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计量基础知识
1.计量的内容有哪些？
计量的内容通常可概括为以下六个方面：
计量单位与单位制：
计量器具（或测量仪器），包括实现或实现计量单位的计量基准、计量标准与工作计量器具：
量值传递与溯源，包括检定、校准、测试、检验与检测：
物理常量、材料与物质特性的测定：
测量不确定度、数据处理与测量理论及其方法：
计量管理，包括计量保证与计量监督等。
2.计量是如何分类的？
有何特点？
计量分为科学计量、工程计量和法制计量3类，分别代表计量的基础性、应用性和公益性三个方面。
计量的特点有：
准确性、一致性、溯源性、法制性。
3.我国的计量法规体系是如何构成的？
我国的计量法规体系由三部分组成：
1）中华人民共和国计量法：
2）国务院制定（或批准）的计量行政法规和省、直辖市、自治区人大常委会制定的地方计量法规：
3）国务院计量行政部门制定的计量管理办法和技术规范，国务院有关部门制定的部门计量管理办法，县级以上人发政府计量行政部门制定的地方计量管理办法。
4.计量法的基本内容是什么？
计量法的基本内容是：
1）计量立法宗旨2）调整范围3）计量单位制4）计量器具管理5）计量监督6）计量授权7）计量认证8）计量纠纷的处理9）计量法律责任
5.什么叫校准？
校准的依据是什么？
在规定的条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作，称为校准。
校准的依据是校准规范或校准方法，对其通常应作统一规定，特殊情况下也可自行制定。
6.什么叫检定？
检定的依据是什么？
我国强制检定的范围有哪些？
测量仪器的检定是指查明和确认测量仪器是否符全法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。
检定具有法制怀，其对象是法制管理范围内的测量仪器。
检定的依据是按法定程序审批公布的计量检定规程。
我国规定，列入（中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录）用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测四个方面的工作计量器具，属国家强制检定的管理范围。
此外，我国对社会公用计量标准、部门和企（事）业单位的各项最高计量标准，也实行强制检定。
7.什么叫量值溯源性？
通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准（通常是国家计量标准或国际计量标准）联系起来的特性，称为量值溯源性。
8.什么叫计量单位？
计量单位是为定量表示同种量的大小而约定定义和采用的特定量。
9.我国法定计量单位的构成。
中华人民共和国法定计量单位国际单位制（SI）的单位SI单位SI基本单位共7个SI导出单位包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位，共21个组合形式的SI导出单位SI单位的倍数单位（包括SI单位的十进倍数单位和十进分数单位），共20个。
国家选定的作为法定计量单位的非SI单位，共16个由以上单位构成的组合形式的单位
10.我国法定计量单位的基本使用方法是什么？
我国法定计量单位的基本使用方法：
1）法定计量单位的名称。
2）法定计量单位和词头的符号。
3）法定计量单位产词头的使用规则。
11.何为测量仪器？
它是如何分类的？
测量仪器（计量器具）单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。
1）显示式测量仪器
2）比较式测量仪器
3）积分式测量仪器
4）累积式测量仪器
12.什么是测量系统和测量设备？
测量系统是指用于特定测量目的，由全套测量仪器和有关的其他设备组装起来所形成的一个系统。
测量设备是指测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备以及进行测量所必须的资料的一种总称。
13.对测量仪器的控制包括哪些几项内容？
控制包括对测量仪器的下列动作中的一项、两项或在项:
1）型式批准
2）检定
3）检验
14.什么是标称范围、量称和测量范围？
标称范围是指测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。
量程是标称范围的上限和下限之差的绝对值。
测量范围（工作范围）是指测量仪器的误差处于规定的极限范围内的被测量的示值范围
15.什么是额定操作条件、极限条件和参考条件？
额定操作条件是指测量仪器的正常工作条件，也就是使测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。
极限条件是指测量仪器的规定计量特性不受损也不降低，其后仍可在额定操作条件下运行所能承受的极端条件。
参考条件是指测量仪器在性能试验或进行检定、校准、双对时的使用条件，即标准工作条件。
16.什么是示值误差和最大允许误差？
测量仪器的示值误差是测量仪器值与对应的输入量的真值之差。
测量仪器的最大允许差是指对给定的测量仪器，由规范、规程等所允许的误差极限值。
17.什么是灵敏度？
测量仪器响应的变化除以对应的激励变化，称为灵敏度。
灵敏度值应与测量目的相适应，并非越高越好
18.什么是分辨力？
显示装置能有效辨别的最小的示值差，称显示装置的分辨力。
模拟式显示装置的分辨力，通常为标尺分度值的一半。
对数字式显示装置，其分辨力为末位数字的一个数码。
19.什么是稳定性和漂移？
稳定性通常是指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。
漂移是测量仪器计量特性的慢变化。
20.测量仪器的选用原则是什么？
选用原则是从技术性和经济性出发，使其计量特性适当地满足预定的要求，既要够用，又不过高。
21.什么是准确度？
测量准确度是指测量结果与被测量值之间的一致程度。
测量准确度是一个定性的概念，一般用准确度等级表示，而不宜与数字直接相连。
22.什么是测量的重复性？
复现性？
在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之的一致性，即为测量结果的重复性。
在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性，即为测量结果的复现性。
23、如何进行测量误差分析？
误差与不确定度的区别是什么？
误差=测量结果─真值=（测量结果─总体均值）+（总体均值─真值）=随机误差+系统误差测量不确定度是表征赋予被测量之值的分散性，它与人们对被测量的认识程度有关，是通过分析和评定得到的一个区间。
测量误差是表明测量结果偏离真值的差值，它客观存在但人们无法准确得到。
24、测量不确定度的来源有哪些？
1）对被测量的定义不完整或不完善；
2）实现被测量的定义的方法不理想；
3）取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定义的被测量；
4）对被测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善；5）对模拟仪器的读数存在人为偏差（偏移）；
6）测量仪器的分辩力或鉴别力不够；
7）赋予测量标准和标准物质的值不准；
8）用于数据计算的常量和其他参量不准；
9）测量方法和测量程序的近似和假定性；
10）在表面上看来完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化。
25、什么是标准不确定度？
以标准（偏）差表示的测量不确定度，称为标准不确定度。
26、什么是实验准（偏）差？
当对同一被测量对象作N次测量，表征测量结果分散性的量S按下式算出时，称它为实验标准（偏）差
27、什么是不确定度的A类评定？
不确定度的B类评定？
用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度的A类评定。
用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度的B类评定，有时也称B类不确定度评定。
28、什么是合成标准不确定度？
扩展不确定度？
当测量结果是由若干个其他量的值求得时，测量结果的标准不确定度，等于这些其他量的方差和协方差适当和的正平方根，称为合成标准不确定度。
扩展不确定度是用标准（偏）差的倍数或说明了置信水平的区间的半宽表示的测量不确定度。
29、测量不确定是如何分类的？
扩展不确定度标准不确定度测量不确定度A类标准不确定度合成标准不确定度B类标准不确定度U（k=2，3）Up（p为置信概率）?
30、测量控制体系哪些部分组成的？
测量控制体系由两部分组成：
1）测量设备的计量确认；
2）测量过程控制。
31、何为计量确认？
计量确认是指为了确保测量设备与预期使用要求相一致而进行的一组操作。
确认过程有两个输入：
用户计量要求和测量设备特性；确定过程的输出，即是测量设备的确认状态。
32、何为测量系统分析，在评定测量系统时最基本的问题是什么？
测量系统分析是指采用统计过程控制领域中一些行之有效的原理、方法和工具，来了解测量系统中各种影响测量结果的变异性，从而保证测量系统的质量。
测量系统分析即可以采用数值分析技术，还包括图形技术的应用。
在评定测量系统时，测量系统是否有足够的分辨力，是否随时间保持统计稳定性，是否与预期范围一致，且满足过程分析或控制的要求是三个最基本的问题。
33、什么是数据修约？
对某一数字，根据保留数位的要求，将其多余位数的数字进行取舍，按照一定的规则，选取一个其值为修约间隔整数倍的数（称为修约数）来代替拟修约数，这一过程称为数据修约，也称为数的化整或凑整。
位误差的检验原则
GB—80《形状和位置公差·检测规定》规定了如下五中形位误差的检测原则：
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1、与理论要素比较原则：
将被测实际要素与理想要素相比较。
例如样板。
2、测量坐标值原则：
测量被测要素的坐标值，经数据已得到形位误差。
3、测量特征参数原则：
测量表示形位误差的某种具有代表性的参数。
4、测量跳动原则：
在被测要素绕基准轴线回转过程中，沿给定方向测量其对某参考点或线的变动量。
变动量是指示计最大与最小读数之差。
5、控制实效边界原则：
检验被测实际要素是否超出实际边界。
“十大计量”专业领域简介
目前，比较成熟和普遍开展的计量科技领域有：
几何量（长度）、热工、力学、电磁、无线电、时间频率、声学、光学、化学和电离辐射，即所谓“十大计量”。
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几何量计量表征有形物体的几何特征和质点的空间位置。
涉及波长、刻线量具、光栅、感应器同步器、量块、多面体、角度等具体的测量。
生活中常用到直尺、钢卷尺，在军事和交通中广泛应用的卫星定位系统等，都是长度计量的研究成果。
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热工计量的对象是在工业生产中热工过程中常用到的温度、压力、真空、流量和物量和物位等参数。
如对普通玻璃液体温度计，红外测温仪的检定、校准，直接关系到医生对病人是否发热的判断。
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力学计量是涉及质量、力值、密度、容量、力矩、机械功率、压力、真空、流量以及位移、速度、加速度、硬度等量的测量。
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如市场上的公平秤、电子计价秤、水表、燃气表、出租车计价器等准确与否都是由力学计量来保证的。
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电磁计量涉及的专业范困包括直流和又流的阻抗和电量、精密交直流测量仪器仪表、模数／数模转换技术、磁通量、磁性材料和磁记录材料、磁测量仪器仪表以及量子计量等。
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与人民生活密切相关的电磁计量内容很多，如家用电能表的准确角度等。
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无线电计量包括有关电磁能参数（如电压、电流、功率、电场强度、功率通量密度和噪声功率谱密度）的计量；有关电信号特征参量（如频率、波长、调幅系数、频偏、失真系数和波形特征参量）的计量；有关电路元件和材料特性·参量（如阻抗或导纳、电阻或电导、电感和电容、Q值、复介电常数、损耗角）的计量和有关器件和系统网络特性参量（电压驻波比、反射系数、衰减、增益、相移）的计量。
例如，电器维修用的万用表的难确度，手机发射功率的测量等。
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时间频率计量用于测量频率值和时间间隔。
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主要服务领域为：
通讯、航天、国防、电子、家电、医疗、科研、电视、服务等领域。
如报时服务，各类（手机、电话、停车）服务计时等。
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声学计量是研究声压、声强、声强、声功率和响度、听力损失等量的测量。
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如噪声测量、交通噪声、环境噪声、建筑声学、电声学的测量，对于科研生产、国防和国民经济的发展起到了积极作用。
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光学计量的对象有光源、光探测器、光学介质、光学元件以及光学仪器。
其中光源包括自然光源、人工光源、激光等。
光学计量涉及辐射强度、辐射照度、辐射亮度等参数。
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如日常生活中灯、汽车灯亮度的测量，色彩的测量等。
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化学计量主要针对热量、粘度、密度、电导率、浊度等物质化学特性的测量。
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化学计量与人民群众日常生活息息相关。
例如：
饮用水的纯净度、食品中的有害物质含量等。
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电离辐射计量是指o、8、y、x和中子辐射的有关参数的测量。
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电离辐射计量涉及医疗、工业、农业、军事、环境监测等方面。
如医用X光机、CT机钻—60治疗机、X刀等设备、工用X射线探伤机、核子皮带秤、农用大蒜辐照加工、环境监测用的水质检测以及用于海关、车站、码头的禁止物品检杏仪等设备。
公差原则及其术语
1）按是否直接测量被测参数，可分为直接测量和间接测量。
直接测量：
直接测量被测参数来获得被测尺寸。
例如用卡尺、比较仪测量。
间接测量：
测量与被测尺寸有关的几何参数，经过计算获得被测尺寸。
显然，直接测量比较直观，间接测量比较繁琐。
一般当被测尺寸或用直接测量达不到精度要求时，就不得不采用间接测量。
2）按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值，可分为绝对测量和相对测量。
绝对测量：
读数值直接表示被测尺寸的大小、如用游标卡尺测量。
相对测量：
读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。
如用比较仪测量轴的直径，需先用量块调整好仪器的零位，然后进行测量，测得值是被侧轴的直径相对于量块尺寸的差值，这就是相对测量。
一般说来相对测量的精度比较高些，但测量比较麻烦。
3）按被测表面与量具量仪的测量头是否接触，分为接触测量和非接触测量。
接触测量：
测量头与被接触表面接触，并有机械作用的测量力存在。
如用千分尺测量零件。
非接触测量：
测量头不与被测零件表面相接触，非接触测量可避免测量力对测量结果的影响。
如利用投影法、光波干涉法测量等。
4）按一次测量参数的多少，分为单项测量和综合测量。
单项测量；对被测零件的每个参数分别单独测量。
综合测量：
测量反映零件有关参数的综合指标。
如用工具显微镜测量螺纹时，可分别测量出螺纹实际中径、牙型半角误差和螺距累积误差等。
综合测量一般效率比较高，对保证零件的互换性更为可靠，常用于完工零件的检验。
单项测量能分别确定每一参数的误差，一般用于工艺分析、工序检验及被指定参数的测量。
5）按测量在加工过程中所起的作用，分为主动测量和被动测量。
主动测量：
工件在加工过程中进行测量，其结果直接用来控制零件的加工过程，从而及时防治废品的产生。
被动测量：
工件加工后进行的测量。
此种测量只能判别加工件是否合格，仅限于发现并剔除废品。
6）按被测零件在测量过程中所处的状态，分为静态测量和动态测量。
静态测量；测量相对静止。
如千分尺测量直径。
动态测量；测量时被测表面与测量头模拟工作状态中作相对运动。
动态测量方法能反映出零件接近使用状态下的情况，是测量技术的发展方向。
行为公差——形状误差、位置误差的定义及其评定
一、形状误差及其评定：
1、形状误差：
单一被测实际要素对其理想要素的变动量，或称偏离量。
2、评定准则：
评定实际要素的形状误差时，理想要素相对于实际要素的位置，必须有一个统一的评定准则，这个准则就是最小条件。
3、评定方法：
最小包容区域（简称最小区域）法：
是一个形状与公差带相同、包容被测实际要素且具有最小宽度f或直径фf的区域。
f与фf即为形状误差值。
二、位置误差及其评定：
位置误差根据零件的功能，又分为定向、定位、跳动三种位置公差。
1、定向误差及其评定：
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（1）、定向误差：
关联被测实际要素对其具有确定方向的理想要素的变动量，理想要素的方向由基准和理论正确尺寸确定。
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注：
“理论正确尺寸“是用以确定被测要素的理想形状、方向、位置的尺寸。
它仅表达设计时对被测要素的理想要求，故该尺寸不附带公差，而该要素的形状、方向和位置误差则由给定形位公差来控制。
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（2）、定向误差值的评定方法：
定向最小区域法。
（举例说明）
2、定位误差及其评定：
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（1）、定位误差：
关联被测实际要素对其具有确定位置的理想要素的变动量。
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（2）、定位误差的评定方法：
定向最小区域法。
3、跳动及其评定：
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（1）、跳动误差：
关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。
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（2）、跳动测量是用指示计打跳动的方法，以指示计最大和最小读数之差来评定其跳动值。
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（3）、它分为圆跳动和全跳动。
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a、圆跳动是被测要素绕基准轴线在无轴向移动的前提下旋转一周时，任一测量面的最大变动量，即最大跳动量与最小跳动量之差。
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ｂ、全跳动是被测要素绕基准轴线在无轴向移动的前提下旋转，同时指示计沿理想素线连续移动时，在整个表面上的最大变动量，即最大跳动量与最小跳动量之差。
公差原则及其术语
１、为什么规定公差原则？
任何机械零部件，同时存在着尺寸误差和形位误差。
尺寸、形状和位置误差都会影响零件的实际轮廓。
在规定公差时应依据零件使用要求的不同，同时规定尺寸公差与形位公差之间的关系。
处理形位公差与尺寸公差之间相互关系的原则称为公差原则。
在ＧＢ中，公差原则包括独立原则、包容要求、最大实体要求、最小实体要求和可逆要求。
２、术语和定义：
（１）、作用尺寸：
ａ、体外作用尺寸：
指在被测要素的给定全长上，与实际内表面体外相接的最大理想面或与实际外表面体外相接的最小理想面的直径或宽度。
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ｂ、体内作用尺寸：
指在被测要素的给定长度上，与实际内表面体内相接的最小理想或与实际外表面体内相接的最大理想面的直径或宽度。
对于关联要素，该理想面的轴线或中心平面必须与基准保持同样给定的几何关系。
（２）、ａ、最大实体状态：
实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最大的状态，称为最大实体状态。
最大实体尺寸：
实际要素在最大实体状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸。
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ｂ、最小实体状态：
实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并且具有实体最小时的状态，称为最小实体状态。
最小实体尺寸：
实际要素在最小实体状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸。
（３）、ａ、最大实体实效状态：
在给定长度上，实际要素处于最大实体状态且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态，称为最大实体实效状态。
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最大实体实效尺寸：
最大实体实效撞下台的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸。
ｂ、最小实体实效状态：
在给定长度上，实际要素处于最小实体状态且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态，称为最小实体实效状态。
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最小实体实效尺寸：
最小实体实效状态下的体内作用尺寸称为最小实体尺寸。
（４）、边界：
是指具有一定尺寸大小和正确几何形状的理想包容面，用于综合控制实际要素的尺寸和形位公差。
边界相当于一个与被测要素相偶合的理想几何要素。
ａ、最大实体边界：
具有最大实体尺寸与正确几何形状的理想包容面。
ｂ、最大实体实效边界可分为：
单一要素的实体实效边界：
由图样上给定的被测要素最大实体尺寸和该要素轴线（或中心平面）的形状公差所形成的综合极限边界。
关联要素的实效边界：
由图样上给定的被测要素最大实体尺寸和该要素的定向或定位公差所形成的综合极限边界，该极限边界应具有理想形状并应符合图纸上给定的几何关系。
实效尺寸：
实效状态时所具有的边界尺寸称为实效尺寸。
ＶＳ＝ＭＭＳ±ｔ
最大实效尺寸=最大实体尺寸±中心要素的形状公差或定向、定位公
3、公差原则:
GB/T4249---1996（ISO8015）
（1）、独立原则：
是指图样上给定的形位公差与尺寸公差相互无关，分别满足要求。
具体讲，遵守独立原则时，尺寸公差仅控制要素局部实际尺寸的变动量，而不控制要素自身的形位误差。
另一方面，图样上给定的形位公差与被测要素的局部实际尺寸无关，不论要素的局部实际尺寸如何，被测要素均应在给定的形位公差带内，并且其形位误差允许达到最大值。
（2）、包容原则（EP）：
仅用于形状公差，主要应用于有配合要求，并且其极限间隙或极限过盈要求严格得到保证的要素。
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a、包容要求的含义：
要求实际要素遵守最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸。
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b、标注：
单一要素：
应在其尺寸极限偏差或公差带代号之后加注符
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关联要素：
在图样上标注
（3）、最大实体原则（MMP）：
适合于中心要素。
主要应用于保证装配互换的场合。
（是一种补偿原则）
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a、含义：
要求实际要素遵守实效边界，即要求其实际轮廓处处不得超越实效边界，而要素的局部实际尺寸应在最大实体尺寸与最小实体尺寸之间。
即当实际要素偏离最大实际尺寸时，其形位公差可获得一定的补偿值。
即允许其形位误差值超出其给处的公差值。
最大补偿量为最大实体尺寸与最小实体尺寸之差。
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b、标注：
相应的形位公差框格内加注符号“?
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”
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c、具体应用：
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（a）、最大实体要求应用于被测要素：
被测要素的实际轮廓给定的长度上处处不得超出最大实体实效边界，其局部尺寸应在最大实体尺寸与最小实体尺寸之间。
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（b）、最大实体要求应用于基准要素时，基本要素应遵守相应的边界。
当基准的实际轮廓偏离其相应的边界时，则允许基准实际要素在一丝能够的范围内浮动，其浮动范围等于基准的体外作用尺寸与边界尺寸之差。
（4）、可逆要求“?
”：
是中心要素的形位误差值小于给出的形位公差值时允许在满足零件功能要求的前提下，扩大尺寸公差的一种公差要求。
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标注：
在“?
?
”或“?
”后加注“?
”。
测量方法的分类
1）按是否直接测量被测参数，可分为直接测量和间接测量。
直接测量：
直接测量被测参数来获得被测尺寸。
例如用卡尺、比较仪测量。
间接测量：
测量与被测尺寸有关的几何参数，经过计算获得被测尺寸。
显然，直接测量比较直观，间接测量比较繁琐。
一般当被测尺寸或用直接测量达不到精度要求时，就不得不采用间接测量。
2）按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值，可分为绝对测量和相对测量。
绝对测量：
读数值直接表示被测尺寸的大小、如用游标卡尺测量。
相对测量：
读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。
如用比较仪测量轴的直径，需先用量块调整好仪器的零位，然后进行测量，测得值是被侧轴的直径相对于量块尺寸的差值，这就是相对测量。
一般说来相对测量的精度比较高些，但测量比较麻烦。
3）按被测表面与量具量仪的测量头是否接触，分为接触测量和非接触测量。
接触测量：
测量头与被接触表面接触，并有机械作用的测量力存在。
如用千分尺测量零件。
非接触测量：
测量头不与被测零件表面相接触，非接触测量可避免测量力对测量结果的影响。
如利用投影法、光波干涉法测量等。
4）按一次测量参数的多少，分为单项测量和综合测量。
单项测量；对被测零件的每个参数分别单独测量。
综合测量：
测量反映零件有关参数的综合指标。
如用工具显微镜测量螺纹时，可分别测量出螺纹实际中径、牙型半角误差和螺距累积误差等。
综合测量一般效率比较高，对保证零件的互换性更为可靠，常用于完工零件的检验。
单项测量能分别确定每一参数的误差，一般用于工艺分析、工序检验及被指定参数的测量。
5）按测量在加工过程中所起的作用，分为主动测量和被动测量。
主动测量：
工件在加工过程中进行测量，其结果直接用来控制零件的加工过程，从而及时防治废品的产生。
被动测量：
工件加工后进行的测量。
此种测量只能判别加工件是否合格，仅限于发现并剔除废品。
6）按被测零件在测量过程中所处的状态，分为静态测量和动态测量。
静态测量；测量相对静止
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