误差分析范文10篇

误差分析范文篇1

测量误差是测量结果与被测量真值的差别。通常有绝对误差和相对误差两种。

绝对误差:△X=X-X0。

其中:△X为绝对误差，X为被测量的给出值，X0为被测量的真值。

绝对误差能够表示测量结果与真值的偏离程度，但不能反映测量的准确程度，因此提出了相对误差:

Y=(X/X0)*100%

2测量误差的类型

根据误差的性质，测量误差可以分为系统误差、随机误差和疏失误差三类。

2.1系统误差

系统误差是指相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定，或在条件改变时按某种确定规律而变化的误差。

系统误差是由固定不变的或按确定规律变化的因素造成的，如：(1)测量仪器方而的因素，如仪器结构设计原理的缺点；仪器零件制造偏差和安装不正确等。(2)环境方而的因素，如测量时的实际环境条件对标准环境条件的偏差。(3)测量方法的因素，如采用近似的测量方法或近似的计算公式等引起的误差。(4)测量人员方面的因素，如由于测量人员的个人特点，在刻度上估计读数时，习惯偏于某一方向。

2.2随机误差

随机误差是指在同一测量条件下(指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件下)，多次重复测量同一量值时(等精度测量)，每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差。

随机误差的产生原因：对测量值影响微小但却互不相关的大量因素共同造成。这些因素主要是噪声干扰、电磁场微变、空气扰动、人地微震、测量人员感官的无规律变化等。

2.3粗大误差

粗大误差是一种显然与实际值不符的误差，又称疏失误差。

产生粗大误差的原因有:(1)测量操作疏忽和失误。如测错、读错、记错等。(2)测量方法不当或错误。如用普通力用表电压档直接测高内阻电源的开路电压。(3)测量环境条件的突然变化。如电源电压突然增高或降低，引起测量仪器小值的剧烈变化等。

3误差的处理

在这里将依据误差的分类，分别讨论对不同误差的处理方法，来减小误差。

3.1系统误差的处理

要处理系统误差，首先应该发现系统误差。在多次重复测量同一量值时，系统误差不具有低偿性。根据不同的系统误差发现的方法不同。

一是不变的系统误差。可采用校准、修正、实验比对法。

二是变值系统误差。

①马利科夫判据。马利科夫判据是判别有无累进性系统误差的常用方法。把n个等精度测量值所对应的残差按测量先后顺序排列，把残差分成两部分求和，再求其差值D。若D近似等于零，则上述测量数据中不含累进性系差，若D明显地不等于零(与νi|值相当或更大)，则说明上述测量数据中存在累进性系差。

②阿贝赫梅特判据。通常用阿贝赫梅特判据来检验周期性系差的存在。把测量数据按测量顺序排列，将对应的残差两两相乘，然后求其和的绝对值，再与实验标准方差相比较，若下式成立，则可认为测量中存在周期性系统误差。即



3.2系统误差的削弱或消除方法

（1）从产生系统误差根源上采取措施减小系统误差。如测量中，从测量原理和测量方法尽力做到正确、严格;对测量仪器定期检定和校准；减少周围环境对测量的影响等等。

（2)用修正方法减少系统误差。修正方法是预先通过检定、校准或计算得出测量器具的系统误差的估计值，作出误差表或误差曲线，然后取与误差数值人小相同方向相反的值作为修正值，将实际测量结果加上相应的修正值，即可得到已修正的测量结果。

（3)采用一些专门的测量方法。如替代法、交换法、对称测量法、减小周期性系统误差的半周期法。

最后，需要说明，通过一系列的方法减弱和消除了系统误差，但是总会残留部分。这部分误差在具体的测量条件下，通过现有的技术是无法消除，或者是技术过于复杂和经济价格昂贵。因此，残余的系统误差在满足测量要求的同时，可忽略不计，其准则是：如果系统误差或残余系统误差代数和的绝对值不超过测量结果扩展不确定度的最后一位有效数字的一半，就认为系统误差已可忽略不计。

3.3随机误差的处理

在测量中，随机误差是不可避免的。多次测量，测量值和随机误差服从概率统计规律。可用数理统计的方法，处理测量数据，从而减少随机误差对测量结果的影响。在很多情况下，测量中随机误差的分布及测量数据的分布大多接近于服从正态分布。



3.4粗大误差的处理

粗大误差对应的测量值应将剔除。对粗大误差，除了设法从测量数据中发现和鉴别而加以剔除外，重要的是采取各种措施，防止产生粗大误差。如要加强测量者的工作责任心和以严格的科学态度对待测量工作，保证测量条件的稳定等等。

参考文献

［1］蒋焕义，孙续.电子测量［M］.北京:中国计量出版.1988.

［2］刘辉.电子仪器与测量技术［M］.安徽:中国科学技术大学出版社，1992.

［3］谢海霞.电子测量误差的分析与减小方法［N］.琼州大学学报，2004-26-28.

误差分析范文篇2

测量结果与被测对象客观存在的真实值之间的差异叫做误差，误差有偶然误差和系统误差之分．

在相同条件下的多次测量中，所得数据一般不尽相同，这表明每个测量值总会偏离被测对象的真实值，即测量总会产生误差，而且这种偏离不能预知是偏大还是偏小，也就是说这种偏离具有偶然性，这种由于偶然因素造成的误差叫偶然误差．例如，在实验中，不同实验者的估读能力不同等原因都会造成偶然误差，如果多次测量所得的数据都（或大部分）比真实值偏大或偏小，即误差的大小和符号基本不变，这种误差叫系统误差，系统误差与所选用的仪器不够准确．实验原理不够完善等因素都有关系，它是中学物理实验中遍布而广泛存在的一类误差，误差分析主要包括以下内容：分析误差的来源，分析减小和消除误差的方法，分析误差的大小等。

一、通过误差分析，找出实验失败的原因和解决问题的方法

中学物理教材中，大部分实验不需要进行理论计算，但必须能成功地验证物理现象，能帮助建立物理概念和规律．实际教学中，虽然正确操作，但是实验不成功的情况时有发生，要追究其原因，就要对实验系统误差进行分析．而实验原理不够完善又是造成系统误差而使实验失败的主要原因，王力帮教授说：“广义地讲，所谓实验原理就是实验方法，实验的装置和器材，实验过程等所依据的物理道理．”[u因此，中学物理教学中，通过分析因实验原理不够完善而产生的系统误差，可以帮助我们找出实验失败的原因，请看下面的举例，例1笔者在做“晶体的熔化与凝固”实验时（实验装置如图l所示），目的是想通过实验让学生认知晶体熔化与凝固时的特点晶体从温度达到熔点开始熔化到全部熔化完全的过程中，温度保持不变，其理想熔化图象应该如图2所示，但实验总是难获成功，实验与理论不符的现象：一是温度计示数还未到熔点（书中的理论值），萘就开始熔化：二是在熔化过程中温度不是保持一段时间不变，而只是稍微停顿便又缓速上升，即熔化时间过短，熔点不明显，其图象如图3所示，为何呢？

第一种现象中温度还未到熔点便开始熔化，是萘粉不纯或者温度计零点不准而造成的系统误差．对第二种现象，广西师范大学的罗星凯教授则分析说：“主要是萘粉受热不均产生的系统误差．由于采用水浴法加热（即把盛萘粉的试管没入水中加热），就使接触试管内壁的萘粉到试管中心处的萘粉之间有一温度梯度，外层萘粉温度高，中心处萘粉温度低，萘又是热的不良导体，故这种温差较大．这样，外层萘粉已开始熔化，但中心处的萘粉温度尚未达熔点，还在继续升温，而当中心处的萘粉温度也达到熔点时，本应保持一段时间温度不再上升，但此前已熔化的液态萘内部已存在温差（靠近试管内壁液态萘的温度超过熔点），致使液态萘发生对流，加快了导热，这就加快了剩下部分固态萘的熔化．”

通过上述分析可知，若采用水浴法要使实验获得成功，关键在于设法使萘粉均匀受热．罗星凯教授曾提出：“如果将剪碎的细铁丝之类的物体掺入萘粉并搅拌均匀，加快萘粉的导热，缩小其内外温差．”加热的同时再用图4所示的螺旋形搅拌器上下翻搅萘粉，并控制灯芯火焰缓慢加热萘粉，使萘粉均匀受热就能改进实验之不足，而使实验达到如图2所示的理想效果．

类似的例子在中学物理教学中是屡见不鲜的．如做静电实验晴天容易成功而阴天不容易成功，做马德堡半球实验，如果抽气筒橡胶管过软不容易成功等，都可以通过分析系统误差找出实验失败的原因，从而找到解决问题的方法．

二、通过误差分析，合理选择实验仪器

1．分析系统误差，合理选择实验仪器

伏安法测电阻、测物体密度等，是要求中学生重点掌握的定量实验．要保证做好这些实验，首要的任务是要能合理配置实验仪器，而中学物理教师在做课前准备时，往往会随意搭配仪器．这可能给测量结果带来较大的误差，也不利于培养和提高学生的综合实验素质．合理选择实验仪器是正确进行物理实验（特别是定量实验）的基本要求，也是培养学生实验能力的基本要求．全国各省市每年的中考试题中，根据测量需要达到的准确程度则应合理选择刻度尺，电学量测量中应合理选择电表（电流表，电压表等）量程等，都是重点考核内容．

所选实验仪器不够准确或者配置不合理都会产生较明显的实验系统误差，反过来，分析系统误差有助于实验仪器的合理选择．因此，分析实验仪器给测量结果带来的系统误差，是一种合理选择实验仪器的理论依据，下面举例来对此进行阐述，例2初中物理课本（课改实验区人教版八年级下册）的教学中，遇到这样一个实验：“用电压表电流表测电阻”，即伏安法测电阻的实验，其中仪器的选取配置如下：阻值为5~10欧的待测电阻，电压为6伏的电源，量程为O—3安的电流表，量程为0~15伏的电压表，开关，滑动变阻器，导线，实验电路如图5所示．

实验后要求学生“想一想，议一议”：在准备物理实验时，不仅要考虑需要哪些器材，还要考虑器材的规格和性能．在这个实验中，如果被测电阻为5欧，选用量程为O一0.6安的电流表和量程为O—3伏的电压表是否合适？为什么？

现对两种选择产生的系统误差进行分析来回答这一问题误差理论告诉我们，电表使用中可能出现的最大相对误差为：如果实验中两表都选小量程，指针均能偏过量程的2/3，但均可能超量程，是否可能超量程就不能选用呢？我们知道，电路中的滑动变阻器具有限流和保护功能，而且实验中总要求在闭合开关前要将滑片置于变阻器的阻值最大端．本实验中，当电压表示值在2,00~3.00伏范围内（满量程的2/3以上）。

可见，即使选择小量程实验，电表内阻对实验结果产生的相对误差也非常小，可以略去不计，我们可以只考虑量程不同产生的系统误差来合理选择仪器．综合上述分析结果表明：选择大量程实验，测量结果是相当粗略的，其相对误差非常大，选择小量程实验是合适的．

2．分析偶然误差，合理选择实验仪器

在本文下一问题的讨论中我们将看到，在测量固体密度实验时，通过对偶然误差的分析发现，如果确定选用中学常用的精度为1cm3的量筒测物体体积，那么，配置托盘天平（不需要物理天平）就能满足实验要求．限于篇幅，此处不作详细分析，通过误差分析，选择恰当的测量仪器进行物理实验，是中学物理实验教学的重要方面，中学物理教师应该引起足够的重视．

三、通过误差分析，找出提高实验结果准确度的有效办法

虽然对中学生实验测量结果的准确度要求不是很高，但教师必须有意识能让学生测出较准确的结果，并适当引导学生分析如何才能测出准确结果，这对培养学生的实验素质是有积极意义的．

如果测量值与被测量真实值的差值越小（即误差越小），测量结果的准确度就越高，系统误差和偶然误差都会影响测量结果的准确度，由此可见，进行误差分析，寻求实验最佳条件，可以减小误差，提高实验结果的准确度．

例3用感量为0.2克的天平和精密度（最小分度）为1锄？的量筒测铝柱体的密度．若测得m-(57.3±0.2)g(估计读数的偶然误差为0.2g)，V=V2-I/i=(21.0+0.5)cm（vl为量筒中原来水的体积，V2为浸入铝柱体后水的体积，估计读数的偶然误差为精度的一半，即0.5cm）该实验中“天平、量筒测量时产生的误差主要是偶然误差，而系统误差可略去不计”，这也可用下述实验加以验证：量筒内先盛lO.Ocm水，倒入另外的容器内，再用量筒量盛lO.Ocm水后，将先倒入容器内的水加入量筒内水中，依此进行，发现每次水的体积分别为20cm、30cm……，即量筒自身的固定系统误差非常小．故此实验中主要分析偶然误差对实验结果的影响，物体的密度为：p-7n/V;57.3/21.0-2.73g/cm3根据误差理论，被测柱体的质量和体积的最大相对误差分别为：8m;Am．2/57.3卸．003=0.3%8V=2AW(V2Vl=2x0.5/21.0=0.048=4.8%根据间接测量的误差传递公式，密度值的最大相对误差为：8p=8m+8v．05-5%

这一误差来源主要是体积的测量．怎样减小这一误差呢？

我做了如下试验，让六位同学在互不知道他人数据的条件下读量筒内水的体积，当水的体积在28.Ocm3—29.Ocm3之间时，三位同学的读数分别是28.2cm3，28.3cm3,27.9cm3;当我将水的体积调整在20.Ocm时，三位同学的读数惊人地相同为20.Ocm说明读量筒整刻度上水的体积，其读数误差较小．

故实验中，如果在浸入柱体前，仔细把水的体积调整在量筒某一整刻度，其读数误差就能大大降低，可略去不计（即认为此时不产生读数的偶然误差）．这样，测量体积的最大相对误差可近似由2xAV/(V2-Vl)降低至AV/(V2-Vl)，密度测量值的相对误差可以由5%降低至2.5%．再从AV/(V2-Vl)项^还可看出，如果选长圆柱体实验，可以增大(V2-vl)，减小AV/(V2-Vl)项，再提高测量结果的准确度．

通过误差分析，找出产生误差的主要因素，并设法减小该项误差，可使实验达到最优化的效果．这对中学物理实验有普遍的指导意义，使用刻度尺测长度时使零刻度对齐被测物体的一端，指零仪器使用前调零等，都能提高测量结果的准确度．

四、通过误差分析，判断学生实验结果

教学中，如果教师不通过误差分析来确定误差范围，从而判断学生实验结果的对错与优劣，那么，也许学生因操作错误获得了错误结果，但老师却全然不知，试想这样的教学，质量何在？这就告诫我们，即使是中学物理实验，教师也要先根据正确的操作、记录与数据处理，计算出实验结果的误差，确定实验结果的合理区间范围，进而对学生实验结果的可靠性，合理程度进行分析与评价，判断学生实验操作的正确与否．

误差分析范文篇3

所谓机械加工精度是指机械零件在生产和加工过程中，其实际的几何参数和理想中的几何参数之间相符合的程度。机械零件的几何参数一般包括了以下几个方面：位置、尺寸和形状。机械零件的加工精度就包括了以上三个方面的内容。首先是相互位置的精度，主要是用来判断机械零件对加工表面同基准间所产生的位置误差；其次是尺寸精度，尺寸精度则是用来判断对机械零件加工表面的同基准间所产生的尺寸误差；还有一个则是形状精度，形状精度主要用来判断对机械零件的整体几何形状所产生的误差。事实上，在现实的机械加工生产过程中，由于各种各样的原因，任何一种加工方法所得到的机械零件的实际几何参数都不是绝对准确的，机械零件在加工过程中都会产生一些误差。机械零件的加工误差就是指机械零件在加工过程中实施的几何参数与理想几何参数之间的差距和偏离的程度。机械产品是由各种不同零件加工组合而成的，加强对机械零件由设计到加工，再到成品产出过程中的误差分析，提高机械零件在生产过程中的精度，对于提高机械产品的质量，增强机械产品的性能，提高机械生产商的市场竞争力具有非常重要的作用和意义。

2机械加工精度误差分析

2．1加工原理误差加工原理误差是机械零件加工误差中最常见的误差类型之一。所谓加工原理误差，就是指在机械零件加工过程中，由于采用了一些相类似的加工方法、刀具轮廓以及传动比等，来替论上的加工方法和工具，从而使得机械零件在实际的加工过程中产生了偏离理想参数的状况。加工原理误差的出现主要有以下几个方面的原因。首先，在现实的机械零件加工中采用了近似的加工运动。通常我们在进行机床作业时，为了使工作表面符合我们加工的要求，我们就需要在加工工具和被加工对象上建立一定的关系，这种关系就被称之为运动关系。在理论加工原理中，如果要达到完全准确加工精度，在实际的加工过程中就会出现很多不切实际的问题，对我们的生产加工带来很多困难，因此，在实际的加工中，我们往往会采取近似运动的加工方法，这样就导致了加工原理误差的产生。其次，在现实的机械零件加工中采用了近似的刀具轮廓。刀具轮廓是机械零件加工的重要工具，理论上，对机械零件的加工要求具有非常准确的刀具曲面，要求刀具的刃口要和曲面的轮廓完全符合，但是在现实的生产加工中，要想达到这种完全的吻合，几乎是不可能的。介于此，通常会采用近似的曲面，如圆弧、直线等简单的线性来替论上的曲面，这样由于刀具轮廓的差异就导致了加工理论误差的产生。

2．2工艺系统误差机械零件的加工离不开加工工艺，加工工艺系统误差主要是由于零件在被切削、传动等的过程中，产生了一定程度的弹性变形，导致加工工具和零件之间的位置发生错位，从而产生了生产加工的误差。分析工艺系统误差产生的原因，大致可以从以下几个方面来看：首先，机械零件受力点位置变化引起误差。机械零件在被加工的过程中，工艺系统的切削着力点是伴随着被切削位置的变化而变化的，机械零件在被切削过程中，其被切削的位置在不断的发生变化，二者在位置的变化中由于摩擦的作用就可能会产生位置错位，从而引起加工工艺系统的误差。其次，机械零件受力程度的变化引起误差。机械零件在加工工艺中，不仅其受力点的位置在不断发生变化，其受力的程度也在不断的发生变化。通常，用来被加工的机械零件本身就存在着质地、形状以及尺寸方面的不均匀问题，这些机械零件在被加工过程中，再加上其受力程度的不均匀，必然导致了误差的存在，影响了加工精度。

3提高机械加工精度的措施

提高机械加工精度，对提高机械生产企业的市场竞争力具有重要作用。针对机械加工精度误差产生的原因，从以下几个方面来提高机械加工精度。

3．1有效的减少原始误差机械加工误差产生的部分原因就在于被加工对象及其加工工具本身就存在着一定的误差。因此，采用有效措施，减少原始误差，是提高机械精度的重要方法。首先，加强对加工误差中的原始误差进行分析，发现误差产生的类型及其原因，并根据不同的原因采取不同的措施。其次，严格控制零件加工所使用的机床和其他工具的刚度、几何精度以及加工受力和受热的变形程度等。同时，由于大部分加工误差都发生在表面，因此，对于加工表面误差，则要采取相应措施，例如提高机床安装技术，减少刀具在安装过程中的误差，重视对刀具成形形状的掌控，防止成形刀具产生形状误差等。

3．2补偿误差有些加工误差是在加工工艺系统中产生的，因此，我们就要采取一些措施，有效的减少加工工艺系统的误差。所谓补偿误差就是指以人工的方式，在原始误差的基础上再创造一些新型的误差，来抵消或者均衡加工工艺系统中的原始误差，从而提高加工精度。补偿误差是减少加工误差，提高加工精度的有效措施。

3．3分化误差在降低加工误差的方法中，除了补偿误差，还可以采用分化误差的方法。一方面，通过不断的误差研究，发现加工误差产生的规律，并对产生误差的范围做一个整体上的分类和定位，从而使加工零件的误差范围在宏观上得到大大改善。另一方面，通过对零件的再次加工，是零件首次被加工所遗留下来的误差再次得到完善，从而使工件表面上的误差得到不断的均衡。在分化误差的方法，要求对加工联系密切的工具和零件的表面进行细致的分析和对比，不断的进行比较，发现差异，然后再根据这些误差有针对性的进行均衡。

3．4采用现代化的机械加工技术，实现实时加工误差控制随着机械加工技术的不断提高，现代化的数控机床已经得到了普及，在数控机床中，通过计算机技术和软件操作，我们能够实时监测到工件在加工工艺系统中的每一个过程的几何参数，从而实现了实时的误差控制和误差补偿。实时误差控制是在高精度的测量装备中，对加工过程的没一个环节采集工件加工的误差数据，实时了解到工件在加工的当前状态下的实际几何参数，然后根据被监测到得工件误差的方向和程度，由补偿控制装置构建一个误差的微量位移，进行实时的误差补偿。在这种技术下，实时的误差补偿受补偿装置惯性的影响，导致补偿措施有些滞后，但这种减少误差，提供加工精度的效率高，而且其效果也好，值得被推广和应用。

误差分析范文篇4

关键词：机械加工工艺；技术误差问题；对策分析

1针对于机械加工工艺的技术误差成因的探究

（1）定位过程的技术误差问题。在机械加工生产当中误差问题非常容易在定位过程中出现，如果在定位过程中出现误差将会大幅度的降低整个机械加工的速度。为了更好的确保机械产品的精确性，那么在实际的机械加工生产之前相关工作人员一定要认真仔细的对设计和定位基准进行有效的选择核对，只有这样才能显著的减少误差的出现，也就会促进这个机械加工生产的过程顺利完成。（2）机床误差的技术误差问题。机床误差也是机械加工工艺中常见的问题之一，其中机床误差主要包括传动链误差、主轴回转误差以及导轨误差。主轴回转误差是机床各个部件相对位置和运动基准，主轴回转误差的精度会对机床成形运动之间的相互位置关系造成一定的变化。传动链误差的出现是在实际的运行过程中传动链不断磨损，导致生产制造和装配的精度降低。机床导轨误差在机械加工工艺中影响的情况主要包括导轨在水平面中以及垂直面中的直线度而形成的误差以及前后导轨在垂直面中由于扭曲度存在而形成误差。因为平均回转轴线和主轴两者之间的实际回转轴线之间存在着差距，从而也就在一定程度上导致产生主轴回转误差情况的发生，这样对零件的精度也会产生相应的影响[1]。（3）器具加工的技术误差问题。器具加工的技术误差问题主要包括两种原因，其中第一个原因是由于刀具在实际的应用过程中选择的规格不合适，导致生产的工件发生误差问题。第二个原因是在应用刀具中运行问题存在磨损因素，形成自身规格的改变，尤其是对固定尺寸的刀具会显著的提升产品出现误差的几率[2]。

2针对于促进机械加工工艺技术减少误差问题对策的分析

（1）坚持遵循机械加工工艺各项基本原则。促进机械加工工艺技术减少误差问题的对策就是要坚持遵循机械加工工艺各项基本原则，也就是“基准先行”“先粗后精”以及“先主后次”。在处理基准问题上一定要采用多表面加工的实际标准，从而来有效的降低发生定位误差存在的各种不良因素。还要采取有效的措施促使设计实际的标准以及定位的基准最大限度的重合，从而避免基准不重合误差情况的出现。所以说，在实际的机械产品加工和生产中一定要严格按照相关的基本原则进行，尽最大可能的降低机械加工工艺技术中存在的薄弱环节和误差。（2）及时补救误差措施的应用。在实际的机械加工工艺当中有一些工艺误差是不能有效避免的，但是在面对这种误差时可以适当的采取人为操作的形式来降低误差的发生几率。那么这就要求相关工作人员在工作当中一定要严格按照相关规定进行，不能随意篡改工作流程，制定一份内容全面的工作措施来降低加工过程中存在的误差现象，从而在根本上实现对加工误差合理科学的控制，为加工工艺准确度的提升奠定坚实的基础[3]。（3）直接减少误差法措施的应用。直接减少误差法能够最大可能的避免和降低误差的发生，其中在加工工作当中由于人为因素的影响，也许会存在机械加工人员工作责任感不强的因素，在很大程度上影响了机械加工产品的精确度。因此相关管理人员一定要有针对性的提升机械加工人员的工作能力，提升其自身的专业性技能和工作责任感，加强实践的机会来学到学到更多的经验，在以后的工作中一定要严格按照相关标准去做，彻底杜绝个人因素引起误差问题，从而显著的提升零件产品的精确度，促使产品达到高质量、高标准的目的。（4）误差转移法措施的应用。机械加工工艺系统中的几何误差以及受力受热变形等都是导致加工的精度受到负面影响，其中误差转移法措施的应用可以有效的将这种误差现象转移到非敏感方向上来达到减少或者避免误差的发生。例如，在实际的加工过程当中机械加工工艺系统的变化对零部件加工表面产生作用力而形成零件参数的变化，那么我们就可以合理的将作用力转移到切线方向上来降低作用力对精度的影响。所以说误差转移法的合理应用对加工精度组合有深远的影响，相关工作人员一定要充分的发挥出误差转移法的应用价值和作用。（5）减少温度变形措施的应用。最后，机床由于受热发生变形也是机械加工出现误差的原因之一，我们需要做的就是采取措施来控制受热变形情况的影响，因此采用冷却液冷却来达到散热的目的是一种可行性对策。冷却液能够显著的降低加工工件局部的温度来达到降低工件变形的目的，只要降低了工件变形也就会减少由于温度变形所形成误差的发生。除此之外，对于热量因素的处理可以通过减少机床和热源两者之间的联系和接触来降低热量的传递，或者采取润滑剂来降低摩擦力，从而实现热量的减少[4]。

3总结

通过上述问题的分析，我们意识到机械加工精确度其实就是衡量一个国家工业技术水平的重要参考依据。但是一定要意识到在机械加工过程中出现误差问题其实是正常的，并且存在误差类型也是多样化的，我们不能从根本上避免技术误差问题的发生，但是一定要采取有效的措施来减少技术误差问题的发生。因此，通过坚持遵循机械加工工艺各项基本原则、及时补救误差手段、直接减少误差法、误差转移法、减少温度变形手段等来完善和优化机械加工工艺，为实现提高产品功能以及使用寿命奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]李建.机械加工工艺技术的误差原因与策略探讨[J].中国科技信息,2014(17).

[2]周豹.机械加工工艺技术的误差与原因探究[J].现代制造技术与装备,2017(02).

[3]李荣.火炮关键参数误差方案的区间优化及神经网络优选[D].南京理工大学,2017.

误差分析范文篇5

1微机械陀螺工作原理及误差分析

1.1微机械陀螺工作原理本文中采用的微机械陀螺是振动陀螺，如图1所示。其工作原理是：高频振动质量块在沿相反方向连续运动，如果沿垂直与的方向施加角加速度时，在哥氏效应的作用下，将会在另一轴方向产生与角加速度成比例的哥氏力。该哥氏力使高频振动质量块产生振动，通过转换电路将高频振动质量块的振幅转换为可测得的电信号，从而获得输入角加速度的信息。

1.2微机械陀螺误差分析引起微机械陀螺产生误差的因素很多，而且各种原因之间相互关联。总体来看，陀螺的误差分为两类，一类是确定性误差，一类是随机误差。确定性误差是由器件的制造缺陷、安装误差、环境干扰和刻度因数等因素共同决定的。陀螺的确定性误差主要包括常值零偏、刻度因素误差和轴失准角等，这类误差一般具有一定的变化规律，能够利用确定的函数关系来描述，可以通过转台、温度测试试验进行参数标定。随机误差由某种随机干扰随机产生，无法利用确定的函数关系来描述。陀螺的随机误差主要由随机常数、随机游走、随机斜坡等组成。

1.3平稳性检验本文将陀螺的随机误差看作一个随机过程，采用基于时间序列分析的方法建立陀螺的随机误差模型。时间序列建模要求序列为平稳、正态、零均值时间序列，因此建模之前需要检验陀螺随机误差数据序列的平稳性。这里定义游程是保持序列原有顺序的情况下，具有相同符号的序列。游程过多或过少都被认为是存在非平稳趋势。设时间序列数据足够长，把数据分成K个等长度的子序列，子序列长度为N。N1、N2分别为各子序列正负值的个数，γ为子序列游程数。

2基于时间序列分析的随机误差建模

时间序列的分析建模包括原始数据的采集、数据的统计分析、模型结构的选择、模型参数的估计等问题。由第1节分析知符合求AR模型建模要求，本节主要是确定AR模型的结构和模型参数的估计。

2.1模型结构的确定本文采用AR时间序列模型，离散时间P阶AR模型的递推方程如式3所示，其中ak是AR模型参数，ω是零均值标准差为σ的白噪声。考虑到实际应用和陀螺随机漂移误差的特点，陀螺随机误差的AR模型阶次都比较低，因此本文利用采集的2h陀螺静止数据建立了陀螺的AR(1)到AR(10)这10种AR模型。将采集的数据分成8组，每组数据分别根据FPE（FinalPredictionError）定阶准则，分析AR(1)到AR(10)的FPE值。8组数据获得的FPE值的平均值如图2所示，分析结果显示当阶数p=3时FPE值最小，故选用AR(3)模型作为陀螺随机误差的模型结构。

2.2模型参数估计确定模型的结构以后，建模的重点就是如何估计模型的参数。模型参数估计是整个建模工作的关键，AR模型参数估计的方法有最小二乘法、Yule-Walker方法、协方差方法、最大似然估计方法和Burg方法[13]等，其中Burg算法是基于在最小二乘意义下最小向前和向后预测误差来估计映射系数，然后利用LD递归算法求得AR模型参数。与其他方法相比，Burg方法提高了数据的利用率，有较好的分辨率，因此本文采用Burg算法来估计AR模型的参数。

3仿真实验

3.1基于kalman的随机误差滤波离散Kalman滤波是处理离散信号的一种最优估计方法。

3.2仿真实验本文以MTI为试验对象。保持MTI在静止状态下，首先上电预热10min，然后采集2hMTI输出的原始数据。图3所示是以100Hz的采样频率采集的陀螺静态数据。由于采集数据期间一直保持MTI处于静止状态，所以理论上，MTI中陀螺的输出值为常数。但由于误差的存在，MTI中陀螺的测量值在某一常值附近波动，波动幅度越小说明陀螺的精度越高。在试验前，必须对数据进行分析，剔除数据中的异常值来消除异常数据对模型的影响。

4结论

误差分析范文篇6

关键词：加工精度；加工误差来源；解决措施

加工误差是指机械加工之后工件的实际几何尺寸以及表面质量与理论的尺寸、质量不相符合的现象。在机械加工制造过程中，加工误差是必定会出现的，出现的加工误差又会对机械加工精度造成影响。所以说，我们需要对加工过程中存在的误差来源来认真地梳理，发现其产生的规律，进一步使用对应的方法来减少误差的出现，从而使得最终的制造精度大幅提升。

1机械加工误差产生的原因

1.1原理误差。在加工的过程中没办法采用理想的加工运动方式而采用了近似的加工运动方式，由此产生的加工误差称为原理误差。从实际的情况考虑，如果采用理论中的加工原理对工件进行加工，那么就需要十分复杂的加工机构来实现这一目标，这会造成资源的极大浪费。机械加工企业只需要将加工件的误差控制在一定范围内，能够满足功能需求即可，并不需要提高成本来彻底消除误差。因此，在实际加工中原始误差是一定会存在的，这就会给加工件的加工精度带来影响。1.2机床误差。机床是机械加工的必备条件，生产过程中的每一个环节，零部件的每一次加工都需要机床的参与。所以说，机床自身的误差直接作用于零部件的制造精确度。机床的制造误差包括机床的导轨精度误差、主轴的回转误差以及传动链误差。导轨是机床的最关键部件之一，它起到确定机床其他零部件的相对位置、为刀具等加工部件的运动提供基准等作用。导轨的精度误差主要来源于导轨本身在制造时产生的误差、导轨安装不正确以及导轨在运动较长时间后产生的磨损。主轴是进行切削加工必不可少的部件，是生产时刀具运动的基准，能够直接施加影响作用于被加工部件。主轴的同轴度、跳动度误差、轴承的几何尺寸或表面质量误差以及轴承之间的同轴度误差导致了主轴误差的出现。在主轴零部件的不同误差共同作用下会导致主轴的实际轴线在转动过程中偏离理论位置，造成被加工件精度下降。传动链是由诸多的传动部件例如齿轮、蜗杆、丝杠、螺母等组成的，因而各传动部件的加工精度以及装配误差都会对整个的传动链造成影响，进而产生机床误差。1.3刀具的几何误差。加工过程中不同刀具在切削时与工件的接触部位磨损程度不同，造成的加工误差也不相同，同时刀具的切削会对刀具产生力的作用从而使得刀具本身产生变形磨损，从而使得被加工件产生加工误差；刀具本身在制造过程中产生的误差也会造成工件的误差，例如使用定尺寸刀具进行加工时，刀具的制造误差会直接对被加工零部件的精度产生不好的作用。1.4调整误差。机械加工不是一个一次性就完成的过程，需要经过一个个的步骤。而在每个步骤完成之后需要对夹具、刀具以及工件进行调整，例如重新对刀、重新夹装等，以便确保它们之间相互位置精度的准确。但是这种调整会有误差，这会使得被加工零件的精确度下降。1.5定位误差。在机械加工开始之前需要将工件固定且与机床上的基准部件保持正确的相对位置，这就需要人利用夹具完成这一环节，因而会产生定位误差。被加工件定位时相对于基准的位置精度会对被加工零件的形状、尺寸大小产生直接的影响，这关系着之后的加工以及装配。所以说定位误差在机械制造流程中扮演关键角色。在实际的生产环节中定位误差是没有办法彻底解决的，因此就需要加工人员在不影响后续加工处理以及装配的情况下尽力去减少定位时的基准不重合度，让机械加工误差位于公差带内。1.6夹具的几何误差。上述提到了定位误差的重要作用，实现被加工件的定位需要用到夹具。夹具的具体功能是使得工件能够处于一个参照刀具和机床而言的准确方位，所以说夹具的本身的几何误差对机械制造误差尤其是其中的方位的误差有很大的坏的作用。1.7刀具、工件受热或者受力变形引起的误差。不论被加工件的材料如何，在机械加工的过程中工件受到了刀具的切削，因而会在接触部位产生剧烈的摩擦以及力的作用。这种剧烈的摩擦会使得刀具以及被加工件产生大量的热量，工件与刀具会在高温时会改变自身的刚度性能以及热力学性能，同时工件与刀具都会在力的作用下产生形变。这些情况都会对被加工件的最终成型、装配产生很大的影响。特别是对于一些要求高精度、高质量表面的加工工件来说，例如航天发动机部件的加工，在机械加工的过程中工艺系统所受到的力与热会导致加工部件的报废。因此，为了解决上述问题，在加工过程中一般会使用冷却液、切削液对刀具进行冷却、润滑。

2解决措施

2.1清楚地认识不同性质的误差。提高制造精确度的一个关键环节是需要分辨明白不同性质的误差。加工过程中产生的误差一般会被区别为系统误差和随机误差。系统误差是指在一段时间内加工零部件时出现的数量和矢量遵循某种规律变化或者维持原状的加工误差，分别称为变值系统误差和常值系统误差。常值系统误差包含有原理误差、机床设备各个部分元件的制造误差、制造工艺链受力所带来的制造误差等；变值系统误差包含制造工艺链受热、刀具摩擦磨损带来的制造误差等。随机误差说的是在加工的过程中误差的数量与矢量不遵循规则变化的制造误差，其包括零部件的内应力误差、定位误差、坯料误差等。认清楚不同的误差之后就可以按照不同的解决方案来减小或者消除加工误差，提高加工的精度。2.2原始误差减小法。众所周知原始误差包含了机床的精度误差、夹具误差等等。具体问题具体分析，面对差异化的原始误差造成的加工精度较差的问题需要互不相同的方案，在开始加工之前就将问题解决，能够明显的降低或者减少原始误差对于零件加工的影响。例如在加工制造精度要求比较高、结构有比较复杂的航空部件时，就需要优秀的性能卓越的加工设备。例如智能化机床的使用能够提高加工精度，防止热变形、测量机床的空间精度并加以自动补偿。降低原始误差的常见措施有转移法和补偿法。原始误差转移法是指在没有办法完全消除原始误差的情况下，将原始误差转移至对于被加工部件精度要求不高的部位，这样就能够避免原始误差对零部件的制造精确度产生太大的坏的作用。原始误差补偿法是指在机械加工过程中人为地制造一种误差，人为制造的误差必须要和需要消除的误差大小相等，方向相反，使两种误差互相抵消，这样就能提高被加工件的精度。2.3不同的零部件需要有不同的加工方式。大构件的加工要采用不同的加工方式，加工时材料去除量占毛坯总重的90%左右，其结构的厚度以及规格条件都要求采用高速加工技术以降低切削力、减小工件的变形，这对零部件的制造精确度有很大的提高，同时也可以保证加工的效率。2.4误差分组。通过对误差出现的规律进行研究，通过仔细测量之后将部件的尺寸按照值的高低来分组，分为a组，这样一来每一组零部件的尺寸范围变成了之前的1/a。接着遵循各个组的误差范围进行再次对刀，让各组的零部件尺寸范围中心保持相同，这样的话能极大降低加工件的尺寸分散范围水平。采用误差分组的方法能在一定程度上增加加工的精度，同时该方法经济有效。2.5设计时改进被加工件的结构。在设计加工件时不仅仅要考虑到功能方面的实现，成本的控制问题还应该尽力达到方便加工的要求。例如壁厚要均匀，结构要匀称，来减小工件内应力的发生，因为内应力的产生也会对制造精确度产生坏的作用。另外在加工时适当地选择不同材质的刀具，加大刀具的前角和主偏角，在加工前或者加工后对被加工件实施适当的化学处理、热处理等手段，这些方法都能有效降低刀具对零部件的切削力，从而减小零部件的变形。2.6构建机械加工的专家系统。随着机械制造智能化程度的不断进步，用以解决复杂问题的智能程序被应用到了机械加工工艺流程当中。该智能程序能够充分表示机械加工误差领域的知识， 可根据用户的需求迅速、 准确、全面地提供加工误差的定义、 图例、 测量方法、 产生的原因以及相应的控制措施等信息。使用专家系统能快速、有效地分析出加工误差的原因所在并提出解决方案用以提高机械制造加工的精度。

3总结

误差分析范文篇7

关键词：数控机床；几何误差；误差补偿

前言

提高机床精度有两种方法。一种是通过提高零件设计、制造和装配的水平来消除可能的误差源，称为误差防止法(errorprevention)。该方法一方面主要受到加工母机精度的制约，另一方面零件质量的提高导致加工成本膨胀，致使该方法的使用受到一定限制。另一种叫误差补偿法(errorcompensation)，通常通过修改机床的加工指令，对机床进行误差补偿，达到理想的运动轨迹，实现机床精度的软升级。研究表明，几何误差和由温度引起的误差约占机床总体误差的70%，其中几何误差相对稳定，易于进行误差补偿。对数控机床几何误差的补偿，可以提高整个机械工业的加工水平，对促进科学技术进步，提高我国国防能力，继而极大增强我国的综合国力都具有重大意义。

1几何误差产生的原因

普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起：

1.1机床的原始制造误差

是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差，是数控机床几何误差产生的主要原因。

1.2机床的控制系统误差

包括机床轴系的伺服误差（轮廓跟随误差），数控插补算法误差。

1.3热变形误差

由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。

1.4切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差

包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。这种误差又称为“让刀”，它造成加工零件的形状畸变，尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时，这一误差更为严重。

1.5机床的振动误差

在切削加工时，数控机床由于工艺的柔性和工序的多变，其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域，从而激起强烈的颤振。导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。

1.6检测系统的测试误差

包括以下几个方面：

（1）由于测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差引起的测量传感器反馈系统本身的误差；

（2）由于机床零件和机构误差以及在使用中的变形导致测量传感器出现的误差。

1.7外界干扰误差

由于环境和运行工况的变化所引起的随机误差。

1.8其它误差

如编程和操作错误带来的误差。

上面的误差可按照误差的特点和性质，归为两大类：即系统误差和随机误差。

数控机床的系统误差是机床本身固有的误差，具有可重复性。数控机床的几何误差是其主要组成部分，也具有可重复性。利用该特性，可对其进行“离线测量”，可采用“离线检测——开环补偿”的技术来加以修正和补偿，使其减小，达到机床精度强化的目的。

随机误差具有随机性，必须采用“在线检测——闭环补偿”的方法来消除随机误差对机床加工精度的影响，该方法对测量仪器、测量环境要求严格，难于推广。

2几何误差补偿技术

针对误差的不同类型，实施误差补偿可分为两大类。随机误差补偿要求“在线测量”，把误差检测装置直接安装在机床上，在机床工作的同时，实时地测出相应位置的误差值，用此误差值实时的对加工指令进行修正。随机误差补偿对机床的误差性质没有要求，能够同时对机床的随机误差和系统误差进行补偿。但需要一整套完整的高精度测量装置和其它相关的设备，成本太高，经济效益不好。文献[4]进行了温度的在线测量和补偿，未能达到实际应用。系统误差补偿是用相应的仪器预先对机床进行检测，即通过“离线测量”得到机床工作空间指令位置的误差值，把它们作为机床坐标的函数。机床工作时，根据加工点的坐标，调出相应的误差值以进行修正。要求机床的稳定性要好，保证机床误差的确定性，以便于修正，经补偿后的机床精度取决于机床的重复性和环境条件变化。数控机床在正常情况下，重复精度远高于其空间综合误差，故系统误差的补偿可有效的提高机床的精度，甚至可以提高机床的精度等级。迄今为止，国内外对系统误差的补偿方法有很多，可分为以下几种方法：

2.1单项误差合成补偿法

这种补偿方法是以误差合成公式为理论依据，首先通过直接测量法测得机床的各项单项原始误差值，由误差合成公式计算补偿点的误差分量，从而实现对机床的误差补偿。对三坐标测量机进行位置误差测量的当属Leete,运用三角几何关系,推导出了机床各坐标轴误差的表示方法,没有考虑转角的影响。较早进行误差补偿的应是Hocken教授，针对型号Moore5-Z(1)的三坐标测量机，在16小时内，测量了工作空间内大量的点的误差，在此过程中考虑了温度的影响，并用最小二乘法对误差模型参数进行了辨识。由于机床运动的位置信号直接从激光干涉仪获得，考虑了角度和直线度误差的影响，获得比较满意的结果。1985年G.Zhang成功的对三坐标测量机进行了误差补偿。测量了工作台平面度误差，除在工作台边缘数值稍大，其它不超过1μm，验证了刚体假设的可靠性。使用激光干涉仪和水平仪测量得的21项误差，通过线性坐标变换进行误差合成，并实施了误差补偿。X-Y平面上测量试验表明，补偿前,在所有测量点中误差值大于20μm的点占20％，在补偿后，不超过20％的点的误差大于2μm，证明精度提高了近10倍。

除了坐标测量机的误差补偿以外，数控机床误差补偿的研究也取得了一定的成果。在1977年Schultschik教授运用矢量图的方法，分析了机床各部件误差及其对几何精度的影响，奠定了机床几何误差进一步研究的基础。Ferreira和其合作者也对该方法进行了研究，得出了机床几何误差的通用模型,对单项误差合成补偿法作出了贡献。J.Nietal更进一步将该方法运用于在线的误差补偿,获得了比较理想的结果。Chenetal建立了32项误差模型，其中多余的11项是有关温度和机床原点误差参数，对卧式加工中心的补偿试验表明，精度提高10倍。Eung-SukLeaetal几乎使用了同G.Zhang一样的测量方法，对三坐标Bridgeport铣床21项误差进行了测量，运用误差合成法得出了误差模型，补偿后的结果分别用激光干涉仪和Renishaw的DBB系统进行了检验，证明机床精度得以提升。

2.2误差直接补偿法

这种方法要求精确地测出机床空间矢量误差，补偿精度要求越高，测量精度和测量的点数就要求越多，但要详尽地知道测量空间任意点的误差是不可能的，利用插值的方法求得补偿点的误差分量，进行误差修正，该种方法要求建立和补偿时一致的绝对测量坐标系。

1981年,Dufour和Groppetti在不同的载荷和温度条件下，对机床工作空间点的误差进行了测量,构成误差矢量矩阵,获得机床误差信息。将该误差矩阵存入计算机进行误差补偿。类似的研究主要有A.C.Okaforetal，通过测量机床工作空间内，标准参考件上多个点的相对误差，以第一个为基准点，然后换算成绝对坐标误差，通过插值的方法进行误差补偿，结果表明精度提高了2～4倍。Hooman则运用三维线性（LVTDS）测量装置,得到机床空间27个点的误差（分辨率0.25μm，重复精度1μm），进行了类似的工作。进一步考虑到温度的影响，每间隔1.2小时测量一次，共测量8次，对误差补偿结果进行了有关温度系数的修。这种方法的不足之处是测量工作量大，存储数据多。目前，还没有完全合适的仪器，也限制了该方法的进一步运用和发展。

2.3相对误差分解、合成补偿法

大多数误差测量方法只是得到了相对的综合误差，据此可以从中分解得到机床的单项误差。进一步利用误差合成的办法，对机床误差补偿是可行的。目前，国内外对这方面的研究也取得一定进展。

2000年美国Michigan大学JunNi教授指导的博士生ChenGuiquan做了这样的尝试，运用球杆仪(TBB)对三轴数控机床不同温度下的几何误差进行了测量，建立了快速的温度预报和误差补偿模型，进行了误差补偿。Christopher运用激光球杆仪（LBB），在30分钟内获得了机床的误差信息，建立了误差模型,在9个月的时间间隔内,对误差补偿结果进行了5次评价,结果表明，通过软件误差补偿的方法可

以提高机床的精度，并可保持精度在较长时间内不变。

误差合成法，要求测出机床各轴的各项原始误差，比较成熟的测量方法是激光干涉仪，测量精度高。用双频激光干涉仪进行误差测量，需时间长，对操作人员调试水平要求高。更主要的是对误差测量环境要求高，常用于三坐标测量机的检测，不适宜生产现场操作。相对误差分解、合成补偿法，测量方法相对简单，一次测量可获得整个圆周的数据信息，同时可以满足机床精度的检测和机床评价。目前也有不少的误差分解的方法，由于机床情况各异，难以找到合适的通用数学模型进行误差分解，并且对测量结果影响相同的原始误差项不能进行分解，也难以推广应用。误差的直接补偿法，一般以标准件为对照获得空间矢量误差，进行直接补偿，少了中间环节，更接近机床的实用情况。但获得大量的信息量需要不同的标准件，难以实现，这样补偿精度就受到限制。

在国内，许多研究机构与高校近几年也进行了机床误差补偿方面的研究。1986北京机床研究所开展了机床热误差的补偿研究和坐标测量机的补偿研究。1997年天津大学的李书和等进行了机床误差补偿的建模和热误差补偿的研究。1998年天津大学的刘又午等采用多体系统建立了机床的误差模型，给出了几何误差的22线、14线、9线激光干涉仪测量方法，1999年他们还对数控机床的误差补偿进行了全面的研究，取得了可喜的成果。1998年上海交通大学的杨建国进行了车床热误差补偿的研究。1996到2000年在国家自然科学基金和国家863计划项目的支持下，华中科技大学开展了对数控机床几何误差补偿以及基于切削力在线辩识的智能自适应控制的研究,取得了一些成果。

综上所述：进行数控机床的误差补偿，误差测量是关键，误差模型是基础。通过误差的补偿，可以有效的提高机床的精度，为提升我国制造业水平作贡献。

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误差分析范文篇8

关键词:螺杆;数控加工仿真方法;三坐标测量

螺杆作为螺杆泵的关键零部件，工作环境较为复杂，其结构和加工质量将直接影响到整机的性能。因而除了在合理选择和设计螺杆的加工工艺外，采用先进的制造技术，对于进一步提高螺杆的质量和寿命有着重要的意义。在螺杆的制造工艺方面，国内螺杆制造公司制造工艺不先进，螺杆加工制造设备普遍采用普通车床、铣床配以专用成形刀具;部分加工能力较好的企业也只采用了简易数控机床，其加工效率低，加工精度难以保证，很难达到螺杆的设计要求，另外螺杆的造型都比较复杂，现有的加工方法和设备很难适应螺杆高精度的要求。数控加工仿真就是利用计算机软件来模拟数控加工过程，对制造过程中可能出现的问题进行分析与预测，提出改进措施，预测产品性能、产品制造技术、产品的可制造性，实现产品从开发到制造整个过程的优化，达到降低产品生产周期、减少开发风险、提高经济效益的目的。因此，开发螺杆加工新工艺以提高螺杆制造工艺水平是十分必要的。

1螺杆数控仿真加工

1．1数控仿真加工的一般流程。数控加工是指在计算机的CAM系统上，从加载毛坯，定义加工的对象，设定刀具参数，定义加工方式，最后生成相应硬件机床的数控加工程序的过程。仿真加工过程，依据加工程序的内容确立刀具轨迹的生成方式。加工程序的内容主要有:定义刀具的驱动方式和加工对象的几何尺寸以及切削步距、主轴转速、进退刀点、进给量、切削角度的输入，并在模型上定义干涉面及安全平面。待所有的刀具轨迹设计合格，编辑修改相应的刀具轨迹达到机床的要求，进行仿真加工模拟，最后进行程序后处理生成相应数控系统的加工代码，复制到相应的机床上可以进行实际加工(进行DNC传输与数控加工)，其具体流程如图1所示。本设计数控设备选定为DST五轴数控铣镗床。1．2螺杆数控加工结果。螺杆数控加工结果如图2所示。

2螺杆加工误差分析

2．1检测项目的选择。根据螺杆泵转子的运动是转子自转和公转两个运动合成行星运动，由于加工误差的存在，会影响螺杆泵的寿命和泵的效率。由于转子型线综合反映转子偏心距和截面直径的加工误差，为了检验螺杆数控加工质量是否符合设计要求，对螺杆型线进行误差检测。螺杆加工精度的评价指标为在某一个纵剖面上型面测量点误差。2．2试验设备与方法。2．2．1试验设备。测量螺杆直线度采用DEA桥式数控三坐标测量机。该仪器的组成包括工作台、移动桥架、中央滑架、Z轴、测头、电子系统等。测量行程范围(x/y/z)460mm×710mm×420mm，显示分辨率测量速度0.001mm，计算机系统分辨率760mm•s－1，电源要求220V±10%，50Hz±2%，气源要求最小压力0.6MPa，耗气量24L•min－1，环境温度使用要求(20±2)℃，环境湿度使用要求60%。2．2．2试验方法。为方便定位对于细长螺杆的测量，一般采用轴截面测量。本实验的测量选择接触式测量方法对螺杆轴截面表面误差进行测量。(1)选择图3所示零件型面黑色曲线位置作为被测特征，测量时测头容易出现跳跃现象，选择转子上的凸缘位置几个关键位置的测量有助于保证测量精度。在一个螺距200mm范围内，选择27个点，并测量点的坐标。(2)在坐标系统内定义工件基准。测量基准采用数控加工基准，以此保证数控加工基准与测量基准的一致。(3)固定转子使轴向垂直于测量平台，以转子的轴向为z轴方向，取向上为正，以测量平台为xoy平面，面对测量平台时，以向右方向为x正方向，向前方向为y正方向。为了获得较高的测量精度，使测头的中心点与测量点的矢量方向与螺杆曲面测量点的法线方向趋于一致。(4)对测头进行标定，然后进行型线坐标点的测量，并记录测量结果。2．3试验结果与分析。按照上面的操作步骤，测量数据点的坐标可以直接读入计算机，得出测量结果，由最后测量结果可以看到，螺杆型线上各测量点的误差值均在允许范围内。即数控加工编程正确合理，加工零件产品合格。

3结果与讨论

误差分析范文篇9

分析了热量表的误差组成及影响误差的因素，并模拟计算了实际不同运行工况下热量表的最大误差，得出结论；当散热器进出水温差Δt达到最小值、流量q达到最小允许值时，热表误差限的最大值为10%，随流量的增加，误差限逐渐降为8%；Δt不变时，流量较小误差较小；q不变时，Δt越大，误差越小，当Δt>3Δtmin时，误差接近常数；一定温差下，当实际流量大于常用流量的一半后，误差近似为常数。

关键词：热量表/最大允许误差/供热计量收费

Abstract

Analysestheconstitutionoftheheatmetermeasurementerroranditsaffectingfactors,calculatesthemaximalmeasurementerrorofaheatmeterunderthedifferentoperationconditions.Concludesthatthemaximalmeasurementerrorofheatmeteris10%whenthetemperaturedifferencebetweeninletandoutletfluidofaradiatorisminimalandtheflowrateisalsominimaladmissible.Whenflowrate(q)increases,theerrorlimitswillgraduallyreduceto8%.ForaconstantΔt,thesmallertheerror.WhenΔt>3Δtmin,theerrorwillbeclosetoaconstant.Forcertaintemperaturedifferences,whentheactualflowrateqislargerthanhalfofcommonflowratetheerrorisnearlyaconstant.

Keywords：heatmeter/maximumpermissibleerror/heatbilling

供热计量收费中，热量表计量是否准确，不仅关系到用户的利益，而且也关系到供热公司的利益。因此，用户和供热公司都希望能准确计量。而计量的误差大小，不仅和热量表的准确度有关，而且和实际运行工况有着密切的关系。

1热量表准确度

1．1准确度定义

用相误差限E来定义热量表的准确度[1，2]：

（1）

式中：Vd为热量表的显示值；Vc为真值。

1．2误差限的计算

以目前常用的3级准确度的热量表为例，其相对误差限E的计算公式为[1，2]：

E=EC+Et+Eq（2）

（3）

（4）

（5）

式中EC，Et，Eq--分别为计算器、配对温度传感器、流量传感器误差限；

Δtmin--散热器进、出口水最小温差，在此温差下，热量表准确度不应超过误差限；

Δt--散热器进、出口水温差；

qp--常用流量，即供暖系统正常连续运行时水的流量，在此流量下，热量表准确度不应超过误差限；同时，无论在何种情况下流量传感器的误差限量最大不能超过5%。；

q--通过散热器的流量。

把（3），（4），（5）代入式（2），得：

（6）

式中Ect为计算器与配对温度传感器误差限之和，其值与温差成反比；Eq为流量传感器误差限，其值与流量成反比。

1．3误差限影响因素的影响

1．3．1最小流量的影响

根据规定[1]，热量表的常用流量qp和最小流量qmin之比必须符合要求，对于接管直径DN≤40的热量表，必须为50或100，如取50，则最小流量；而同时又规定，流量传感器的误差最大不超过5%，据此又可以推出最小流量qmin，即由，得。显然，qmin与q′min两者并不一致。那么当流量于qmin～q′min之间时，其误差限就不能用式（5）计算。

1．3．2Δt=Δtmin时

当散热器进出口温差为热量表所允许的最小温差时，即Δt=Δtmin，Ect达到最大值，即±5%。若此时流量在qmin～q′min之间，则误差限E就达最大值±10%。如接管直径为15的热量表，其常用流量qp=0.6m3/h,则q′min=0.015m3/h,qmin=0.012m3/h。按照热量表标准，当流量q在0.012～0.015m3/h之间时流量传感器的误差限最大不超过5%。因此，此时热量表的误差限为10%，而不能式（6）计算，否则误差限就大于10%，见图1。当流量q大于q′min时，即q大于0.015m3/h时误差限逐渐降低；当流量大于qp/2即0.3m3/h后，误差限的降低速率很小，误差限接近常数，在±8.07%左右。

1．3．3Δt>Δtmin时

随着Δt的增大，误差限逐渐下降。如上例热量表Δtmin=3℃，当Δt=9℃时，则最误差限为±7.3%，当流量大于0.3m3/h后，误差限基本稳定在±5.4%左右，见图2。当Δt=18℃时，则最大误差限为±6.6%，当流量大于0.3m3/h，误差限基本稳定在±4.7%左右，见图3。若温差再增大，误差限下降极小。

1．3．4q=qp时

仍取上例，若流量q恒等于qp时，可知当Δt>3Δtmin后，误差限几乎不变化，即在常用流量下，只有当Δt<3Δtmin时误差限才较大，误差限随沿着的变化如图4所示。大温差、小流量运行时，式（6）最小为Ect最小为1%，第二项最大可达5%，因此此时极限误差限为6%。

2室温恒定时实际运行工况下的误差分析

由以上分析可知，随着温差、流量的不同，热量表的误差限也不同，因此，在实际运行中，一个热量表的实际计量误差到底多大，在一个供暖季结束后，由以上分析还无法给出用户或供热公司收缴热费可能最大的误差是多少。

在按热量计量收费后，热网可能有不同的运行模式，不同模式下热计量的误差不同。

2．1供暖季外温和耗热量

以北京一建筑面积为100m2的用户为例。室内设计温度18℃，室外设计温度-9℃，热负荷为50W/m2，折合成单位建筑面积、单位温差下的耗热指标为1.852（W/m2·℃）。表1列出了在整个供暖季内不同外温下的天数以及假设室温恒定时房间负荷随外温变化的分布，表中耗热量Q是对应外温下的负荷与相应天数的乘积，以此耗热量为基本数据来模拟在不同运行工况下计量的热。由于仅讨论户用热量表的计量误差，因此在以下分析中均不考虑房间自由热对负荷的影响。

由于流量恒定，根据式（6）计算出流量误差限，Eq为常数3.17%。而Ect误差限最小为1.48%，对应温差25℃；Ect误差限最大为2.00%，对应温差12.1℃，见表2。由表2可知在不同运行工况下，热量表的最小、最大误差限分别为4.65%和5.17%；由此也可以看到，由于流量恒定、流量误差限为常数，而温差最小也有12.1℃。因此热量表的误差限变化较小。

热量表的实际计量误差和误差限是两个不同的概念。热量表的实际计量误差和误差限有关，同时还与负荷的频谱分布有关。根据不同外温下天数的分布计算出不同外温下的实际耗热量Qi，再乘以该实际耗热量所对应的热量表的误差限Ei，从而得到实际计量的可能最大误差Ei，即：

Qe=∑EiQi（7）

式中，Ei为第i个外温（对应Δti）下的误差限，见表2；Qi为第i个外温下的耗热量，见表1。整个供暖季总耗热量为35.84GJ，由式（7）计算得热量表的计量最大误差为1.75GJ，占总耗热量1075.2元，热费最大误差为52.35元。由此得知，在这种运行模式下，3级表的计量误差是完全允许的。

上述分析计算是在设计供回水温度为95℃/70℃情况下进行的，但在目前实际运行中很少有单位能达到此运行水平，供回水温度较低，因此计算误差可能与以上分析有差异。如供回水设计温度为70℃/55℃，则流量为286.72kg/h。与表1相比，流量增大、Eq减少，在对应外温下，供回水温差减少、Ect增大，同时热量表的误差限E增大，如表3。计算得到的热量表计量最大误差为1.89GJ，占总耗热量的5.26%。同样热价，热费最大误差为56.27元。由此看到，此时的计量误差大于上例。

2．3分阶段变流量质调节运行

把供暖季分为供暖初期、严寒期、供暖末期。在供暖初、末期使用小流量，在严寒期使用大流量运行。与上例相同，设严寒期供回水温度为70℃/55℃，流量为286.72kg/h，当外温-3℃时进行流量转换，当外温高于-3℃时取相对流量为0.6，即172.03kg/h。

由上述条件，据式（6）计算得误差分布，见表4；并据式（7）得热量表计量最大误差为1.786GJ，占总耗量的4.98%。同样热价时热费误差为53.59元。由此可知，在分阶段变流量的质调节运行模式下热量表的计量误差会进一步降低。

2．4量调节运行

实际运行中在整个供暖季保持量调节是不现实的，会造成供暖初、末期供回水温差过大、流量过小。如果不考虑这种因素而仅就分项误差限而言，从分析计算可知，其计量误差与分阶段变流量质调节的计量误差非常接近。

3室温可调时实际运行工况下的误差分析

为简化分析，室温设定模式为上班时8:30～16:30家中的室外温设定为10℃，其余时间设定为18℃，在设计外温下的设计供水温度仍为70℃/55℃，供水温度如表3中第二行所示值。这样，当白天家中无人时，室内温度降低，总能耗从固定在18℃时的35.84GJ减少到25.6GJ,节能28.6%。从计量误差满足要求的情况下，即流量计的最大误差不超过5%的条件眄，热量表全冬季

的计量最大误差为1.326GJ，点总耗热量的5.18%。同样热价时总热费768元，热费误差为39.8元。

4结论

4．1散热器进出口温差Δt达到最小值、流量达到最小允许值时，3级热量表误差限的最大值为10%；温差不变，随着流量的增加，误差限逐渐降为8%；

4．2在相同温差Δt下，工作流量较小时误差限较大，工作流量较大时误差限较小；

4．3在相同流量q下，进出口温差越大，误差限越小；反之亦然；当Δt>3Δtmin后，误差限接近于常数；

4．4在一定温差下，流量q>0.5qp后，误差限的大小几乎与q无关，逼近于常数；

4．5模拟北京地区供暖情况，在不同运行方案下3级表的计量误差不超过5.5%。

参考文献

1中华人民共和国城镇建筑行业标准，GJ128-2000热量表

误差分析范文篇10

关键词：数控加工；复杂曲面；误差

在各行各业当中对复杂曲面有着广泛的应用，如汽车行业以及航天行业中。因为科学技术的快速提升，面对更加复杂的曲面精度以及复杂的零件形状，其质量要求更加严格，这便需要当前的数控加工技术进行更多的创新和提升，以便确保生产出来的曲面零件的精度和质量与生产的要求相符合。其中，在实施数控加工的过程中，会因为误差问题影响复杂曲面零件的精准度，所以要对数控加工误差进行严格控制，应用相应的手段使复杂的曲面零件误差有所降低，以便使加工的效率得到提升。

一、复杂全面数控加工的现状

通常情况下，数控加工技术的应用，对于复杂的曲面加工来说，尽管是非常精密的一种加工手段，但其中会存在一些因素对其加工精准产生影响，从而产生误差。例如：应用的道具材料、曲面模型以及加工方法等。在具体操作的过程中，刀具的应用理论运行轨迹与补插轨迹之间会产生一定的误差，如果不对其进行严格控制，会产生更大的加工误差，降低工作效率。当前，五坐标联动数控加工高技术以及三坐标数控加工技术的应用非常广泛，尽管起到的作用非常重要，但是也有一些不可避免的影响因素[1]。当前，在数控加工当中，主要应用的刀具包括球形刀、端铣刀以及环形刀等，因为球形刀当中的任意点与曲面进行接触之后产生的效果都是相同的，因为多使用球形刀具对曲面实施加工，并且在三轴联动数控加工以及五轴联动数控加工中非常适用，但是在五轴联动加工中，只有环形刀具比较适用。数控机床尽管非常精密，但依然会存在很多影响因素，所以对其误差进行控制分析，是将加工效率进行提升的关键性环节。

二、复杂曲面数控加工误差分析

复杂曲面数控加工产生误差的主要因素便是加工刀具的几何误差、加工曲面以及加工刀具之间产生的几何运动误差、工艺系统产生的制造误差等，一般情况下复杂曲面数控加工误差包括：刀轴摆动产生的误差，直线逼近产生的误差。在具体加工的过程当中，出现误差最多的部分便是插补断的中心四周，是因为最大转动误差以及最大直线逼近误差共同构成的。转动的误差便是法向矢量转动时产生的误差，具体来说便是法向矢量在转动过程中产生的误差，对传动误差大小产生的影响因素是刀具的半径加工补偿，经过的曲面弧长、加工曲面的法曲率。直线逼近误差会受到数控加工复杂曲面形状的一些影响，但是加工刀具并不会产生很大的影响。总之，刀具半径、走刀线路、步长、被加工曲面几何的具体形状的都会对加工产生相应的误差。复杂曲面数控加工当中，插补弦长会对直线逼近误差产生直接的影响，如果需要将直线逼近误差进行降低，便需要对刀具的进给速度和插补周期进行合理控制[2]。

三、复杂曲面数控加工误差控制

（一）刀轴转动误差补偿。在复杂曲面数控具体加工当中，加工表面如果沿着走刀方向为凸曲线，那么切触点的运行轨迹便属于凹曲线。在这样的情况下，产生的加工误差会比较大，刀轴转动误差以及直线逼近误差之间的和也会比较大。如果用刀具切触点篇置法可在某种程度上，对刀轴转动误差进行补偿，使得总误差有所降低。沿着加工表面外法向矢量方向，将刀具切触点A进行移动，移动到A’，成为全新的切触点，可以使复杂曲面数控加工误差的分布有所改变，使得加工误差得到补偿[3]。如果复杂曲面数控加工当中的表面沿着走刀方向，为凹曲线，直线逼近差δ1超过刀轴转动误差δn，便不会有任何超差产生。所以，不需要实施加工误差补偿，刀轴转动误差补偿要结合具体的情况，采用合理的方式实施控制。（二）直线逼近误差控制。在复杂曲面的数控加工当中，会发生直线向曲面逼近的情况，针对这种情况的产生，会出现直线逼近误差δ1，具体来说便是插补运行会导致直线逼近误差δ1，一般情况下，只能将直线逼近误差进行降低，或者对其进行有效控制，并不能对其完全消除。控制直线逼近误差的有效方式包括控制插补弦长、插补周期控制和控制刀具的进给速度。其一，插补弦长控制。在数控加工的过程中，如果加工曲面没有任何的变化，插补断内进给方向的法曲率属于定值，这时对直线逼近误差因素产生影响的为插补弦长，并且直线逼近误差以及插补弦长的平方为正比，所以对插补弦长进行减少，能够在某种程度上使数控加工当中的直线逼近误差有所降低。如果ε≥δ1，那么。因此在复杂曲面的数控加工当中，插补弦长需要被严格控制，使其相应的范围当中，才能对加工的精度给予保障。所以合理将插补弦长进行缩短，是使直线逼近误差降低的有效措施，可以使数控加工的精准程度有所提升。但需要注意的是不可以对其进行无限缩短。在加工当中，数控系数的插补弦长周期与刀具的进给速度，对插补弦长大小起到了决定性作用[4]。其次，插补周期与进给速度，在曲面数控具体加工当中，数控系统进给速度与插补周期会对插补弦长会造成直接影响，通常情况下，数控技术可对插补周期进行设定，工作人员对进给速度进行确定。在进给速度没有任何变化的情况下，进行插补的周期越小，便会有越小的插补弦长。所以，直线逼近误差也就越小。与其相类似，在插补没有任何变化的情况下，比较小的进给速度，会产生比较小的插补弦长，所以直线逼近误差也就越小。对于较小的插补周期数控系统进行应用，在数控加工过程中，要使刀具的进给速度尽量降低，可以使复杂曲面数控加工的误差得到降低。

四、结束语

总之，在复杂曲面数控加工当中，难免会产生一些误差，其重要应用合理的方式以及措施，对这些误差进行控制，以便使误差更小，保障数控加工的质量。

参考文献

[1]蔡耀安.复杂曲面多轴数控加工非线性误差理论分析及控制[J].山东工业技术,2019(03):40.

[2]王晓宏.基于复杂曲面的数控加工刀具轨迹设计[J].自动化与仪器仪表,2018(10):131-134+138.

[3]潘煌璋,吴嘉炎.关于数控加工的复杂曲面误差研究[J].科技经济导刊,2017(13):81.