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1、,第九章 新一代GPS标准体系,ISO/TC213 GPS标准体系的形成与发展新一代GPS标准体系的构成及规律分析新一代GPS标准体系的理论基础及关键技术 操作及算子技术；不确定度理论及应用技术；GPS的数字化基础,ISO/TC 3极限与配合,(D),ISO/TC10/SC 5“尺寸和公差的表示法”负责 形状和位置公差,(USSR),(USA),ISO/TC 57 表面特征及其计量学,ISO的三个TC合并、成立新的技术委员会,ISO组织结构,1996,GPS的含义,现代产品几何技术规范GPS（Dimensional Geometrical Product Specification and V
2、erification，简称 GPS)，是ISO/TC213针对产品的设计与制造而规定的一系列宏观和微观的几何技术规范,主要包括：,尺寸和形位公差、表面特征等几何精度规范相关的检验原则、测量器具要求和校准规范基本表达和图样标注的解释不确定度的评定和控制等,GPS贯穿于产品从设计、制造到应用的全过程：-开发、设计、加工、检验、使用、维修、报废,ISO/TC213的GPS系列标准，是国际标准中影响最广的重要基础标准之一，是所有高新技术产品标准的基础，其应用涉及国民经济的各个部门和学科。ISO/TC213的GPS系列标准，是所有机电产品“标准与计量”规范的基础，也是制造业信息化的基础。,9.2 新一
3、代GPS标准体系的构成及规律分析,新一代GPS体系结构,GPS 体系,基本的GPS标准Fundamental GPS Standards,综合的GPS标准Global GPS Standards,通用的GPS标准General GPS Standards,补充的GPS标准Complementary GPS Standards,GPS矩阵矩阵行1,新一代GPS的体系结构,GPS矩阵矩阵列,综合的GPS标准 Global GPS Standards,补充的GPS标准 Complementary GPS standards,基础的GPS标准,新一代GPS的体系结构,给出“功能要求、规范设计、生产加工
4、、检验评定”统一系统中的主要组成链环,图样标注,公差定义,比较认证,测量仪器,标定校准,功能要求 规范设计 生产加工 检验认证,实际要素,操作算子,9-3 新一代GPS标准体系的理论基础及关键技术,一、GPS数字化基础及关键技术,对偶性原理操作及操作算子技术,-表面模型-要素（几何要素）-恒定类/度-特征,基本概念,不确定度理论及应用技术,检验,规范,公称,Representing,GPS表面模型,GPS数字化基础-表面模型,具有完美形状的理想表面模型,几何要素的术语、定义举例,理想要素的类型恒定类,一个恒定种类是被同一恒定度定义的、“特征”保持不变的一组理想要素理想要素的一个恒定度是理想要素
5、的替代，因此要素特征保持一致,本质特征和方位特征,本质特征intrinsic characteristic是理想要素的特征，它是理想要素参数方程的参数，如圆柱的直径，圆锥的顶角，两直线的夹角。方位特征situation characteristic是定义两个要素之间的方向和位置的特征。它有理想要素之间的方位特征和非理想要素之间的方位特征。,GPS数字化基础-特征,操作与操作算子的应用,举例:,被测轴线,基准平面,体现被测轴线的操作集合,分离,分离,拟合,集成,要素的操作,体现基准平面的操作集合,分离:,拟合:,要素的操作,评定结果,规范,一致性比较-估值,要素的操作,三、估值操作（3）,误差评
6、定结果 f,操作与操作算子,分离,分离,拟合,集成,一、体现被测要素的操作算子（1）,垂直度误差检验认证-操作算子,一致性比较,名义设计,功能要求名义模型,操作理想要素分离 集成 构建,估值,名义要求,设计意图（规范过程）,非理想表面模型（肤面模型）无限点集的几何表达,遵从设计意图制造出的工件的检验（检验/认证过程）,实际工件非理想表面模型实际存在的要素有限点集,操作理想和/或非理想要素 分离 提取 过滤 拟合 集成 构建,操作理想和/或非理想要素 实体分离 实体提取 过滤 拟合 集成 构建,估值,估值,规范的特征值,测量结果（实际的特征值）,规 范 算 子,检 验 算 子,国家“十五”项目（
7、2002BA906A20-03）,GPS不确定度及应用,符合不确定度,测量不确定度,GPS不确定度的关系,功能要求 规范设计 检验认证,方法不确定度,执行不确定度,相关不确定度,规范不确定度,总不确定度,国家“十五”项目（2002BA906A20-03）,设计工程师负责相关不确定度和规范不确定度；计量工程师则对测量不确定度负责。,（生产加工）,Total-uncertainty,Correlation-uncertaintySpecification-uncertaintyMeasurement-uncertainty,Specification,Measurement,国家“十五”项目（20
8、02BA906A20-03）,ISO 14253-1 第1部分：按规范检验合格或不合格的判定规则ISO/TS 14253-2 第2部分：测量设备校准和产品检验中的测量不确定度评定指南ISO/TS 14253-3 第3部分：测量值不确定度完善性的评估程序,基于GUM的GPS测量不确定度 计量器具和工件的测量检验,国家“十五”项目（2002BA906A20-03）,测量不确定度的技术经济性,规范区域,规范内,规范外,规范外,规范下限,规范上限,非重合区,非重合区,重合区,不确定度,不确定度,规范设计阶段,检验评定阶段,合格区,不合格区,不合格区,测量不确定度既减小合格区、也减小不合格区,国家“十五
9、”项目（2002BA906A20-03）,ISO 14253-1 按规范检验合格或不合格的判定规则,给定测量过程的不确定度的管理(PUMA),国家“十五”项目（2002BA906A20-03）ISO 14253-2：,测量不确定度的管理流程(PUMA),国家“十五”项目（2002BA906A20-03）ISO 14253-2：,NO,Yes,Yes,Yes,Yes,Yes,Yes or No,Yes or No,Yes or No,No,Operator操作算 子,Operation操 作,Functional operator功能算子,Specification operator规范 算子,
10、Verification operator检验算子,简化的,实际的,相关不确定度,规范不确定度,方法不确定度,执行不确定度,完整的,精确的,不完整的,缺省的,特定的,实际的,Specification operation规范操作,Verification operation检验操作,实际的,特定的,缺省的,精确的,简化的,实际的,Evaluation估 值,Feature operation要素操作,划 分,提 取,滤 波,拟 合,集 成,构 造,Uncertainty不确定度,总不确定度,符合不确定度,测量不确定度,ISO/TS17450-2,（1）截面法采点,（2）素线法采点,圆度圆柱度轴线的直线度-轴线/端面的垂直度-径向圆跳动同轴度,基准,被测,素线直线度素线平行度,图样标注,谢谢Thanks,郑州大学GPS课题组,网址：郑州大学科研信息网http:/校内科研导航：“郑大精度研究中心”,
