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【摘要】 长度测量过程，因为各个特性与参数的不同，会出现不同的测量结果，有些接近真值，而有些则相差大些。为提高长度测量的准确度，需明白影响其不同测量值产生的主要原因，即测量的主要影响因素。而测量误差、计量仪器的选用、测量方法、被测对象的结构特性、以及计量定位方式、测量的环境条件等，都不同程度的影响着长度测量的准确性。本文根据多年的计量检测经验，阐述了几点影响长度测量准确度的主要因素，具有一定的文献参考价值。
【关键词】 长度测量 计量 准确度 影响因素
引言
长度测量过程，因为各个特性与参数的不同，会出现不同的测量结果，有些接近真值，而有些则相差大些。但根据不同的工程需要，这些不同程度的测量值均满足了人们长度测量的需求，并可认为所测量的结果是正确的。而为了更好的表现物体的长度物理特性，提高其长度测量准确度，这样可有效提高工程应用水平，使得实验计算更加接近理论值。知其然，而不追求知其所以然，则很难找到影响长度测量准确度的因素。因此，从事长度计量核对工作的同仁们，有必要的结合自己的工作内容，有针对性的总结影响长度准确度的主要因素，可为我国的长度计量工作进一步添砖加瓦，为工程的应用提供的有力的后勤保障。
通过学习和工作经验总结得知，影响长度测量准确度的主要因素主要有测量误差、计量仪器的选用、测量方法、被测对象的结构特性、以及计量定位方式、测量的环境条件等[1]。本文就这几点分别阐述其影响的特征，以及提高长度测量准确度的方法建议，供从事相类似工作的同行们一定的技术参考。
1. 测量误差对测量结果的影响
测量时，造成长度测量误差的主要因素：误读、误算、视差、刻度误差、磨耗误差、接触力误差、挠曲误差、余弦误差、阿贝 （Abbe） 误差、热变形误差等。这些误差一般属于系统误差，在测量过程是不变的，有些是可以预测和修正或调整减少的。其中误读常发生在游标尺、分厘卡等量具。游标尺刻度易造成误读一个最小读数，如在10.00 mm处常误读成10.02 mm或9.98 mm。分厘卡刻度易造成误读一个螺距的大小，如在10.20 mm常误读成10.70 mm或9.70 mm。误算常在计算错误或输入错误数据时所发生。视差常在读取测量值的方向不同或刻度面不在同一平面时所发生，两刻度面相差约在0.3～0.4 mm之间，若读取尺寸在非垂直于刻度面时，即会产生误差量。将游尺的刻划设计成与本尺的刻划等高或接近等高，（游尺刻划有圆弧形形成与本尺刻划几近等高，游尺为凹V形且本尺为凸V形，形成两刻划等高等方法，可在一定程度上有效减少此类误差，并在一定程度上提高了长度测量的准确度[2]。
2. 计量仪器的选用与测量处理方法对测量结果的影响
2.1计量仪器的选择原则
对于计量检定或校准，在检定规程或规范中对所采用的计量标准器具的名称、规格和准确度等级有明确规定。对于长度测量，计量器具的选择按以下原则：
2.1.1准确度原则。所选计量器具的准确度和测量范围，必须满足被测对象的要求。
2.1.2经济原则。在保证测量不确定度的前提下，应考虑计量器具的经济性，包括计量器具的价值及使用寿命、操作方便性、设备的维护保养、使用的环境条件和计量人员的技术水平等。
2.1.3被测对象特征。根据被测对象的大小选择合适测量范围的计量器具。根据被测件材质、形状、表面粗糙度等进行合理的选择。如对于很粗糙的表面不宜用高精度计量器具测量。对于簿壁或材质较软的被测对象，用光学法、电磁法等无测力或测力很小的方法测量。
2.1.4被测件数量。批量大的用气动量仪、电子量规等专用量具；少量或单件选用通用计量器具。
2.2计量仪器准确度等级的选择标准
选择计量器具准确度等级时，取决于计量器具在测量方法中对测量结果不确定度U的贡献。一般情况下，U≤1/3T。T为测量对象的公差值（最大允许误差）。在分析计量仪器对测量结果不确定度U的影响时，首先要看采用什么测量方法，在该方法中计量仪器示值误差测量结果的不确定度所起的作用。
例如，采用100 mm 4等量块以比较法测量某一精密工件的尺寸时，如测量结果加上量块的修正量，量块引起的标准不确定度u=U量块/k=0.4/2.6=0.15二器=0.15μm。式中U量块是100mm 4等量块尺寸测量结果的扩展不确定度（其数值0.4μm从量块检定规程中查出）；k是扩展因子（从量块证书中得到）。同样方法测量，但测量结果不加上量块修正量，量块引起的标准不确定度u=te/k=0.6/1=0.6μm。式中的te是1级（4等量块应符合1、2级量块的要求）量块标称长度的极限偏差（0.6μm从量块检定规程或标准中查出）；k是扩展因子，其概率分布视为两点分布k=1。由此可知，即使选择相同的计量器具，采用相同的测量方法，计算处理的方法不一样，计量器具对测量结果不确定度的影响是不一样的。
在分析测量结果的不确定度时，一般情况下，如直接测量，测量结果加上计量器具示值检定或校准结果的修正量的（如量块的实际尺寸），由计量器具引起的测量结果的标准不确定度u可引用该计量器具检定或校准证书上给出的U和k值，则u=U/k。在长度测量中大部分计量器具的示值是无法修正的（如千分尺测量工件的尺寸），由计量器具引起的测量结果的标准不确定度可引用该计量器具最大允许示值误差（即MPE，该值可从检定规程或标准中查到），按式u=MPE/k。对于量仪（如千分尺、千分表、工具显微镜等）一般取k=1.732（其概率分布视作均匀分布）；对于单值量具（如按级使用的量块、直角尺等）一般取k=1（其概率分布视作两点分布）。
3. 被测对象特征与测量环境对测量结果的影响
3.1被测对象特性因素
长度测量的被测对象主要指在技术测量中的几何量，包括长度、角度、表面粗糙度及形位公差等。由于几何量的种类繁多、形状样式多种，其表现出的物理特点都相差不齐，对长度测量的影响均有所不同。因此，有必要对被测对象的结构特性、参数的定义以及标杆等加以研究和熟悉，才能有效提高长度测量准确度。
3.2测量环境条件因素
测量时受环境或场地之不同，可能造成的误差有热变形误差和随机误差为最显着。热变形误差通常发生于因室温、人体接触及加工后工件温度等情形下，因此必须在温湿度控制下，不可用手接触工件及量具、工件加工后待冷却后才测量。但为了缩短加工时在加工中需实时测量，因此必须考虑各种材料之热胀系数作为补偿，以因应温度材料的热膨胀系数不同所造成的误差。
3.3减少环境温度产生误差的方法
3.3.1尽量在温度接近标准温度20℃时进行测量。在实际工作中，量具的检定和工件的精密测量最好在具备标准温度的计量检定室中进行。为了使被检量具和被测工件尽快地达到室内温度，将它们放在铸铁平板上。
3.3.2为使工件与量具温度相等，测量前应将工件和量具在一起放一段时间。尽量保持1小时以上。
3.3.3避免人手温度对工件和量具的影响。这种影响所产生的误差是无法预测的，只有通过正确地使用量具和在工作中加以注意来避免和减小。例如使用和检定量具时，必须戴手套或握住绝热板[3]。
结束语
长度测量的结果，不同程度影响着被测量的有效性。而影响长度测量准确度的主要因素有测量误差、计量仪器的选用、测量方法、被测对象的结构特性、以及计量定位方式、测量的环境条件等。总结影响测量准确度因素的特性，可在实际测量过程，有目的的避免以导致精力物力损失的不必要的测量失误，更好的保证了国家现阶段工程的建设质量。
参考文献：
[1] 罗刚.影响长度测量准确度的主要因素[J]. 计量与测试技术，2008，（05）：33-34.
[2] 葛红.测量误差产生的原因及其避免途径[J]. 职业，2010，（30）：81-82.
[3] 郭宪臣.温度对长度计量的影响[J]. 工业计量，1997，（03）：30-31.
【关键词】 长度测量 计量 准确度 影响因素
引言
长度测量过程，因为各个特性与参数的不同，会出现不同的测量结果，有些接近真值，而有些则相差大些。但根据不同的工程需要，这些不同程度的测量值均满足了人们长度测量的需求，并可认为所测量的结果是正确的。而为了更好的表现物体的长度物理特性，提高其长度测量准确度，这样可有效提高工程应用水平，使得实验计算更加接近理论值。知其然，而不追求知其所以然，则很难找到影响长度测量准确度的因素。因此，从事长度计量核对工作的同仁们，有必要的结合自己的工作内容，有针对性的总结影响长度准确度的主要因素，可为我国的长度计量工作进一步添砖加瓦，为工程的应用提供的有力的后勤保障。
通过学习和工作经验总结得知，影响长度测量准确度的主要因素主要有测量误差、计量仪器的选用、测量方法、被测对象的结构特性、以及计量定位方式、测量的环境条件等[1]。本文就这几点分别阐述其影响的特征，以及提高长度测量准确度的方法建议，供从事相类似工作的同行们一定的技术参考。
1. 测量误差对测量结果的影响
测量时，造成长度测量误差的主要因素：误读、误算、视差、刻度误差、磨耗误差、接触力误差、挠曲误差、余弦误差、阿贝 （Abbe） 误差、热变形误差等。这些误差一般属于系统误差，在测量过程是不变的，有些是可以预测和修正或调整减少的。其中误读常发生在游标尺、分厘卡等量具。游标尺刻度易造成误读一个最小读数，如在10.00 mm处常误读成10.02 mm或9.98 mm。分厘卡刻度易造成误读一个螺距的大小，如在10.20 mm常误读成10.70 mm或9.70 mm。误算常在计算错误或输入错误数据时所发生。视差常在读取测量值的方向不同或刻度面不在同一平面时所发生，两刻度面相差约在0.3～0.4 mm之间，若读取尺寸在非垂直于刻度面时，即会产生误差量。将游尺的刻划设计成与本尺的刻划等高或接近等高，（游尺刻划有圆弧形形成与本尺刻划几近等高，游尺为凹V形且本尺为凸V形，形成两刻划等高等方法，可在一定程度上有效减少此类误差，并在一定程度上提高了长度测量的准确度[2]。
2. 计量仪器的选用与测量处理方法对测量结果的影响
2.1计量仪器的选择原则
对于计量检定或校准，在检定规程或规范中对所采用的计量标准器具的名称、规格和准确度等级有明确规定。对于长度测量，计量器具的选择按以下原则：
2.1.1准确度原则。所选计量器具的准确度和测量范围，必须满足被测对象的要求。
2.1.2经济原则。在保证测量不确定度的前提下，应考虑计量器具的经济性，包括计量器具的价值及使用寿命、操作方便性、设备的维护保养、使用的环境条件和计量人员的技术水平等。
2.1.3被测对象特征。根据被测对象的大小选择合适测量范围的计量器具。根据被测件材质、形状、表面粗糙度等进行合理的选择。如对于很粗糙的表面不宜用高精度计量器具测量。对于簿壁或材质较软的被测对象，用光学法、电磁法等无测力或测力很小的方法测量。
2.1.4被测件数量。批量大的用气动量仪、电子量规等专用量具；少量或单件选用通用计量器具。
2.2计量仪器准确度等级的选择标准
选择计量器具准确度等级时，取决于计量器具在测量方法中对测量结果不确定度U的贡献。一般情况下，U≤1/3T。T为测量对象的公差值（最大允许误差）。在分析计量仪器对测量结果不确定度U的影响时，首先要看采用什么测量方法，在该方法中计量仪器示值误差测量结果的不确定度所起的作用。
例如，采用100 mm 4等量块以比较法测量某一精密工件的尺寸时，如测量结果加上量块的修正量，量块引起的标准不确定度u=U量块/k=0.4/2.6=0.15二器=0.15μm。式中U量块是100mm 4等量块尺寸测量结果的扩展不确定度（其数值0.4μm从量块检定规程中查出）；k是扩展因子（从量块证书中得到）。同样方法测量，但测量结果不加上量块修正量，量块引起的标准不确定度u=te/k=0.6/1=0.6μm。式中的te是1级（4等量块应符合1、2级量块的要求）量块标称长度的极限偏差（0.6μm从量块检定规程或标准中查出）；k是扩展因子，其概率分布视为两点分布k=1。由此可知，即使选择相同的计量器具，采用相同的测量方法，计算处理的方法不一样，计量器具对测量结果不确定度的影响是不一样的。
在分析测量结果的不确定度时，一般情况下，如直接测量，测量结果加上计量器具示值检定或校准结果的修正量的（如量块的实际尺寸），由计量器具引起的测量结果的标准不确定度u可引用该计量器具检定或校准证书上给出的U和k值，则u=U/k。在长度测量中大部分计量器具的示值是无法修正的（如千分尺测量工件的尺寸），由计量器具引起的测量结果的标准不确定度可引用该计量器具最大允许示值误差（即MPE，该值可从检定规程或标准中查到），按式u=MPE/k。对于量仪（如千分尺、千分表、工具显微镜等）一般取k=1.732（其概率分布视作均匀分布）；对于单值量具（如按级使用的量块、直角尺等）一般取k=1（其概率分布视作两点分布）。
3. 被测对象特征与测量环境对测量结果的影响
3.1被测对象特性因素
长度测量的被测对象主要指在技术测量中的几何量，包括长度、角度、表面粗糙度及形位公差等。由于几何量的种类繁多、形状样式多种，其表现出的物理特点都相差不齐，对长度测量的影响均有所不同。因此，有必要对被测对象的结构特性、参数的定义以及标杆等加以研究和熟悉，才能有效提高长度测量准确度。
3.2测量环境条件因素
测量时受环境或场地之不同，可能造成的误差有热变形误差和随机误差为最显着。热变形误差通常发生于因室温、人体接触及加工后工件温度等情形下，因此必须在温湿度控制下，不可用手接触工件及量具、工件加工后待冷却后才测量。但为了缩短加工时在加工中需实时测量，因此必须考虑各种材料之热胀系数作为补偿，以因应温度材料的热膨胀系数不同所造成的误差。
3.3减少环境温度产生误差的方法
3.3.1尽量在温度接近标准温度20℃时进行测量。在实际工作中，量具的检定和工件的精密测量最好在具备标准温度的计量检定室中进行。为了使被检量具和被测工件尽快地达到室内温度，将它们放在铸铁平板上。
3.3.2为使工件与量具温度相等，测量前应将工件和量具在一起放一段时间。尽量保持1小时以上。
3.3.3避免人手温度对工件和量具的影响。这种影响所产生的误差是无法预测的，只有通过正确地使用量具和在工作中加以注意来避免和减小。例如使用和检定量具时，必须戴手套或握住绝热板[3]。
结束语
长度测量的结果，不同程度影响着被测量的有效性。而影响长度测量准确度的主要因素有测量误差、计量仪器的选用、测量方法、被测对象的结构特性、以及计量定位方式、测量的环境条件等。总结影响测量准确度因素的特性，可在实际测量过程，有目的的避免以导致精力物力损失的不必要的测量失误，更好的保证了国家现阶段工程的建设质量。
参考文献：
[1] 罗刚.影响长度测量准确度的主要因素[J]. 计量与测试技术，2008，（05）：33-34.
[2] 葛红.测量误差产生的原因及其避免途径[J]. 职业，2010，（30）：81-82.
[3] 郭宪臣.温度对长度计量的影响[J]. 工业计量，1997，（03）：30-31.