=∑Y2k-∑2 Yk Yi+∑Y2iS=nY2k-2nYk∑Yi+∑Y2i
由上式可以看出S是关于Yk的2次函数，且开口向上，有最小值。 对S求导，得： S’=-∑2 Yk+2∑Yi 令S’=0,则，-∑2 Yk+2∑Yi=0，Yk=∑Yi/n 从公式中可以得出，当Yk=∑Yi/n，即Yk就是各导线点在贯通方向上的Y值的平均值时，S最小;当Yk大于或小于∑Yi/n时，S变大，并且距离∑Yi/n越远，越靠近两端时S越来越大。
22222
2三、以新安煤矿3103综放工作面贯通工程为例说明我矿贯通工程中在贯通位置的选择对贯通精度的影响
新安矿3103综放工作面，倾向长150米，走向长800米，在巷道掘进过程中敷设一闭和导线，导线周长1800米，采用2″级全站仪测角量边，一次对中，一测回，独立观测两次。按此进行误差预算(主要是测角误差)：如图(贯通点在运输巷计算最优位置示意图)：
1、若贯通位置选择在轨道巷或者运输巷，以运输巷为例，在图上先确定贯通重要方向X：
①若贯通位置在最右端，求得∑Yi=14707 ,(i=1～36), ∑Yi=8883503 ②贯通位置最优位置为，∑Yi/n= 14707/36= 408.5，即得最优点为距离最右端408.5米处;求得∑Yi2=2874518.0 ③若贯通位置在最左端时，∑Y2i=9325039 贯通点在运输巷计算最优位置(距最左端408.5米)计算表 点号 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ryi Ryi2
点号 Ryi Ryi2
点号 Ryi Ryi2
-361.5 130682.3 -348.5 121452.3 -313.5 98282.25 -240.5 57840.25 -160.5 25760.25
-55.5 3080.25 -7.5 56.25
2-408.5 166872.3 20 426.2 181646.4 3 -368.5 135792.3 12 -403.5 162812.3 4 -310.5 96410.25 11 -398.5 158802.3 5 -260.5 67860.25 10 -377.5 142506.3 6 -177.5 31506.25
-149.5 22350.25
-62.5 3906.25
-18.5 342.25 21.5 462.25
7 8 9
10 37.5 1406.25 11 77.5 6006.25 12 151.5 22952.25 71.5 5112.25
13 14 15 16 17 18 19 113.5 12882.25
161.5 26082.25
219.5 48180.25
269.5 72630.25
312.5 97656.25
381.5 145542.3
426.2 181646.4
13 237.5 56406.25 14 294.5 86730.25 15 346.5 120062.3 16 448.5 201152.3 17 426.1 181646.4
∑ 221.2 1115234.6
-753.3 645767.34
532.1 1113516.1 ∑Ryi 0 ∑Ryi2 2874518.0
2、同理，若贯通位置选择在切眼，在先确定贯通重要方向X，： ①若贯通位置在最左端，求得∑Yi= 2915,(i=1～36), ∑Y2i=382313 ②贯通位置最优位置为，∑Yi/n= 2915/36= 81，即得最优点为距离最左端81米处，∑Y2i=184380 ③若贯通位置在最右端时，∑Y2i=339462 综上所述：
1、对于一井内掘进工作面贯通相遇点在重要方向上都有最优位置。
2、当贯通巷道在最优点贯通时，测角引起的在巷道贯通重要方向上的误差最小，22∑Yi最小;距离这个点越远，∑Yi最大，误差越大。
3、由我矿3103综放面误差预算可知，在类似工作面中，①在切眼里选择的最优点贯通误差比在轨道巷或运输巷选择的最优点要小的多。②无论在切眼还是轨道巷或者运输巷透窝时，在两端点误差最大，中间最小。 参考文献： 《矿山测量学》 张国良 中国矿业大学出版社
作者简介：邸伟，男，1980.9出生，大学文化，2001年毕业于黑龙江工程学院测绘工程系工程测量专业，现在枣庄矿业集团新安煤矿新安煤矿生产部工作，测量助理工程师
测量误差分析论文题目范文第2篇
苏科版初中物理教材《密度知识的应用》一节安排了学生实验——测量物质的密度，要求选择一个固体，测量其密度。要求“学会测量液体或一些形状不规则的固体的密度”、“尝试用密度知识解决简单的问题，能解释生活中一些与密度有关的物理现象”。本课不仅能培养学生的技能，锻炼学生的思维，还能培养学生应用物理知识解决问题的能力，体现了新课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。 2“测量固体的密度”实验设计
在社会生活和现代科学技术中，利用密度知识来鉴别物质、间接测量物体的质量或体积等，有一定的现实意义。常见的测量固体密度的方法如下(以测量小石块的密度为例)。 2.1实验步骤
(1)调节天平平衡，用天平测出小石块的质量m。 (2)在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V1。
(3)用细线系好小石块，放入盛有水的量筒中，测出总体积V2。 (4)小石块的体积为V2-V1。
2.2实验数据记录及处理
收集其中一组学生的实验数据，见表1。
学生根据每次算出的小石块的密度，求出小石块的平均密度：
这是初中物理计算物理量时常用的计算方法，多次测量取平均值以减小测量误差。 3“测量固体的密度”实验误差分析
由于测量仪器、测量方法、测量条件和测量人员水平以及种种因素的局限，误差总是存在，不可避免。在物理教学中，经常采用第一种方法来测量固体的密度，对第一种实验方案误差分析如下。
3.1小石块的质量误差分析
该实验在测量小石块的质量时采用的是秤量为200 g、感量为0.2 g的JPT-2型架盘天平。根据实验方案，小石块的质量能比较准确地被测出，但实验数据还是有所偏差，可能是读数时存在误差或天平本身存在系统误差。小石块的质量误差计算如下：
用贝塞尔公式计算任意一次质量测量值的标准差为：
用格罗布斯判据剔除坏数据，查表得G6=1.82,G6S=0.14 质量不确定度的A类分量为ΔA=S(m)=0.077 g 托盘天平的仪器最大允差Δ仪=0.001 g
质量的测量结果：m=(11.7±0.08) g 通过计算可知，小石块质量的测量误差为0.001 7，其中该误差因素本身的误差为0.08，相应的误差传递系数为0.22。 误差分析如下：
(1)由于天平的制造、调整和实验时的环境、温度等原因，一般天平的两臂总是不严格相等。因此，当天平平衡时，砝码的质量和游码所示质量之和并不完全等于物体的质量。为消除这种误差，可以利用杠杆原理进行检测，求出天平臂长之比，从而做出更精确的测量。
(2)砝码的误差。由于使用时间长，砝码可能在操作过程中有磨损、生锈等各种现象发生，对测量结果也会有一定的影响。另外，托盘天平的灵敏度较低，也是一部分影响原因。 3.2小石块的体积误差分析
在测量小石块的体积时，采用了间接测量的方法。为使测量结果更加准确，改变了水的量，但从实验数据看出，小石块的体积每次测量的结果也有一定的误差。而测量的体积不仅包括小石块的体积，细线也占了一定的体积，所以测得的体积偏大。对小石块体积的计算及其误差分析如下：
用格罗布斯判据剔除坏数据，查表得G6=1.82,G6S=0.14 体积不确定度的A类分量为ΔA=S(V)=0.077 cm3
体积的测量结果：V=(4.6±0.3) cm3 通过计算可知：小石块体积的测量误差为0.16，因素本身的误差为0.3，相应的误差传递系数为0.54。 误差分析：
(1)在测量小石块的体积时，由于细线也占有一定的体积，导致测出的小石块的体积存在误差。为减少这部分误差，细线越细越好，浸入液体中的细线越少越好，而且细线的吸水性也要进行考虑。
(2)小石块本身可能吸附了一些杂质，对其体积的测量也有一定的影响。 3.3小石块的密度的计算
根据测量结果，小石块密度的置信区间为(2.3，2.7)，相对不确定度为8%。据分析，体积误差因素对实验结果总误差的贡献较大。 4实验改进
在实验过程中，要减小实验误差，可以用更加精确的测量仪器，如用电子天平来测量小石块的质量，也可以采用多种方法进行实验，如可以用测力计或力传感器测量小石块的重力，从而算出小石块的质量。还可以利用杠杆的平衡条件测量小石块的重力。
根据计算，小石块的体积误差对实验结果的影响较大，所以在实验时要尽量减小小石块体积的误差，如用较细的细绳系住小石块、选用比较干净的小石块进行实验，减少杂质对实验结果的影响等。
除了以上方法测量小石块的密度，还可以利用阿基米德原理来测量小石块的密度，实验步骤如下。
(1)用细绳系住小石块，挂在弹簧测力计上，静止时测出小石块的重力G。
(2)在烧杯中倒入适量的水，将小石块慢慢浸没在水中，静止时读出弹簧测力计的示数F。
5结束语
测量误差分析论文题目范文第3篇
苏科版初中物理教材《密度知识的应用》一节安排了学生实验——测量物质的密度，要求选择一个固体，测量其密度。要求“学会测量液体或一些形状不规则的固体的密度”、“尝试用密度知识解决简单的问题，能解释生活中一些与密度有关的物理现象”。本课不仅能培养学生的技能，锻炼学生的思维，还能培养学生应用物理知识解决问题的能力，体现了新课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。 2“测量固体的密度”实验设计
在社会生活和现代科学技术中，利用密度知识来鉴别物质、间接测量物体的质量或体积等，有一定的现实意义。常见的测量固体密度的方法如下(以测量小石块的密度为例)。 2.1实验步骤
(1)调节天平平衡，用天平测出小石块的质量m。 (2)在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V1。
(3)用细线系好小石块，放入盛有水的量筒中，测出总体积V2。 (4)小石块的体积为V2-V1。
2.2实验数据记录及处理
收集其中一组学生的实验数据，见表1。
学生根据每次算出的小石块的密度，求出小石块的平均密度：
这是初中物理计算物理量时常用的计算方法，多次测量取平均值以减小测量误差。 3“测量固体的密度”实验误差分析
由于测量仪器、测量方法、测量条件和测量人员水平以及种种因素的局限，误差总是存在，不可避免。在物理教学中，经常采用第一种方法来测量固体的密度，对第一种实验方案误差分析如下。
3.1小石块的质量误差分析
该实验在测量小石块的质量时采用的是秤量为200 g、感量为0.2 g的JPT-2型架盘天平。根据实验方案，小石块的质量能比较准确地被测出，但实验数据还是有所偏差，可能是读数时存在误差或天平本身存在系统误差。小石块的质量误差计算如下：
用贝塞尔公式计算任意一次质量测量值的标准差为：
用格罗布斯判据剔除坏数据，查表得G6=1.82,G6S=0.14 质量不确定度的A类分量为ΔA=S(m)=0.077 g 托盘天平的仪器最大允差Δ仪=0.001 g
质量的测量结果：m=(11.7±0.08) g 通过计算可知，小石块质量的测量误差为0.001 7，其中该误差因素本身的误差为0.08，相应的误差传递系数为0.22。 误差分析如下：
(1)由于天平的制造、调整和实验时的环境、温度等原因，一般天平的两臂总是不严格相等。因此，当天平平衡时，砝码的质量和游码所示质量之和并不完全等于物体的质量。为消除这种误差，可以利用杠杆原理进行检测，求出天平臂长之比，从而做出更精确的测量。
(2)砝码的误差。由于使用时间长，砝码可能在操作过程中有磨损、生锈等各种现象发生，对测量结果也会有一定的影响。另外，托盘天平的灵敏度较低，也是一部分影响原因。 3.2小石块的体积误差分析
在测量小石块的体积时，采用了间接测量的方法。为使测量结果更加准确，改变了水的量，但从实验数据看出，小石块的体积每次测量的结果也有一定的误差。而测量的体积不仅包括小石块的体积，细线也占了一定的体积，所以测得的体积偏大。对小石块体积的计算及其误差分析如下：
用格罗布斯判据剔除坏数据，查表得G6=1.82,G6S=0.14 体积不确定度的A类分量为ΔA=S(V)=0.077 cm3
体积的测量结果：V=(4.6±0.3) cm3 通过计算可知：小石块体积的测量误差为0.16，因素本身的误差为0.3，相应的误差传递系数为0.54。 误差分析：
(1)在测量小石块的体积时，由于细线也占有一定的体积，导致测出的小石块的体积存在误差。为减少这部分误差，细线越细越好，浸入液体中的细线越少越好，而且细线的吸水性也要进行考虑。
(2)小石块本身可能吸附了一些杂质，对其体积的测量也有一定的影响。 3.3小石块的密度的计算
根据测量结果，小石块密度的置信区间为(2.3，2.7)，相对不确定度为8%。据分析，体积误差因素对实验结果总误差的贡献较大。 4实验改进
在实验过程中，要减小实验误差，可以用更加精确的测量仪器，如用电子天平来测量小石块的质量，也可以采用多种方法进行实验，如可以用测力计或力传感器测量小石块的重力，从而算出小石块的质量。还可以利用杠杆的平衡条件测量小石块的重力。
根据计算，小石块的体积误差对实验结果的影响较大，所以在实验时要尽量减小小石块体积的误差，如用较细的细绳系住小石块、选用比较干净的小石块进行实验，减少杂质对实验结果的影响等。
除了以上方法测量小石块的密度，还可以利用阿基米德原理来测量小石块的密度，实验步骤如下。
(1)用细绳系住小石块，挂在弹簧测力计上，静止时测出小石块的重力G。
(2)在烧杯中倒入适量的水，将小石块慢慢浸没在水中，静止时读出弹簧测力计的示数F。
5结束语
测量误差分析论文题目范文第4篇
1、长度计量的内容
在长度计量技术的测量上, 其主要针对的方向是形位公差、端度、角度以及圆度等指标。具体内容包含如下:其一, 确定计量工作牵涉到的一系列单位, 另外在传递量值的过程中应选取适合的基准;其二, 在计量标准的建立上应保证科学性, 再以此作为前提建立有效的方法与传递系统;其三, 在对下级对象开始量传的过程中, 应选取合理的计量标准器与测量方式。
2、长度计量仪器测量误差影响因素分析
一般来说, 对于测量误差的表示方式有两种:其一表示方式是量值, 对实际值和测量所获取的相关量值来进行对比, 这种误差被称作绝对误差, 在多数长度计量中都以此形式来表示误差。其二表示方式是比值, 即实际值和绝对误差值间的比, 此误差可被称作相对误差。比如, 在测量长度时使用激光干涉仪, 相对误差最大值为千万分之一。另外, 除这关键的两种表现方式外, 还有其他形式, 比如:将测量所得来的最终结果与被测长度值的精确度、准确度与一致程度来表示, 此为精确度与正确度的融合。而倘若对长度测量仪系统的有关误差进行了修正, 则可用不确定度来表示精确度, 不确定度主要表示的是测量所存在的相关误差不能对测量值进行最终肯定的程度, 通常, 此大小的表示方式为标准偏差。从以上内容可知, 能够对计量仪器测量产生误差的量进行全面了解。
2.1 温度的影响
在进行长度计量的时候, 影响测量的最大因素是温度, 为使得量值统一, 须满足这一温度要求, 即标准温度20℃, 进而确保一些可以与20℃有一定偏差的相关测量工件的误差降到一定范围。所以, 为确保温度误差不会对长度测量仪的精度测量造成太大的影响, 应深入分析与探究误差的相对来源。在对材料进行选择的时候, 应保证标准器与被测物件所选用的材料是一致的, 强调的是, 工件不同, 测量仪不同, 他们所具备的线膨胀系数也是不同的, 当温度产生一定变化时, 这些工件与仪器也会出现不同程度的缩短及拉伸。
2.2 测量方法及人员操作的影响
在使用长度计量仪的时候, 相关测量工作者的熟练度、操作方式;测量方式的选取;计量标准器的保养和使用等, 都会产生一定的误差, 进而对测量结果的精确性造成很大影响。比如:使用卧式测长仪的时候, 对环规进行测量的方式是采用标准环规或使用量块和量块附件将其组合为一个和所被测环规一样尺寸大小的, 再和被测环规进行对比, 这种测量方式包含许多因素, 例如对准误差、所用仪器自身的测量误差及其他误差。
3、长度计量仪器测量的误差控制对策
3.1 保持温度的稳定性
3.1.1 保持环境温度的稳定性
在进行测量的时候, 对于温度稳定性的显示则是每小时中温度所变化的最大范围。实际测量中, 长度计量仪对其稳定性有一定的要求, 即可以有稳定变化的存在, 然而不能有突然变化的存在, 特别在测量工件时, 对其精度要求很高的话, 应把温度变化控制在一定的范围, 即0.5℃之内。控制温度的时候, 可将恒温装置安装于室内来进行。除此之外, 对门开关的次数也须控制, 温度稳定性会遭受空气流动的一定干扰, 相关测量者在对现场温度进行测量的时候, 应把人员本身的温度控制在一定范围, 进而对测量精度有效提升, 将误差减少。
3.1.2 保持工件与标准器温度的一致性
在测量工件的时候, 应保证标准器与工件的温度相同, 同时在合适的条件下确保两者的等温能够较好的实现。测量不同工件的过程中, 倘若被测工件尺寸很大的话, 应适当缩小温度偏差。倘若偏差较大的话, 则被测工件尺寸产生一定的变化, 严重影响测量的准确度。所以, 对于温度偏差应严格控制, 将测量精度提升。
3.2 强化计量仪器的监督与维护, 保证计量仪器处于受控状态
为保证检测数据的精确性, 应对计量仪实施周期性的校准和检定, 进而防止使用仪器的时候, 伴随时间的相对变化, 其计量性能也会产生一定的偏移, 存在超出规定的温差范围, 进而对检测工作产生很大的风险。应依照设备本身的使用频率与计量特点, 设置合理的校准与检定计划, 接着进行有效实施, 来确保计量仪器一直在受控状态。只要仪器设备的有效性或检测与校准的精准度受到影响, 在使用之前应进行一定的计量校准与检定, 确保合格后方可使用。应由具备一定检定资质的有关计检单位来对计量仪器进行校准与检定, 通常检定周期依据国家计量检定规程或者地方、部门计量规程中规定, 同时也可进行一定的复检, 须参考计量合格证书的相关有效期。如果相关仪器设备的精度不能确保, 或者超过有效期, 应立即停止使用。
在平时使用的时候, 应定期核查长度计量仪的使用频次与周期。针对期间核查的执行, 相关的工作人员应具备足够的能力与资格, 且执行人员与核查结果判定人员是不一样的。对核查的相关内容应记录准确, 并统计分析全部的执行状况, 定期开展评审。其一, 当使用环境出现很大的变动时, 对测量仪器的精准度产生一定影响的时候, 应实施期间核查;其二, 在进行检定的时候, 如果所测数据不确定, 所测量仪器的稳定性、准确性不确定时, 应实施期间核查;其三, 遭受关键的比对活动也应及时进行期间核查;其四, 测量仪器遭受搬迁或维修时也应实施期间核查。
3.3 测量人员对自身精益求精的要求
当下, 科技发展迅速, 现代工件长度精度测量的标准也在不断提高, 针对长度检测者, 对于测量方式应合理选择, 同时还应提高检测技术的准确性岩土多样性。另外, 对于影响长度计量误差的一系列因素应合理控制, 对其测量精度不断提升, 确保误差处于一定的范围之内。
总之, 现阶段, 科技迅猛发展, 人们对仪器产品的整体测量标准也更高, 在进行测量的过程中, 误差一直存在, 因此为提高长度测量仪器的准确性, 应将误差控制在一定的范围内, 确保其合理性。
摘要：现阶段, 随着社会的不断发展, 在我国的工业生产与日常生活中都在广泛应用长度计量仪器, 在一定程度上促进了我国相关产业的快速发展, 且有深远意义。然而在进行测量的时候, 易遭受一系列外界因素的不利影响, 进而造成测量结果存在误差, 对测量的精准性造成严重影响。基于此, 本文将对长度计量仪器测量误差控制问题进行详细地分析与探究。
测量误差分析论文题目范文第5篇
关键词：石油油套管 中径规 公差 不确定度
随着石油工业的发展，石油油套管需求越来越大，提高油套管产品质量保障石油勘探开发的安全进行是石油油套管行业面临的一个重大问题。以前，油套管质量主要通过量规以及其他单项检测仪器来控制，随着检测技术的发展，越来越多的油套管加工企业使用中径规进行中径值控制，进而代替量规检测紧密距。使用中径规面临的一个问题，就是它检测的是单项参数——中径值这一项参数，而量规检测的紧密距，代表的是一个综合参数，只要量规旋紧在油套管上紧密距合格，它代表了中径、螺距、锥度、齿高等各项参数综合起来是合格的，不仅仅代表中径是合格的。因此在使用中径规测量参数时，一定要配合螺距表、齿高表以及锥度仪等单项参数仪一起检测，每个单项参数合格，才能保证油套管质量整体合格。
既然中径规检测有局限性，为什么越来越多的油套管加工企业选择中径规辅以其他单项参数仪共同检测，逐渐替代了量规的使用呢?主要原因有以下几点：一是不仅量规的制造成本较高，而且量规检测范围单一，一种规格的检测量规只能检测同种规格的油套管，一旦生产的油套管规格多所需的检测量规就多，相比之下，中径规的检测范围大。使用量规，检测工作量大保养不好的话磨损非常厉害，而且必须送到API组织认可的仅有几家地区规校准机构重新校对;二是使用量规检测劳动强度大、检测效率低，像9-5/8"、13-3/8"以上尺寸的量规非常重，工人使用起来不方便，使用不当还会把加工合格的油套管划伤甚至损坏;三是使用中径规辅以其他单项参数仪共同检测，并没有增加其他单项参数检测量，因为在使用量规检测紧密距时，螺距、齿高、锥度等参数也是必检项，同时由于使用中径规的方便，可以提高中径值的检测频次，更加保证油套管质量;此外，中径规校准核对只需送往国家认可的校准机构校对即可，校准机构多，校准工作方便。因此，近些年使用中径规的油套管企业越来越多，这是中径规的优势所在。
1 中径规的组成及使用方法
1.1 中径规的组成
中径规的组成如图1所示(因内、外螺纹中径规组成和使用方法一样或类似，此处仅以外螺纹中径规为例)。
1.2 中径规的使用方法
如图1所示，松开导轨块1侧面的锁紧螺钉10，将B标准杆置于底板3和测量头7之间，通过调节测量头7的高度和滑动下臂9，使B标准杆端面分别和底板3、测量头7的侧面紧密贴合，锁紧螺母8和锁紧螺钉10，取下B标准杆。上臂4重复上述过程。
松开导轨块1上方的锁紧螺钉10，将A标准杆置于两测量头7之间，滑动导轨块1，使两测量头7的工作面和A标准杆的端面紧密贴合，同时使指示表5的测杆有适当的压缩量，锁紧锁紧螺钉10，转动表圈使刻度盘零线和指针重合，锁紧表圈，取下A标准杆。
将设定好的测量仪水平放置，两个测量头与被测外螺纹牙顶紧密接触，将底板3紧贴螺纹管端面，以下臂9上的测量头为支点，在水平位置两边转动测量仪，指针在某一刻线转过后反方向转动时，记录此时偏差值。旋转测量仪90°再一次测量，指针在某一刻线转过后反方向转动时，记录此时偏差值。将两个偏差值取平均值为中径偏差(如最大值为+0.02，最小值为-0.06，则平均中径偏差为-0.02)，最大值减去最小值为椭圆度公差(如最大值为+0.02，最小值為-0.06，则椭圆度公差为+0.08)。按以上方法在管端圆周360°不同位置多次测量，找出真正的最大值和最小值，力求结果更准确。
2 中径规中径公差的确定
以中径规实测9-5/8"某特殊气密套管螺纹为例进行中径公差的确定，中径偏差值如表1所示。
中径公差的确定，就是将螺纹紧密距允许偏差，转化为中径允许偏差，即将轴向偏差转化为径向偏差，计算公式为：中径允差=紧密距允差×锥度值(不考虑锥度、齿高、螺距对紧密距的影响)。
以9-5/8某特殊气密套管螺纹为例进行计算，该螺纹类型是4牙类偏梯形螺纹，有专门的密封结构，不靠螺纹密封，锥度为1∶16。参照API Spec 5B中5牙偏梯形螺纹紧密距允差范围：0～+1/2p(p为螺距)[1]，可知该气密套管螺纹紧密距允差范围是0～3.175 mm。
中径允差δˊ=3.175×=0.198 mm(0～0.198 mm);
按照公司紧密距内控标准：0.2～2 mm计算，中径允差的内控标准为0.2×～2×，即0.0125～0.125 mm。
3 中径规误差分析
中径规在测量中会产生误差，主要有中径规校准块制造误差，轴向标准棒制造误差，指示表的示值误差等。虽然操作人员的操作水平和测量环境也会影响测量结果，但是只要正确操作，该两项误差相对前面3种主要误差几乎可以忽略不计。
查阅相关文献[2]可知，测量量具的允许误差应在被测工件允许误差的1/10～1/3之间。以此次试制加工的9-5/8"类
偏梯形特殊螺纹为例，中径规标准杆制造误差δx为±0.001 mm，指示表的示值误差δy为±0.0254 mm(0.001in)，中径规轴向校准块制造误差δz为±0.001 mm。
中径规不确定度的含义是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也表明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高;不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。不确定度以标准偏差σ表示[3]。
现以表1所测的平均中径偏差值对中径规的不确定度进行计算，结果如表2所示。
因此，测量数据的不确定度0.015 43 mm。
该气密套管螺纹锥度为1∶16，即2tanα=，轴向标准块制造误差δz反映到中径上为误差δzi，从前面的分析可知，2tanα=，故δzi=δz×2tanα。
因为δx、δy、δzi是3个相互独立的误差，故总误差，即=0.025 42 mm。
该文前面已得出该气密套管螺纹中径允差δˊ=0.198 mm，故所占总误差比为0.128 38，介于1/8和1/7之间，中径规的不确定度远小于测量极限误差，因此符合误差理论，即用中径规测量螺纹中径参数以控制油套管产品质量，是满足生产实际要求的。
4 结论
(1)经过分析计算可知，通过紧密距范围可以确定适合生产用的中径值公差范围，使用中径规测量的数据的不确定度远小于测量极限误差，符合误差理论。
(2)在辅以检验螺纹的螺距、齿高、锥度等各单项参数的情况下，通过使用中径规检验石油油套管中径值代替量规检验紧密距满足生产实际需要，中径规测量的数据精度是满足加工要求的。中径规代替量规，能降低油套管质量检测仪器成本，拓宽仪器的检测范围，大大提高质量检验的效率，减轻工人劳动强度，保证测量精度。
参考文献
[1] API Spec 5B，套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范[S].
[2] 鲁绍曾.现代计量学概论[M].北京：中国计量出版社，1987.
[3] JJF 1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].
测量误差分析论文题目范文第6篇
动力总成模型如图1, P1, P2, P3为布置在动力总成上的三个加速度测点, M为动力总成的质量, I为动力总成的转动惯量, O为动力总成的质心, Ac为质心的加速度矢量{acx, acy, acz, βcx, βcy, βcz}T, Api (1≤i≤N) 为测点加速度矢量, (xi, yi, zi) 为测点质心为原点的相对坐标, ρi (1≤i≤N) 为测点相对质心的坐标矢量。
1 动力总成质心加速度间接测量的SAE简化方法
对于动力总成质心加速度的间接测量方法, SAE论文[1]提出了一种简单有效的方法, 其基本原理如下:
测得动力总成上三个点的加速度信号 (某动力总成测点一个加速度通道信号如图2所示) , 据刚体运动合成定理, 可以列出关于加速度分量的合成方程, 如式 (1) , 式中Ac为6×1向量, Api为测点加速度矢量, B为与动力总成上测点位置相关的加速度转换矩阵。式 (1) 中未知量为6个, 理论上说只需要六个测量信号通道, 即两个测点的加速度信号, 形成6个方程, 就可以求得质心加速度Ac。
实际执行过程中, 只有六个通道的信号, 当其中一两个通道的信号出现问题造成误差较大或不能使用时, 就无法获得准确的质心加速度了。因此一般布置三个测点进行9个通道的信号测量, 这样, Api为9×1向量{A1x, A1y, A1z, A2x, A2y, A2z, A3x, A3y, A3z}T, B矩阵的表达形式如式 (2) 。
此时, 式 (1) 为一个超定方程组, 对其求解需使用最小二乘法, 解的形式如式 (3) 所示, 可获得式 (4) 定义的误差取得最小值的最小二乘解。
采集到的加速度信号在进行转换处理之前, 需要先进行低通滤波, 滤波截止频率为考虑悬置刚度和质量、转动惯量的动力总成刚体模态的最高第六阶频率。
此方法计算量较小, 一百万个采样点的时域载荷谱在个人电脑 (奔腾D双核3.2GHZ, 2G内存) 上转换完成时间约8分钟。误差在动力总成角速度较小的情况下尚可接受。当得到动力总成质心加速度后, 即可以反向计算出测点的加速度。Xiaobo Yang[1]计算了测点测量加速度与反向计算出的加速度之间的误差, 小于0.1g。
2 考虑动力总成角速度分量的质心加速度间接测量方法
2.1 理论力学模型
根据刚体系统运动转换关系。刚体内任意一点的加速度合成公式如式 (5) ,
在Xiaobo Yang[1]的方法中, 忽略了由刚体旋转角速度产生的向心加速度分量ar, 这种处理使得质心加速度的求解方程变为了线性方程组, 易于求解。而Ac作为悬置载荷计算的输入信号, 其误差将在悬置载荷的计算过程中放大, 进而使得悬置载荷精度降低。故加速度合成过程考虑ar部分, 引入动力总成角速度变量ωc, 由式 (5) 可推导出质心加速度的求解方程为:
由于动力总成角速度无法测得, 故上式中未知量为九个{Acx, Acy, Acz, βcx, βcy, βcz, ωcx, ωcy, ωcz}T。
2) 方程组求解
此时质心加速度的求解转化为一个9元2次方程组的求解。采用迭代法进行, 使用Matlab优化工具箱中的非线性方程组求解函数fsolve进行求解, 求解命令为[x, fval]=fsolve ('gctr_acc_cal', x0, options) , 求解参数为options=optimset ('Display', 'iter', 'Large Scale', 'on', 'Max Iter', 10000, 'Tol Fun', 1e-10, 'Max Fun E-vals', 100000) 。
此求解方法计算量较大, 并不适合实车测试的大数据量转换, 仅限于精度分析与研究。
使用实际信号分析证明, SAE方法的质心加速度求解误差与动力总成角速度正相关, 如图3所示。图3a中, delta_ax_a_sae为使用SAE方法求得的质心加速度反求测点加速度与测量值的误差, delta_ax_a_self为使用本节讨论的考虑动力总成角速度方法求得的质心加速度反求测点加速度与测量值的误差, delta_ax_a_nonl为相应测点的科氏加速度分量ωc× (ωc×ρi) 。
可以看出测点科氏加速度分量即动力总成角速度信号与质心加速度求解误差需要进一步研究如何将科氏加速度分量予以考虑, 进而提高动力总成质心加速度谱求解精度的方法。
3 基于蒙特卡罗方法的测点位置敏感度分析
为了获得测量布点位置对质心加速度反求精度的影响, 探索试验布点的合理方法, 下文将对质心加速度反求精度对测点的布置位置的敏感度进行分析。
3.1 测点位置表达方法
关于三个测点的布置对质心加速度求解精度的影响, 为了描述XY平面内三个测点P1, P2, P3与质心相对位置的拓扑关系, 引入了d, ζshape, doc三个变量。d为三个测点的外接圆直径, ζshape为描述三个测点形成的三角形的形状系数, ζshape= (P1P2+P2P3+P1P3) / (d/2) , doc为三个测点外接圆的圆心到质心的距离。
3.2 误差扰动分析
对质心加速度求解方程组 (3) 进行线性代数方程组扰动分析【4】, 加速度误差的相对大小与此线性方程的条件数Cond (BT*B) 有关, 条件数小, 相对误差一定小。采用蒙特卡罗方法将每种测点位置组合下对应的求解方程组系数的条件数大小绘制成如图4的测点误差敏感度图 (X轴为测点形状系数) 。形状系数越接近正三角形, 条件数越小。
4 结语
本文研究了使用动力总成外部测点加速度信号推导难以测量的质心加速度谱的方法, 得到以下结论:
4.1通过三个测点的9个加速度测试通道信号, 求解动力总成质心六个方向加速度谱的方法可行且效率高。
4.2 SAE方法的误差主要由于没有考虑角速度产生的科氏加速度项造成, 但实际测试数据求得的科氏加速度与质心加速度存在相位差, 消除此科氏加速度误差项需进行进一步的研究。
4.3测点的布置形式越趋近于等边三角形, 形心与动力总成质心的距离越小, 质心加速度的求解精度越高。
4.4在目前奇瑞使用的测点加速度传感器的测量误差为1%的条件下, 条件数小于5的测点布置方式可以使质心加速度求解精度达到<5%的水平。
摘要：动力总成的质心加速度道路载荷谱是整车开发中的一项重要基础数据, 以下将对动力总成质心加速度变换方法、误差分析以及测点选取原则进行详细探讨。
关键词：蒙特卡罗,动力总成,质心加速度,误差分析
参考文献
[1] Xiaobo Yang, Powertrain Mount Loads Predictionand Sensitivity Analyses, SAE paper 2004-01-1691, 2004.
[2] 范钦珊, 工程力学教程Ⅲ, 高等教育出版社, 1998, 45-52.