10%误差曲线计算方法
继电保护用电流互感器１０％误差曲线的计算方法及其应用摘要：电流互感器是电力系统中非常重要的一次设备，而掌握其误差特性及10%误差曲线，对于继电保护人员来说是十分必要的，它可避免继电保护装置在被保护设备发生故障时拒动，保证电力系统稳定．可靠的运行，对提高继电保护装置的正确动作率有着十分重要的意义。本文就用在电流互感器二次侧通电流法，如何绘制电流互感器的10%误差曲线，并对其如何应用，加以说明。
关键词：电流互感器10％误差曲线应用
1 电流互感器的误差
电流互感器，用来将一次大电流变换为二次小电流，并将低压设备与高压线路隔离，是一种常见的电气设备。其等值电路如图1所示，向量图如图2所示。
图中I ’
１为折算到二次侧的一次电流，R
’
１、X
’
１为折算到二次侧的一次电阻和漏抗；R2、X2为二
次电阻和漏抗；I 0为电流互感器的励磁电流。在理想的电流互感器中I 0的值为零，I ’
１＝I 2。但实际
上Z 2
为Z 0
相比不能忽略，所以，0I .=1I .-0I .
2≠；
由电流互感器的向量图中可看出，电流互感器的误差主要是由于励磁电流I 0的存在，它使二次电流与换算到二次侧后的一次电流I ’
１不但在数值上不相等，而且相位也不相同，这就造成了电流互感器的误差。电流互感器的比误差f=
100I
I
I
'
1
2
'
1
?-
；角误差为I ’
１与I 2间的夹角。
做为标准和测量用的电流互感器，要考虑到在正常运行状态下的比误差和角误差；做为保护用的电流互感器，为保证继电保护及自动装置的可靠运行，要考虑当系统出现最大短路电流的情况下，继电保护装置能正常工作，不致因为饱和及误差带来拒动，因而规程的规定，应用于继电保护的电流互感器，在其二次侧负载和一次电流为已知的情况下，电流误差不得超过10%。
2 电流互感器的１０％误差及１０％误差曲线
设Ki 为电流互感器的变比，其一次侧电流与二次电流有I 2＝I 1／Ki 的关系，在Ki 为常数（电源互感器I 2不饱和）时，就是一条直线，如图3所示。当电流互感器铁芯开始饱和后，与I 1／Ki 就不再保持线性关系，而是如图中的曲线2所示，呈铁芯的磁化曲线状。继电保护要求电流互感器的一次电流I 1等于最大短路电流时，其变比误差小于或等于10％。因此，我们可以在图中找到一个电流值I 1.b ，自I 1.b 作垂线与曲线1、2分别相交于B 、A 两点，且BA ＝0.1I ’
１（为折算到二次的I 1值）。如果电流互感器的一次I 1电流，其变比误差就不会大于10％；如果，其变比误差就大于10％。
图3 图4
另外，电流互感器的变比误差还与其二次负载阻抗有关。为了便于计算，制造厂对每种电流互感器提供了在m10下允许的二次负载阻抗值Zen，曲线m10=f(Zen)就称为电流互感器的10％误差曲线，如图4所示，已知m10的值后,从该曲线上就可很方便地得出允许的负载阻抗。如果它大于或等于实际的负载阻抗，误差就满足要求，否则，应设法降低实际负载阻抗，直至满足要求为止。当然，也可在已知实际负载阻抗后，从该曲线上求出允许的m10，用以与流经电流互感器一次线绕组的最大短路电流作比较。
通常电流互感器的10%误差曲线是由制造厂实验作出，并且在产品说明书中给出。若在产品说明书中未提供，或经多年运行，需重新核对电流互感器的特性时，就要通过试验的方法绘制电流互感器的10%误差曲线。
3 １０％误差曲线的绘制方法
测定电流互感器10%误差曲线最直接方法是一次测定电流法，此项方法由于所需电源及设备容量较大，电流测量很难用于现场测验。
另一种方法是二次侧通电流法，此项方法由电流互感器二次侧通入电流，所需电源及设备容量较小，其结果与一次电流法所得相同，现场测量很易实现。下面就介绍用二次侧通电流法，绘制电流互感器10%误差曲线的方法。
3.1 收集数据
保护装置类型、整定值、电流互感器的变比、接线方式和流过电流互感器的最大故障电流等。
3.2 测量电流互感器二次绕组的直流电阻R2 3.3 求二次绕组漏抗Z2
用经验公式计算：对于油浸式LCCWD 型，一般取Z2=（1.3～1.4）R2；对于套管式LRD 型电流互感器，一般取Z2=2R2。
3.4 测定电流互感器的二次负荷阻抗
电流互感器的二次阻抗是指电流互感器二次端子所呈现的负荷阻抗。它包括继电器阻抗，连接导线阻抗。
3.4.1计算电流互感器二次负荷
电流互感器二次的负荷为其输出电压的与输出的电流之比；Zfh=U2/I2。其值的大小与电流互感器的接线方式、故障类型有关：
3.4.1.1完全星形接线
见图5，常用于大接地电流系统中，能够反映各种相间故障和接地故障。为提高接地故障的灵
图5
①三相短路时：(I0=0)
Zfh= U2/I2 = UA/IA= IA(ZL+Z φ)/IA = ZL+Z φ ②两相短路时：(AC 相)
Zfh= U2/I2 = UA/IA = [IA(ZL+Z φ)+IC(ZL+Z φ)]/(2IA) = ZL+Z φ ③单相接地时：(A 相)
Zfh= U2/I2 = UA/IA = IA(ZL+Z φ+ZN+ZL)]/IA = 2ZL+Z φ+ZN
3.4.1.2不完全星形接线
见图6，常用于小接地电流系统中，只能够反映相间故障和接地故障。当线路上设有Y ，d 接线
ZL:导线阻抗 Z φ:继电器线圈阻抗 ZN:零序回路继电器线圈阻抗
的变压器，并在变压器线路侧发生故障时，电源侧的电流保护采用不完全星形接线时，保护装置的灵敏度比完全星形接线方式降低一半，为此对装于电源侧的过电源保护装置，若要求作为变压器的后线路的后备时，通常在中性线上再装一个电流继电器，第三个继电器能够反应最大相电流，使保护灵敏度提高一倍。
图6
①三相短路：(中线—B相电流)
Zfh= |U2/I2| = |UA/IA| = |IA(ZL+Zφ)-IC(ZL+Zφ)]/IA| = 3(ZL+Zφ)
②两相短路：
AB相: Zfh= U2/I2 = UA/IA= [IA(ZL+Zφ)+IB(ZL+Zφ)]/IA = 2(ZL+Zφ)
AC相: (中线无电流) 同完全星形接线 Zfh= ZL+Zφ
③单相接地：同两相短路 Zfh = 2(ZL+Zφ)
3.4.1.3 两相差接线
见图7，与不完全星形接线相比，可节省一个电流继电器，但对和种相间故障，灵敏度不同，在10kV以上的线路保护中很采用。
图7
Zfh= |U2/I2| = |UA/IA| = |IA(ZL+Zφ)-IC(ZL+Zφ)]/IA| = 3(ZL+Zφ)
①三相短路：
Zfh= |U2/I2| = |UA/IA| = |(IA-IC)(2ZL+Zφ)/IA| = 3(2ZL+Zφ)
②两相短路：
Zfh= U2/I2 = UA/IA = (IA-IC)(2ZL+Zφ)/IA = 2(2ZL+Zφ)
③单相接地：(A相)
Zfh= U2/I2 = UA/IA = IA (2ZL+Zφ)/IA = 2ZL+Zφ
3.4.1.4三角形接线：见图8，用三相差动接线中。
①三相短路：
图8
Zfh= |UA/IA| = |[(IA-IB)(ZL+Zφ)-(IC-IA)(ZL+Zφ)]/IA|
= (ZL+Zφ)|2IA-IB-IC |/IA = 3(ZL+Zφ)
②两相短路：(AB相)
Zfh= UA/IA = [(IA+IB)(ZL+Zφ)+IB(ZL+Zφ)]/IA
= (ZL+Zφ)(IA+2IB)/IA = 3(ZL+Zφ)
③单相接地：(A相)
Zfh= UA/IA = IA(2ZL+2Zφ)/IA = 2(ZL+Zφ)
各种接线方式下的电流互感器的二次计算负荷汇总见表1。
表1：四种接线方式，在不同的短路状态下电流互感器的二次计算负荷
3.4.2用电流．电压法测定最大负荷阻抗
在电流互感器根部用电流电压法，分别测量电流互感器二次回路AB、BC、CA和A0相的阻抗。注意测量接线最好采用高内阻电压法。对于差动保护接线，由于外部故障时，继电器内仅流过不平衡电流，故障电流并不流过继电器，所以在实测时，应将差动继电器的线圈短接。计算公式为：
2BC
CA
AB
A Z
Z
Z
Z -
+
=
2CA
BC
AB
B Z
Z
Z
Z -
+
=
2AB
CA
BC
C Z
Z
Z
Z -
+ =
3.5 用伏安特性法测试电流互感器的U=f(I0)曲线
采用低内阻电流法或采用高内阻电压法均可。试验时要注意，电流互感器一次侧开路，断开二次侧所有负荷后加电压，由零逐渐上升，中途不得降低后再升高以免因磁滞回线使伏安特性曲线不平滑，影响到计算的准确性。一般做到5A ，有特殊需要时做到饱和为止。
3.6 根据U=f(I0)曲线，求出励磁电压、励磁阻抗、电流倍数与允许
负荷的关系，绘出１０％误差曲线
根据电工理论，当电流互感器一次线圈开路，在二次线圈加电压时，流经二次线圈的电流即为电流互感器的的励磁电流。对于同一台电流互感器的不同二次绕组，在同样的励磁电流下，其铁芯的的饱和程度不相同，反映到磁通的变化率d Φ/dt 上也不相同，在绕组中产生的感应电势E0=W(d Φ/dt)就不相同（这里E0又约等于二次线圈上的电压值U2）。饱和程度深的，其d Φ/dt 小，E0也小；饱和程度浅的，d Φ/dt 大，E0也大。根据等值电路图3得：
E 0=U 2-I 0Z 2
当电流互感器的变比误差为10%时，励磁电流应I0为一次侧电流变换到二次侧电流I ’
１的10%。即I ’
１为100%时，I0为10%，I 2为90%。所以一次电流变换到二次侧时为励磁电流的10倍，二次侧电流为励磁电流的9倍，即图1所示：
I0i
i i K I K I I K I 1
1211.0)9.01(=-=-=
(Ki 为电流互感器变比) I1=10 Ki I0 I2=9I0
当电流互感器二次侧额定电流I2N 为5A 时：
m10=5
101002011
I I K I K I I N i i N ===2I0 而二次侧阻抗：Z2+Zfh=E0/I2=E0/(9I0) 因此,Zfh=E0/(9I0)-Z2
3.7 电流倍数m10的计算
为保证电流互感器变比误差不大于10%，选用的电流互感器一次侧能承受的电流对于额定电流的倍数不应小于以下各式计算值：
1)发电机纵差保护：m10=(KkIkmax)/I1N
Ikmax：外部短路时，流过电流互感器的最大电流，即等于发电机出口处三相短路时的短路电流；
I1N：电流互感器的额定一次电流；
Kk：可靠系数。考虑到差动保护中采用带速饱和变流器的继电器，保护装置对短路开始瞬间的短路电流中出现的非周期性分量是不灵敏的；而当可靠系
数取为2时，需将控制电缆的截面加大很多，很不经济，所以可靠系数取
1.3；
2)变压器纵差、发电机变压器组纵差保护：m10=(KkIkmax)/I1N
Ikmax：外部短路时，流过电流互感器的最大电流。对于双绕组变压器、发电机双绕组变压器组，当发电厂与大电力系统联系时，短路电流可按系统容量等
于无限大条件来计算。对三绕组变压器和发电机三绕组变压器组，短路电
流则按各种实际的系统容量条件来计算；
Kk：可靠系数。取1.3；当采用不带速饱和变流器的继电器时取1.5。
3)母线纵差保护：m10=(KkIkmax)/I1N
Ikmax：外部短路时，流过电流互感器的最大电流。需求按电源分支线内电流实际分布来计算短路电流；
Kk：可靠系数。取1.3；当采用不带速饱和变流器的继电器时取1.5。
4) 35～110kV线路星形接线的电流速断保护、3～220kV线路星形接线的过电流保护、厂
用变压器的速断和过流保护（含零序过流保护）：m10=(KkIdz2)/IN
Idz2：保护装置的动作电流；
IN：电流互感器额定电流
Kk：可靠系数。考虑到电流互感器的10%误差；取1.1。
5)具有方向性的保护装置：m10=(KkIkmax)/I1N
Ikmax：当保护安装处的前方或后方引出线短路时，流过电流互感器的最大电流的周期分量；
Kk：可靠系数。当保护动作时限为0.1S时取2；0.3S时取1.5；大于是1S时取1。
6)非方向性的阻抗保护：
7)线路差动保护（纵差、横差和方向横差）：m10=(KkIkmax)/I1N
Kk：可靠系数。考虑短路电流非周期分量对电流互感器励磁的影响，当差动保护不采用速饱和变流器时取2；采用速饱和变流器时取1.3。
Ikmax：外部短路时，流过所接电流互感器的最大电流的周期分量；对于双回线横差保护，因双回线阻抗相等，在外部短路时，流过每回线的短路电流只是
Ikmax的一半。
3.8分析结果
将实测阻抗值按最严重的短路类型换算成Z；然后根据计算出的电流倍数m10，找出与m10倍数相对应的允许阻抗值Zfh，如果Z≤Zfh时为合格。
3.9当电流互感器不满足10%误差要求时，应采取以下措施
1)改用伏安特性较高的电流互感器二次绕阻，提高代负荷的能力；
2)提高电流互感器的变比，或采用额定电流小的电流互感器；以减小电流倍数m10；
3)串联备用相同级别电流互感器二次绕组，使负荷能力增大一倍；
4)增大二次电缆截面，或采用消耗功率小的继电器；以减小二次侧负荷Zfh；
5)将电流互感器的不完全星形接线方式改为完全星形接线方式；差电流接线方式改
为不完全星形接线方式；
6)改变二次负荷元件的接线方式，将部分负荷移至互感器备用绕组，以减小计算负
荷。
参考文献
1．杨奇逊.微机型继电保护基础。北京：水利电力出版社，1988
2．电气系统继电保护实用技术问答。国家电力调度中心编，1997
标准偏差与相对标准偏差公式
标准偏差与相对标准偏 差公式 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
标准偏差 数学表达式： S-标准偏差（%） n-试样总数或测量次数，一般n值不应少于20- 30个 i-物料中某成分的各次测量值，1～n； 标准偏差的使用方法 六个计算标准偏差的公式 标准偏差的理论计算公式 设对真值为X的某量进行一组等精度测量, 其测得值为l1、l2、……l n。令测得值l与该量真值X之差为真差占σ, 则有σ = l i X 1 σ = l2X 2 …… σn = l n X 我们定义标准偏差(也称)σ为 （1）
由于真值X都是不可知的, 因此真差σ占也就无法求得, 故式只有理论意义而无实用价值。 标准偏差σ的常用估计—贝塞尔公式 由于真值是不可知的, 在实际应用中, 我们常用n次测量的算术平均值 来代表真值。理论上也证明, 随着测量次数的增多, 算术平均值最接近真值, 当时, 算术平均值就是真值。 于是我们用测得值l i与算术平均值之差——剩余误差（也叫残差）V i来代替真差σ , 即 设一组等精度测量值为l1、l2、……l n 则 …… 通过数学推导可得真差σ与剩余误差V的关系为 将上式代入式(1)有 (2) 式(2)就是着名的贝塞尔公式(Bessel)。
它用于有限次测量次数时标准偏差的计算。由于当时， ,可见贝塞尔公式与σ的定义式(1)是完全一致的。 应该指出, 在n有限时, 用贝塞尔公式所得到的是标准偏差σ的一个估计值。它不是总体标准偏差σ。因此, 我们称式(2)为标准偏差σ的常用估计。为了强调这一点, 我们将σ的估计值用“S ” 表示。于是, 将式(2)改写为 (2') 在求S时, 为免去求算术平均值的麻烦, 经数学推导(过程从略)有 于是, 式(2')可写为 (2") 按式(2")求S时, 只需求出各测得值的平方和和各测得值之和的平方艺 , 即可。 标准偏差σ的无偏估计 中定义S2为 数学上已经证明S2是σ2的无偏估计。即在大量重复试验中, S2围绕σ2散布, 它们之间没有。而式(2')在n有限时,S并不是总体标准偏差σ的无偏估计, 也
相对标准方差的计算公式
相对标准方差的计算公式 相对标准方差的计算公式 准确度：测定值与真实值符合的程度 绝对误差：测量值（或多次测定的平均值）与真（实）值之差称为绝对误差，用δ表示。 相对误差：绝对误差与真值的比值称为相对误差。常用百分数表示。 绝对误差可正可负，可以表明测量仪器的准确度，但不能反映误差在测量值中所占比例，相对误差反映测量误差在测量结果中所占的比例，衡量相对误差更有意义。 例：用刻度0.5cm的尺测量长度，可以读准到0.1cm，该尺测量的绝对误差为0.1cm；用刻度1mm的尺测量长度，可以读准到0.1mm，该尺测量的绝对误差为0.1mm。 例：分析天平称量误差为0.1mg, 减重法需称2次，可能的最大误差为0.2mg, 为使称量相对误差小于0.1%，至少应称量多少样品？ 答：称量样品量应不小于0.2g。 真值（μ）：真值是客观存在的，但任何测量都存在误差，故真值只能逼近而不可测知，实际工作中，往往用“标准值”代替“真值”。标准值：采用多种可靠的分析方法、由具有丰富经验的分析人员经过反复多次测定得出的结果平均值。精密度：几次平行测定结果相互接近的程度。
各次测定结果越接近，精密度越高，用偏差衡量精密度。 偏差：单次测量值与样本平均值之差： 平均偏差：各次测量偏差绝对值的平均值。 相对平均偏差：平均偏差与平均值的比值。 标准偏差：各次测量偏差的平方和平均值再开方，比平均偏差更灵敏的反映较大偏差的存在，在统计学上更有意义。相对标准偏差（变异系数） 例：分析铁矿石中铁的质量分数，得到如下数据：37.45，37.20，37.50，37.30，37.25（%），计算测结果的平均值、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、变异系数。 准确度与精密度的关系： 1）精密度是保证准确度的先决条件：精密度不符合要求，表示所测结果不可靠，失去衡量准确度的前提。 2）精密度高不能保证准确度高。 换言之，准确的实验一定是精密的，精密的实验不一定是准确的 标准偏差在Excel里面的函数是STDEV 相对标准偏差在Excel里面的函数是STDEV（）/AVERAGE（）。
定位误差计算
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 3.2.3 定位误差的分析与计算 在成批大量生产中，广泛使用专用夹具对工件进行装夹加工。加工工艺规程设计的工序图则是设计专用夹具的主要依据。由于在夹具设计、制造、使用中都不可能做到完美精确，故当使用夹具装夹加工一批工件时，不可避免地会使工序的加工精度参数产生误差，定位误差就是这项误差中的一部分。判断夹具的定位方案是否合理可行，夹具设计质量是否满足工序的加工要求，是计算定位误差的目的所在。 1.用夹具装夹加工时的工艺基准 用夹具装夹加工时涉及的基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指在设计图上确定几何要素的位置所依据的基准；工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。与夹具定位误差计算有关的工艺基准有以下三种： （1）工序基准在工序图上用来确定加工表面的位置所依据的基准。工序基准可简单地理解为工序图上的设计基准。分析计算定位误差时所提到的设计基准，是指零件图上的设计基准或工序图上的工序基准。 （2）定位基准在加工过程中使工件占据正确加工位置所依据的基准，即为工件与夹具定位元件定位工作面接触或配合的表面。为提高工件的加工精度，应尽量选设计基准作定位基准。 （3）对刀基准（即调刀基准）由夹 具定位元件的定位工作面体现的，用于调 整加工刀具位置所依据的基准。必须指出， 对刀基准与上述两工艺基准的本质是不 同，它不是工件上的要素，它是夹具定位 元件的定位工作面体现出来的要素（平面、 轴线、对称平面等）。如果夹具定位元件是 支承板，对刀基准就是该支承板的支承工 a) 作面。在图3.3中，刀具的高度尺寸由对 导块2的工作面来调整，而对刀块2工作 面的位置尺寸7.85±0.02是相对夹具体4 的上工作面（相当支承板支承工作面）来 确定的。夹具体4的上工作面是对刀基准， 它确定了刀具在高度方向的位置，使刀具 加工出来的槽底位置符合设计的要求。图 3.3中，槽子两侧面对称度的设计基准是工 b 图3.21 钻模加工时的基准分析
公差计算方法大全
2012年12月20日不详 关键字： 六西格玛机械公差设计的RSS分析 动态统计平方公差方法1.RSS没有充分说明过程均值的漂移，总是假设过程均值在名义设计规格的中心，这就是为什么能力最初看起来比较充分，但实际中这种情况是很少的原因，特别是在制造过程中工具受到 磨损的时候。因此就有必要利用C来调整每一个名义设计值已知的或者估计的过程标准偏差，以此来说明 过程均值的自然漂移，这一方法就称为动态统计平方公差方法(Dynamic Root-Sum-of-Squares Analysis, DRSS)。实际上，这种调整会使标准偏差变大，因而会降低装配间隙概率。 调整后就以一个均值累积漂移的临界值是否大于等于来衡量六西格玛水平，即时，DRSS模型就简化为一个RSS模型，这一特征对公差分析有许多实际意义。从这一意义上讲，DRSS模型是一个设计工具，也是一个 分析工具。因为DRSS模型考虑均值随时间的随机变异的影响，所以称之为动态模型。静态极值统计平方公差方法2.当假设的均值漂移都设定在各自的极值情况时，这种方法称为静态极值统计平方公差方法 ( Worse-Case Static Raot- Surn- of-Squares Anlysis, WC-SRSS)，这一方法可以认为是一种极值情况 的统计分析方法。为了有效地研究任意假定的静态条件，需要将公式(2-10)分母项中的偏倚机制转移到分 了项中(注意:当均值漂移大于2σ时，就不能应用上述转换)，同时必须用Cp，Cpk:代替分母中的 实际上，所有偏倚机制都可以利用来表示，但是当过程标准偏差改变时，如果利用作为转换日标，名 义间隙值也会改变，这样就违背了均值和方差独立的假设。也就是说，用作为描述均值漂移的基础使得 均值和方差之间正相关。而利用k为动态和静态分析提供了一个可行的和灵活的机制，同时保证了过程均值和方差的独立性。设计优化3.利用IRSS作为优化基础，当考虑5RS5和WC-SRSS作为基础时其逻辑和 推理是相同的。 （1)优化零部件的名义尺寸 在任一给定的需求条件和过程能力条件下，重新安排公式（2-10）就得到该优化方程的表达:式 对该方法的评价4.这一过程以过程数据和指标(等)为设计向导来优化可量化的加工过程及性能，因而所 创建的六西格玛设计是稳健的，也可以说，基于过程能力来创建稳健设计比在制造阶段跟踪并减少变异容易得多。虽然该方法具有许多优势，但它有许多假设条件。为了与其他方法比较。该方法在应用中还:存在以下几个方而的不足之处适用范围比较小(1) 六西格玛机械公差设计所分析的是公差设计中最简单、最常见的一种情况——直线尺寸链，假定尺寸链关 系已知而且目标函数f对各个零部件尺寸x的偏微分}f'I}x=T,所以目标函数的统计公差2=工耐。而在机 械装配中的公差累积实质上大多是非线性的，一般而言尺寸链关系未知或者很复杂，不可能求得}f' l }x a 权重分配缺乏科学性2)（在上述优化设计过程中，无论是名义值的权重分配还是联合方差的权重设置均 是基于经验和良好的工程判断，这样所优化的公差就带有太多的主观随意性，可能不同的工程师所设计的 公差相差很大，缺少一个准确、科学的评价方法来断定优劣。没有考虑成本因素(3)虽然六西格玛机械公差设计以装配概率为日标达到了六西格玛水平，但是公差设计与成本密不可分，稳健性的提高是否会带来 加工成本的增加也未可知，所以应该设定一个成本评价函数来说明优化的结果不仅是稳健的而且不会增加成本
定位误差计算方法
定位误差的计算方法： （1）合成法 为基准不重合误差和基准位移误差之和； （2）极限位置法 工序基准相对于刀具（机床）的两个极限位置间的距离就是定位误差； （3）微分法 先用几何方法找出工序基准到定位元件上某一固定点的距离，然后对其全微分，用微小增量代替微分，将尺寸误差视为微小增量代入，就可以得到某一加工尺寸的定位误差。 注：基准不重合误差和基准位移误差它们在工序尺寸方向上的投影之和即为定位误差。 例如：用V 型块定位铣键槽，键槽尺寸标注是轴的中心到键槽底面的尺寸H 。T D 为工件定位外圆的公差；α为V 型块夹角。 1. 工序基准为圆柱体的中心线。 表示一批工件依次放到V 型块上定位时所处的两个极端位置情形，当工件外圆直径尺寸为极大和极小时，其工件外圆中心线分别出于点 O '和点O ''。 因此工序基准的最大位置变动量O O '''，便是对加工尺寸 H 1所产生的定位误差： 故得： O E O E H H O O 11DH 1 ''-'='-''='''=ε O A E Rt 1''?中： max 1 D 2 1A O ='' 2 sin A O O E 1α''= ' O A E Rt 1''''?中：min 1 D 2 1 A O ='''' 2 sin A O O E 1α''''= '' 2 sin 2T 2sin 2T 2sin A O A O O E O E D D 11DH 1 α=α=α''''-''=''-'=ε 2. 工序基准为圆柱体的下母线：
工件加工表面以下母线C 为其工序基准时，工序基准的极限位置变动量 C C '''就是加工尺寸H2所产生的定位误差。 C S C S C O O O H H 22DH 2 '-''=''-'''='-''=ε C O C O O O ) C O O S ()C O O S (' '-''''+'''=''+'-'''+'= 而 2 sin 2T O O D α= ''' min D 2 1C O ='''' max D 2 1C O ='' 所以： C O C O O O 2 DH ''-''''+'''=ε ) 12 sin 1(2T 2T 2sin 2T 2D D 2 sin 2T )D (21 )D (212sin 2T D D D max min D max min D DH 2 -α=-α=-+ α=-+α=ε 3. 工序基准为上母线 如果键槽的位置尺寸采用上母线标注时，上母线K 的极限位置变动量为 K K '''，就是对加工尺寸H 3 所产生的定位误差。
计算方法的课后答案
《计算方法》习题答案 第一章 数值计算中的误差 1．什么是计算方法？（狭义解释） 答：计算方法就是将所求的的数学问题简化为一系列的算术运算和逻辑运算，以便在计算机上编程上机，求出问题的数值解，并对算法的收敛性、稳定性和误差进行分析、计算。 2．一个实际问题利用计算机解决所采取的五个步骤是什么？ 答：一个实际问题当利用计算机来解决时，应采取以下五个步骤： 实际问题→建立数学模型→构造数值算法→编程上机→获得近似结果 4．利用秦九韶算法计算多项式4)(5 3 -+-=x x x x P 在3-=x 处的值，并编程获得解。 解：400)(2 3 4 5 -+?+-?+=x x x x x x P ，从而 所以，多项式4)(5 3 -+-=x x x x P 在3-=x 处的值223)3(-=-P 。 5．叙述误差的种类及来源。 答：误差的种类及来源有如下四个方面： （1）模型误差：数学模型是对实际问题进行抽象，忽略一些次要因素简化得到的，它是原始问题的近似，即使数学模型能求出准确解，也与实际问题的真解不同，我们把数学模型与实际问题之间存在的误差称为模型误差。 （2）观测误差：在建模和具体运算过程中所用的一些原始数据往往都是通过观测、实验得来的，由于仪器的精密性，实验手段的局限性，周围环境的变化以及人们的工作态度和能力等因素，而使数据必然带有误差，这种误差称为观测误差。 （3）截断误差：理论上的精确值往往要求用无限次的运算才能得到，而实际运算时只能用有限次运算的结果来近似，这样引起的误差称为截断误差（或方法误差）。 （4）舍入误差：在数值计算过程中还会用到一些无穷小数，而计算机受机器字长的限制，它所能表示的数据只能是一定的有限数位，需要把数据按四舍五入成一定位数的近似的有理数来代替。这样引起的误差称为舍入误差。 6．掌握绝对误差（限）和相对误差（限）的定义公式。 答：设* x 是某个量的精确值，x 是其近似值，则称差x x e -=* 为近似值x 的绝对误差（简称误差）。若存在一个正数ε使ε≤-=x x e * ，称这个数ε为近似值x 的绝对误差限（简称误差限或精度）。 把绝对误差e 与精确值* x 之比* **x x x x e e r -==称为近似值x 的相对误差，称
定位误差分析
（3）定位误差的计算 由于定位误差ΔD是由基准不重合误差和基准位移误差组合而成的，因此在计算定位误差时，先分别算出Δ B和ΔY ，然后将两者组合而得ΔD。组合时可有如下情况。 1)Δ Y ≠ 0，Δ B=O时Δ D= Δ B (4.8) 2)ΔY =O，Δ B ≠ O时Δ D= Δ Y (4.9) 3)Δ Y ≠ 0, Δ B ≠ O时 如果工序基准不在定位基面上Δ D=Δ y + Δ B (4.10) 如果工序基准在定位基面上Δ D=Δ y ±Δ B (4.11) “ + ” ，“—” 的判别方法为: ①设定位基准是理想状态，当定位基面上尺寸由最大实体尺寸变为最小实体尺寸 (或由小变大)时， 判断工序基准相对于定位基准的变动方向。 ②② 设工序基准是理想状态，当定位基面上尺寸由最大实体尺寸变为最小实体尺寸 (或由小变大) 时，判断定位基准相对其规定位置的变动方向。 ③③ 若两者变动方向相同即取“ + ” ，两者变动方向相反即取“—”。 －、定位误差及其组成 图9-21a 图9-21 工件在V 形块上的定位误差分析 工序基准和定位基准不重合而引起的基准不重合误差，以表示由于定位基准和定位元件本身的 制造不准确而引起的定位基准位移误差，以表示。定位误差是这两部分的矢量和。 二、定位误差分析计算 （一）工件以外圆在v形块上定位时定位误差计算 如图9-16a所示的铣键槽工序，工件在v 形块上定位，定位基准为圆柱轴心线。如果忽略v形块的制造误差，则定位基准在垂直方向上的基准位移误差
（9-3） 对于9-16中的三种尺寸标注，下面分别计算其定位误差。当尺寸标注为B1时，工序基准和定位基准重合，故基准不重合误差ΔB=0。所以B1尺寸的定位误差为 （9-4） 当尺寸标注为B2时，工序基准为上母线。此时存在基准不重合误差 所以△D应为△B与Δy的矢量和。由于当工件轴径由最大变到最小时，和Δy都是向下变化的，所以，它们的矢量和应是相加。故 （9-5） 当尺寸标注为B3时，工序基准为下母线。此时基准不重合误差仍然是，但当Δy向下变化时，ΔB 是方向朝上的，所以，它们的矢量和应是相减。故 （9-6） 通过以上分析可以看出：工件以外圆在V形块上定位时，加工尺寸的标注方法不同，所产生的定位误差也不同。所以定位误差一定是针对具体尺寸而言的。在这三种标注中，从下母线标注的定位误差最小，从上母线标注的定位误差最大。 四．计算题：（共 10 分） 如图所示套类工件铣键槽，要求保证尺寸94－0.20，分别采用图(b)所示的定位销定位方案和图(c)所示的V形槽定位方案，分别计算定位误差。
温度偏差计算方法
一、问题的提出 2002年，中国机械工业协会提出对1989年发布的8个《电工电子产品环境试验设备技术条件》进行修订，目前，该项工作正在进行之中。 在标准修订过程中，涉及到环境试验及环境试验设备的重要技术指标温度偏差、温度均匀度问题，新标准还提出了温度梯度问题。这对于环境试验设备用户和生产厂家来说，都是十分重要的问题。 本文试图通过对温度偏差与温度均匀度、温度梯度数值上的相关性的讨论，希望引起环境试验设备用户和生产厂家的重视，恰当理解和规定温度偏差、温度均匀度、温度梯度指标及测试计算方法。 本文仅限于在30分钟内对试验箱规定的测试点，测试15次(或16次、30次、31次)所得的数据进行讨论，因为温度偏差、温度均匀度、(新标准征求意见稿中提出的)温度梯度都使用这同一组数据，也就是说，温度偏差、温度均匀度、温度梯度只是从不同角度描述工作室温度参数的状况，它们在数值上的相关性是必然的。 二、GBlll58-89中温度偏差与温度均匀度数值上的相关性 GBlll58-89《高温试验箱技术条件》采用后面的方法计算温度偏差和温度均匀度。测试方法则是在试验箱温度达到设定温度2h后，30min内每隔2min测一次，共测15次，测试点根据工作空间大小分别为9个点或13个点。 GBl0586-89《湿热箱技术条件》GBl0589-89《低温试验箱技术条件》GBl0590-89《低温／低气压试验箱技术条件》、GBl0591-89《高温／低气压试验箱技术条件》的测试计算方法与GBll58-89基本相同，但个别标准所取系数有差异。 GBlll58-896.3.5规定的温度偏差、温度均匀度计算公式如下： 6.3.5f列出了计算温度均匀度的计算公式 △Tj=ThTL十0.55(σh+σL) (1) 式中： △T j——温度均匀度，℃ Th——平均最高温度，℃ TL——平均最低温度，℃ σh——平均最高温度的标准偏差 σL——平均最低温度的标准偏差 6.3.5h列出了温度偏差的计算公式 （△Th）=Th-T+2.14σh （2） （△TL）=TL-T+2.14σh 式中： △Th——温度上偏差，℃ △TL——温度下偏差，℃ T——标称温度，℃ 温度偏差与温度均匀度数值上的相关性，可以用计算值之比来讨论。 温度均匀度与温度上偏差之比： 温度均匀度与温度下偏差之比： GB11158-89对温度偏差、温度均匀度测试计算采用了平均值和标准差，这与GB/T5170.1-1995是有区别的。计算温度偏差则以标称温度T为基准，这与GB/T5170.1-1995
误差基本知识及中误差计算公式
测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为： 一.系统误差（system error） 1.定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。 2.特点：具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。 二.偶然误差（accident error） 1.定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。 2.特点： （1）具有一定的范围。 （2）绝对值小的误差出现概率大。 （3）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。 （4）数学期限望等于零。即： 误差概率分布曲线呈正态分布，偶然误差要通过的一定的数学方法（测量平差）来处理。 此外，在测量工作中还要注意避免粗差（gross error）（即：错误）的出现。 §2衡量精度的指标 测量上常见的精度指标有：中误差、相对误差、极限误差。 一.中误差 方差 ——某量的真误差，[]——求和符号。 规律：标准差估值（中误差m）绝对值愈小，观测精度愈高。 在测量中，n为有限值，计算中误差m的方法，有： 1.用真误差（true error）来确定中误差——适用于观测量真值已知时。 真误差Δ——观测值与其真值之差，有： 标准差 中误差（标准差估值）， n为观测值个数。 2.用改正数来确定中误差（白塞尔公式）——适用于观测量真值未知时。 V——最或是值与观测值之差。一般为算术平均值与观测值之差，即有： 二.相对误差 1.相对中误差=
2.往返测较差率K= 三.极限误差（容许误差） 常以两倍或三倍中误差作为偶然误差的容许值。即：。 §3误差传播定律 一.误差传播定律 设、…为相互独立的直接观测量，有函数 ，则有： 二.权（weight）的概念 1.定义：设非等精度观测值的中误差分别为m1、m2、…m n，则有： 权其中，为任意大小的常数。 当权等于1时，称为单位权，其对应的中误差称为单位权中误差（unit weight mean square error） m0，故有：。 2.规律：权与中误差的平方成反比，故观测值精度愈高，其权愈大。
标准偏差与相对标准偏差公式
标准偏差 数学表达式： S-标准偏差（%） n-试样总数或测量次数，一般n值不应少于20-30个 i-物料中某成分的各次测量值，1～n； 标准偏差的使用方法 六个计算标准偏差的公式[1] 标准偏差的理论计算公式 设对真值为X的某量进行一组等精度测量, 其测得值为l1、l2、……l n。令测得值l与该量真值X之差为真差占σ, 则有σ1 = l i?X σ2 = l2?X …… σn = l n?X 我们定义标准偏差(也称标准差)σ为
（1） 由于真值X都是不可知的, 因此真差σ占也就无法求得, 故式只有理论意义而无实用价值。标准偏差σ的常用估计—贝塞尔公式 由于真值是不可知的, 在实际应用中, 我们常用n次测量的算术平均值 来代表真值。理论上也证明, 随着测量次数的增多, 算术平均值最接近真值, 当时, 算术平均值就是真值。 于是我们用测得值l i与算术平均值之差——剩余误差（也叫残差）V i来代替真差σ , 即 设一组等精度测量值为l1、l2、……l n 则 …… 通过数学推导可得真差σ与剩余误差V的关系为 将上式代入式(1)有
(2) 式(2)就是著名的贝塞尔公式(Bessel)。 它用于有限次测量次数时标准偏差的计算。由于当时， ,可见贝塞尔公式与σ的定义式(1)是完全一致的。 应该指出, 在n有限时, 用贝塞尔公式所得到的是标准偏差σ的一个估计值。它不是总体标准偏差σ。因此, 我们称式(2)为标准偏差σ的常用估计。为了强调这一点, 我们将σ的估计值用“S ” 表示。于是, 将式(2)改写为 (2') 在求S时, 为免去求算术平均值的麻烦, 经数学推导(过程从略)有 于是, 式(2')可写为 (2") 按式(2")求S时, 只需求出各测得值的平方和和各测得值之和的平方艺 , 即可。 标准偏差σ的无偏估计 数理统计中定义S2为样本方差
常见定位方式定位误差的计算
常见定位方式定位误差得计算 ⑴工件以平面定位 平面为精基面 基准位移误差△基=０ 定位误差△定=△不 、⑵工件以内孔定位 ①工件孔与定位心轴（或销)采用间隙配合得定位误差计算△定= △不+ △基 工件以内孔在圆柱心轴、圆柱销上定位。由于孔与轴有配合间隙,有基准位移误差,分两种情况讨论: a、心轴（或定位销)垂直放置,按最大孔与最销轴求得孔中心线位置得
变动量为: △基= δD+ δｄ＋△min = △max =孔Dmａｘ－轴dmin (最大间隙) b、心轴(或定位销）水平放置,孔中心线得最大变动量(在铅垂方向上）即为△定 △基=OO'=1/2（δD+δｄ+△mi ｎ)=△max／2 或△基＝(Dmax/２)-(ｄmin ／２)＝△mａx/2 = (孔直径公差+轴直径公差) / ２ ②工件孔与定位心轴(销)过盈配合时(垂直或水平放置)时得定位误差
此时,由于工件孔与心轴（销)为过盈配合, 所以△基=0。 对Ｈ1尺寸:工序基准与定位基准重合,均为中心Ｏ，所以△不=0 对H2尺寸：△不＝δd/2 ⑶工件以外圆表面定位 Ａ、工件以外圆表面在V型块上定位 由于V型块在水平方向有对中作用。基准位移误差△基=0 Ｂ.工件以外圆表面在定位套上定位 定位误差得计算与工件以内孔在圆柱心轴、圆柱销上定位误差得计算相同。
⑷工件与"一面两孔"定位时得定位误差 ①“1”孔中心线在Ｘ,Y方向得最大位移为: △定（１x）=△定（1y)=δＤ１+δd １+△1mｉn=△1mａｘ(孔与销得最大间隙) ②“2”孔中心线在X,Ｙ方向得最大位移分别为: △定（2ｘ)=△定(1ｘ)+2δLd(两孔中心距公差) △定(２y)=δD2＋δd2＋△2min=△2ｍaｘ ③两孔中心连线对两销中心连线得最大转角误差：
定位误差计算
定位误差计算 定位误差计算是工艺设计中经常的事。下面的几个例题属于典型定位条件下的计算。 例题一：如下图所示零件，外圆及两端面已加工好（外 圆直径0 1.050-=D ） 。现加工槽 B ，要求保证位置尺寸 L 和 H ，不考虑槽底面斜度对加工质量的影响。试求： 1）确定加工时必须限制的自由度； 2）选择定位方法和定位元件，并在图中示意画出； 3）计算所选定位方法的定位误差。 解：① 必须限制4个自由度：Z X Z Y ,,, 。 ② 定位方法如下图所示。
③ 定位误差计算： 对于尺寸H ： 工序基准是外圆下母线 定位基准是外圆下母线 限位基准是与外圆下母线重合的一条线（也可认为是一个平面） 因此： 基准不重合误差0=?B 基准位移误差0=?Y 所以定位误差0=?DW 同理，对于尺寸L 其定位误差 ：0=DW ? 例题二：如下图所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格（ 025 .00 35+=φD mm ，0 1.080-=φd mm ），现在插床 上以调整法加工键槽，要求保证尺寸2 .005.38+=H mm 。试计算图示定位方法的定位误差（忽略外圆与内孔同轴度误差）。
解：工序基准是D 孔下母线；定位基准是D 轴中心线；限位基准V 型块的对称中心（垂直方向上）。定位误差计算如下： 1、基准不重合误差：T D /2； 2、基准位移误差：0.707Td 0825 .0025.05.01.07.05.07.0=?+?=?+?=?D d DW T T (mm) 例题三：a ）图工件设计图。试分别计算按b ）、c ）、d ）三种定位方式加工尺寸A 时的定位误差。
常见定位方式定位误差的计算
常见定位方式定位误差的计算 ⑴工件以平面定位 平面为精基面 基准位移误差△基＝0 定位误差△定＝△不 .⑵工件以内孔定位 ①工件孔与定位心轴（或销）采用间隙配合的定位误差计算△定= △不+ △基
工件以内孔在圆柱心轴、圆柱销上定位。由于孔与轴有配合间隙，有基准位移误差，分两种情况讨论： a.心轴（或定位销）垂直放置，按最大孔和最销轴求得孔中心线位置的变动量为： △基= δD + δd + △min = △max =孔Dmax-轴dmin (最大间隙） b.心轴（或定位销）水平放置，孔中心线的最大变动量（在铅垂方向上）即为△定 △基=OO'=1/2(δD+δd+△min)=△max/2 或△基=(Dmax/2)-(dmin/2)=△max/2
= (孔直径公差+轴直径公差) / 2 ②工件孔与定位心轴(销)过盈配合时(垂直或水平放置)时的定位误差 此时，由于工件孔与心轴(销)为过盈配合， 所以△基=0。 对H1尺寸:工序基准与定位基准重合,均为中心O ,所以△不=0 对H2尺寸:△不=δd/2 ⑶工件以外圆表面定位 A、工件以外圆表面在V型块上定位
由于V型块在水平方向有对中作用。基准位移误差△基＝0
B．工件以外圆表面在定位套上定位定位误差的计算与工件以内孔在圆柱心轴、圆柱销上定位误差的计算相同。
⑷工件与"一面两孔"定位时的定位误差 ①“1”孔中心线在X，Y方向的最大位移为： △定（1x)=△定(1y)=δD1+δd1+△1min=△1max（孔与销的最大间隙） ②“2”孔中心线在X,Y方向的最大位移分别为: △定(2x)=△定(1x)+2δLd(两孔中心距公差) △定(2y)=δD2+δd2+△2min=△2max ③两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差:
定位误差计算解析
3.2.3 定位误差的分析与计算 在成批大量生产中，广泛使用专用夹具对工件进行装夹加工。加工工艺规程设计的工序图则是设计专用夹具的主要依据。由于在夹具设计、制造、使用中都不可能做到完美精确，故当使用夹具装夹加工一批工件时，不可避免地会使工序的加工精度参数产生误差，定位误差就是这项误差中的一部分。判断夹具的定位方案是否合理可行，夹具设计质量是否满足工序的加工要求，是计算定位误差的目的所在。 1.用夹具装夹加工时的工艺基准 用夹具装夹加工时涉及的基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指在设计图上确定几何要素的位置所依据的基准；工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。与夹具定位误差计算有关的工艺基准有以下三种： （1）工序基准 在工序图上用来确定加工表面的位置所依据的基准。工序基准可简单地理解为工序图上的设计基准。分析计算定位误差时所提到的设计基准，是指零件图上的设计基准或工序图上的工序基准。 （2）定位基准 在加工过程中使工件占据正确加工位置所依据的基准，即为工件与夹具定位元件定位工作面接触或配合的表面。为提高工件的加工精度，应尽量选设计基准作定位基准。 （3）对刀基准（即调刀基准） 由夹具定位元件的定位工作面体现的，用于调整加工刀具位置所依据的基准。必须指出，对刀基准与上述两工艺基准的本质是不同，它不是工件上的要素，它是夹具定位元件的定位工作面体现出来的要素（平面、轴线、对称平面等）。如果夹具定位元件是支承板，对刀基准就是该支承板的支承工作面。在图3.3中，刀具的高度尺寸由对导块2的工作面来调整，而对刀块2工作面的位置尺寸7.85±0.02是相对夹具体 4的上工作面（相当支承板支承工作面）来确定 的。夹具体4的上工作面是对刀基准，它确定了 刀具在高度方向的位置，使刀具加工出来的槽底 位置符合设计的要求。图3.3中，槽子两侧面对 称度的设计基准是工件上大孔的轴线，对刀基准 则为夹具上定位圆柱销的轴线。再如图3.21所 示，轴套件以内孔定位，在其上加工一直径为φ d 的孔，要求保证φd 轴线到左端面的尺寸L 1及孔中心线对内孔轴线的对称度要求。尺寸L 1的 设计基准是工件左端面A ′，对刀基准是定位心 轴的台阶面A ；φd 轴线对内孔轴线的对称度的 设计基准是内孔轴线，对刀基准是夹具定位心轴 2的轴线OO 。 2.定位误差的概念 用夹具装夹加工一批工件时，由于定位不准 确引起该批工件某加工精度参数（尺寸、位置） 的加工误差，称为该加工精度参数的定位误差 （简称定位误差）。定位误差以其最大误差范围 来计算，其值为设计基准在加工精度参数方向上 的最大变动量，用dw 表示。 a) b 图3.21 钻模加工时的基准分析
误差基本知识及中误差计算公式
测量中误差 测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为： 一.系统误差（system error） 1.定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。 2.特点：具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。 二.偶然误差（accident error） 1.定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。 2.特点： （1）具有一定的范围。 （2）绝对值小的误差出现概率大。 （3）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。 （4）数学期限望等于零。即： 误差概率分布曲线呈正态分布，偶然误差要通过的一定的数学方法（测量平差）来处理。 此外，在测量工作中还要注意避免粗差（gross error）（即：错误）的出现。
§2衡量精度的指标 测量上常见的精度指标有：中误差、相对误差、极限误差。 一.中误差 方差 ——某量的真误差，[]——求和符号。 规律：标准差估值（中误差m）绝对值愈小，观测精度愈高。 在测量中，n为有限值，计算中误差m的方法，有： 1.用真误差（true error）来确定中误差——适用于观测量真值已知时。 真误差Δ——观测值与其真值之差，有： 标准差 中误差（标准差估值）， n为观测值个数。 2.用改正数来确定中误差（白塞尔公式）——适用于观测量真值未知时。 V——最或是值与观测值之差。一般为算术平均值与观测值之差，即有： 二.相对误差 1.相对中误差=
2.往返测较差率K= 三.极限误差（容许误差） 常以两倍或三倍中误差作为偶然误差的容许值。即： 。 §3误差传播定律 一.误差传播定律 设、…为相互独立的直接观测量，有函数 ，则有： 二.权（weight）的概念 1.定义：设非等精度观测值的中误差分别为m1、m2、…m n，则有： 权其中，为任意大小的常数。 当权等于1时，称为单位权，其对应的中误差称为单位权中误差 （unit weight mean square error）m0，故有：。 2.规律：权与中误差的平方成反比，故观测值精度愈高，其权愈大。
标准偏差与相对标准偏差
标准偏差 标准偏差（也称标准离差或均方根差）是反映一组测量数据离散程度的统计指标。是指统计结果在某一个时段内误差上下波动的幅度。是正态分布的重要参数之一。是测量变动的统计测算法。它通常不用作独立的指标而与其它指标配合使用。 标准偏差在误差理论、质量管理、计量型抽样检验等领域中均得到了广泛的应用。因此, 标准偏差的计算十分重要, 它的准确与否对器具的不确定度、测量的不确定度以及所接收产品的质量有重要影响。然而在对标准偏差的计算中, 不少人不论测量次数多少, 均按贝塞尔公式计算。 样本标准差的表示公式 数学表达式： S-标准偏差（%） n-试样总数或测量次数，一般n值不应少于20-30个 i-物料中某成分的各次测量值，1～n； 标准偏差的使用方法 z 在价格变化剧烈时，该指标值通常很高。 如果价格保持平稳，这个指标值不高。 在价格发生剧烈的上涨/下降之前，该指标值总是很 低。 标准偏差的计算步骤
标准偏差的计算步骤是： 步骤一、(每个样本数据－样本全部数据之平均值)2。 步骤二、把步骤一所得的各个数值相加。 步骤三、把步骤二的结果除以 (n - 1)（“n”指样本数目）。 步骤四、从步骤三所得的数值之平方根就是抽样的标准偏差。 六个计算标准偏差的公式[1] 标准偏差的理论计算公式 设对真值为X的某量进行一组等精度测量, 其测得值为l1、l2、……l n。令测得值l与该量真值X之差为真差占σ, 则有σ1 = l i?X σ2 = l2?X …… σn = l n?X 我们定义标准偏差(也称标准差)σ为 （1） 由于真值X都是不可知的, 因此真差σ占也就无法求得, 故式只有理论意义而无实用价值。标准偏差σ的常用估计—贝塞尔公式
中心偏差的计算方法
汽轮机找中心 一、概述 汽轮机找中心工作，是机组安装检修过程中一个极其重要的环节。本节针对难度较大的机组轴系按联轴器找中心过程从理论推导到实践应用作了详细的介绍，并总结了其中的方法和规律。在生产实践中将测量数值代人相关公式，即可由计算结果的正负值判断调整量的大小和方向。1.找中心的目的 ●使汽轮发电机组各转子的中心线连成一条连续光滑曲线，各轴承负荷分配符合设计要求。 ●使汽轮机的静止部分和转子部件基本保持同心。 ●将轴系的扬度调整到设计要求。 2.找中心步骤 ●汽缸轴承座找正。通常只用水平仪检查汽缸、轴承座位置是否发生偏斜。汽缸和轴承座是汽 轮机安装过程中的重要工作之一。一般来说，除非基础变形或沉降，否则汽缸和轴承座的位置偏移不会太大，因而在一般的机组检修过程中，仅对汽缸、轴承座的位置做监视性测量，在不影响机组安全运行的情况下，可不做调整。 ●结合轴颈扬度值及转子对轴承座及汽缸的洼窝中心进行各转子按联轴器找中心，也叫预找中 心。 扬度改变值过大会影响轴系负荷分配、发电机负荷分配，在一定程度上也影响转子对轴承座及汽缸的洼窝中心不正，将会加大油档隔板及汽封套的调整量，所以进行各转子按联轴器找中心时，一定要结合扬度及洼窝中心进行，当三者发生矛盾时，以各转子按联轴器找中心为主。 ●轴封套及隔板套找中心。机组运行时，要求隔板汽封及转子之间的间隙要大小适当、均匀合 理。如果轴封套及隔板与转子之间间隙相差很多，则在以后进行的汽封间隙调整时，将具有很大难度，所以要将轴封套及隔板按转子找中心。 ●复查各转子中心（也叫正式找中心）。在汽轮机通流部分全部组合后，各转子联轴器中心值可 能发生一些变化，所以要复查汽轮机各转与子、汽轮机与发电机、发电机转子与励磁机转子之间的中心情况，如有变化，需重新找正。 一般说来，变化不会太大，如果由于某种特殊原因造成中心变化很大，则不能强行找正，因为此时通流部分径向间隙都已调整完毕，如转子调整量过大，将会造成动静之间的严重摩擦。只能揭汽缸，查明原因，重新调整。 二、中心不正的危害 1.造成个别支撑轴承负荷过重、轴承乌金磨损、润滑油温升高 2.使机组产生振动 如果转子不对中，转子连接后将受到强迫外力作用，引起轴系强迫振动。由于转子中心不正会使轴承个别轴承负荷减轻，轻载轴承失稳转速很低，很容易产生油膜自激振动，即平时所说的半速涡动（转速低于两倍转速时）和油膜振荡（转速高于两倍临界转速时）
定子中心偏差及圆度的调整
定子中心偏差及圆度的调整 1.转子未吊入机坑时的定子调整。 定子中心偏差和圆度调整可在机坑内与水平、垂直等一起测量调整。具体调整工序如下： 1）以座环中心为基准悬挂中心钢琴线。见图7-3-43。需先制作一横梁（或三角架），通过横梁将求心器支承在定子的上空。求心器结构如图7-3-44所示，横梁应牢固、平稳。用求心器调整悬挂的中心钢琴锤线。钢琴线下挂一个能使钢琴线平直的重锤。为了使钢琴线的尽快稳定，可将重锤四周加上轮叶，并浸在盛有粘性油的油桶内如图7-3-45所示。重锤与油桶内壁应留有足够的间隙，以免钢琴线中心调整时与油桶壁相碰。
先用钢卷尺量出水轮机座环内壁X、Y方向对称四点至钢琴线的距离，再调整求心器)使对称两点半径误差在1mm以内，以初步找出水轮机座环中心，然后在带有千分尺测头的测杆上接上测中心的线路，用钢琴线耳机法（或电流表法如图7-3-46所示）测出四个测点到钢琴线的距离a、b、c、d，见图7-3-46。如果悬吊的钢琴线不在中心上，则根据下列公式： X、Y便是求心器向x、y方向移动的距离。待重锤稳定后，重新测量a、b、c、d 四个数值，直至a -b 和c-d 两值之差小于0.05mm为合格。 中心线确定以后，定子中心和圆度调整即以此线为准。在以后的调整过程中，求心器和钢琴线不得再有丝毫移动，否则就需重新检查校正中心线。 2）确定定子圆度测点。定子整体在每个测量断面上（一般为上、中、下三个断面）所测取的点不应少于8个。分瓣定子因合缝或端部易发生变形，因此要求在这些部位上标定测点。另外在定子铁心内径上下两个测量断面上，每瓣要标定3~5个测点，如图7-3-47所示。
对中找正理论计算
对中找正理论计算
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旋转机械的联轴器找正 联轴器的找正是机器安装的重要工作之一．找正的目的是在机器在工作时使主动轴和从动轴两轴中心线在同一直线上.找正的精度关系到机器是否能正常运转,对高速运转的机器尤其重要. 两轴绝对准确的对中是难以达到的,对连续运转的机器要求始终保持准确的对中就更困难.各零部件的不均匀热膨胀，轴的挠曲,轴承的不均匀磨损,机器产生的位移及基础的不均匀下沉等,都是造成不易保持轴对中的原因.因此，在设计机器时规定两轴中心有一个允许偏差值,这也是安装联轴器时所需要的.从装配角度讲，只要能保证联轴器安全可靠地传递扭矩,两轴中心允许的偏差值愈大，安装时愈容易达到要求。但是从安装质量角度讲，两轴中心线偏差愈小,对中愈精确，机器的运转情况愈好,使用寿命愈长。所以，不能把联轴器安装时两轴对中的允许偏差看成是安装者草率施工所留的余量。 1．联轴器找正时两轴偏移情况的分析 机器安装时,联轴器在轴向和径向会出现偏差或倾斜，可能出现四种情况，如图1所示。图１联轴器找正时可能遇到的四种情况 ?? 根据图1所示对主动轴和从动轴相对位置的分析见表1。 表1联轴器偏移的分析
2.测量方法 安装机器时，一般是在主机中心位置固定并调整完水平之后，再进行联轴器的找正。通过测量与计算，分析偏差情况,调整原动机轴中心位置以达到主动轴与从动轴既同心，又平行。联轴器找正的方法有多种,常用的方法如下： (1）简单的测量方法如图2所示。用角尺和塞尺测量联轴器外圆各方位上的径向偏差，用塞尺测量两半联轴器端面间的轴向间隙偏差，通过分析和调整,达到两轴对中。这种方法操作简单,但精度不高，对中误差较大。只适用于机器转速较低,对中要求不高的联轴器的安装测量。 图２角尺和塞尺的测量方法
定位误差计算方法
定位误差计算方法 皇甫彦卿 (杭州电子科技大学信息工程学院，浙江杭州310018) 摘要：分析了定位误差产生的原因和定位误差的本质,并结合具体的实例，对定位误差的计算提出了三种方法：几何法、微分法、组合法，并且为正确选择计算方法提供了依据。 关键词：定位误差；几何法；微分法；组合法 Position error calculation method Abstract：To analyze the causes of the positioning error and the nature of the positioning error, and combined with concrete examples, three methods are put forward for the calculation of position error: geometric method, differential method, group legal, and provide the basis for correct selection of calculation method. Key words: positioning error; Geometry method; Differentiation; Set of legal 1 引言 定位误差分析与计算，是机床夹具设计课程中的重点和难点。在机械加工中，能否保证工件的加工要求，取决于工件与刀具间的相互位置。而引起相互位置产生误差的因素有四个，定位误差就是重要因素之一（定位误差一般允许占工序公差的三分之一至五分之一）。定位误差分析与计算目的是为了对定位方案进行论证，发现问题并及时解决。 2 工件定位误差 2.1定位误差计算的概念 按照六点定位原理，可以设计和检查工件在夹具上的正确位置，但能否满足工件对工序加工精度的要求，则取决于刀具与工件之间正确的相互位置，而影响这个正确位置关系的因素很多，如夹具在机床上的装夹误差、工件在夹具中的定位误差和夹紧误差、机床的调整误差、工艺系统的弹性变形和热变形误差、机床和刀具的制造误差及磨损误差等。 因此，为保证工件的加工质量，应满足如下关系式： δ ?式中：?--各种因素产生的误差总和；δ--工件被加工尺寸的公差。 ≤ 2.2定位误差及其产生原因 所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批