GB/T 40742.1-2021 产品几何技术规范（GPS） 几何精度的检测与验证 第1部分：基本概念和测量基础 符号、术语、测量条件和程序

　　ICS 17 . 040 . 40 CCS J 42

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40742 . 1—2021

　　产品几何技术规范(GPS)

　　几何精度的检测与验证

　　第 1 部分：基本概念和测量基础

　　符号、术语、测量条件和程序

　　Geometricalproductspecifications(GPS)—Geometricalprecision

　　verification—Part1：Basicconceptandmeasurement—Symbol，

　　terminology，measuringconditionsandprocedures

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40742 . 1—202 1

　　GB/T 40742 . 1—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件是 GB/T 40742《产 品 几 何 技 术 规 范 (GPS) 几 何 精 度 的 检 测 与 验 证》的 第 1 部 分。 GB/T 40742已经发布了以下部分：

　　— 第 1 部分：基本概念和测量基础 符号、术语、测量条件和程序;

　　— 第 2 部分：形状、方向、位置、跳动和轮廓度特征的检测与验证;

　　— 第 3 部分：功能量规与夹具 应用最大实体要求和最小实体要求时的检测与验证;

　　— 第 4 部分：尺寸和几何误差评定、最小区域的判别模式;

　　— 第 5 部分：几何特征检测与验证中测量不确定度的评估。

　　本文件由全国产品几何技术规范标准化技术委员会(SAC/TC 240)提出并归口 。

　　本文件起草单位：中机生产力促进中心、郑州大学、上海市计量测试技术研究院、江苏锐精光电研究院有限公司、陕西威尔机电科技有限公司、中机研标准技术研究院(北京)有限公司。

　　本文件主要起草人：明翠新、张琳娜、瞿潮庆、朱悦、王海涛、陈刚。

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　　引 言

　　针对生产过程中产品的尺寸、形状、方向、位置等几何精度的数字化测控方法不完善、几何精度的数字化检验方法和测量不确定度评估方法缺失、过程质量精度测控手段被动落后等关键问题，重点研究产品几何精度的数字化测量理论、方法和技术，构建符合新一代 GPS 的几何精度检验操作规范体系和控制策略。

　　GB/T 40742《产品几何技术规范(GPS) 几何精度的检测与验证》是基于新一代 GPS 产品几何规范体系，运用数字化在线测量技术、统计学习及分析理论、先进制造技术、系统集成及管理技术等，通过理论分析、模型映射和仿真模拟/实验验证等手段开展制定的几何精度的检测与验证推荐性国家标准。标准基于所提出的检验算子规范，分析实际测量过程中所涉及的测量设备、测量方法、测量原理和测量条件等影响因素，给出了要素在提取、滤波、拟合等操作中的不确定度构成及传递规律，建立了不确定度评定模型。 通过生产过程中产品质量参数的在线采集、数据处理和系统评价的研究，有效地解决了生产过程中质量精度数字化测量的数据提取、误差分离、拟合评定、质量分析等操作及过程精度控制的规范统一问题。

　　GB/T 40742 主要用于规范关键要素操作及规范策略，建立相应的几何精度检验操作模型和检验操作算子，为产品生产质量的分析和改进提供技术支持。 为了方便读者使用，将标准分为 5 个部分进行编写，5 部分内容相互关联又各自独立，共同构成了几何精度检测与验证的内容。

　　GB/T 40742 由 5 部分构成。

　　— 第 1 部分：基本概念和测量基础 符号、术语、测量条件和程序。 规定了几何精度检测与验证的基本概念、测量基础、术语、符号、测量条件和测量程序等内容。

　　— 第 2 部分：形状、方向、位置、跳动和轮廓度特征的检测与验证。 规定了形状、方向、位置、跳动和轮廓度特征检测与验证的一般规定、检验操作集、测量不确定度评估和合格评定等内容。

　　— 第 3 部分：功能量规与夹具 应用最大实体要求和最小实体要求时的检测与验证。 规定了应用最大实体要求和最小实体要求的检测与验证过程一般规定及检测用夹具设计的一般要求。

　　— 第 4 部分：尺寸和几何误差评定、最小区域的判别模式。 规定了尺寸验收及几何误差的评定操作 。针对不同的目标任务(离线、在线检验)，给出了产品尺寸合格性评定、几何误差评定方法以及相关缺省原则和形状误差、方向误差、位置误差的最小区域判别法。

　　— 第 5 部分：几何特征检测与验证中测量不确定度的评估。 规定了测量结果的不确定度评估的操作。 提供了针对产品尺寸和几何公差检测与验证过程中不确定度的评估方法，给出了根据不确定度管理程序(PUMA)对检验验证过程优化的应用规范。

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　　产品几何技术规范(GPS)

　　几何精度的检测与验证

　　第 1 部分：基本概念和测量基础

　　符号、术语、测量条件和程序

　　1 范围

　　本文件规定了几何精度检测与验证的基本概念、测量基础、术语、符号、测量条件和测量程序等内容。

　　本文件适用于产品的尺寸、形状、位置、表面结构等几何特征的检测与验证。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 1182 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注

　　GB/T 18779 . 1 产品几何量技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第 1 部分：按规范检验合格或不合格的判定规则

　　GB/T 18779 . 2 产品几何量技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第 2 部分：测量设备校准和产品检验中 GPS测量的不确定度评定指南

　　GB/T 19022 测量管理体系 测量过程和测量设备的要求

　　GB/T 24637 . 1 产品几何技术规范(GPS) 通用概念 第 1 部分：几何规范和检验的模型

　　GB/T 24637 . 2 产品几何技术规范(GPS) 通用概念 第 2 部分：基本原则、规范、操作集和不确定度

　　JJF 1001 通用计量术语及定义

　　3 术语和定义

　　GB/T 1182、GB/T 18779.1、GB/T 19022、GB/T 24637. 1、GB/T 24637.2 和 JJF 1001 界定的以及

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　测量模型 measurementmodel

　　规范测量操作信息的数字化模型。

　　注：测量操作信息包含测量要求、技术文件给出的规范要求、测量过程操作所形成的数据信息、测量结果数据以及这些数据生成的相关规范信息等。

　　3.2

　　测量过程 measurementprocess

　　确定量值的一组操作。

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　　[来源：GB/T 19022—2003,3 . 2]

　　3.3

　　测量设备 measuringequipment

　　实现测量过程所需要的测量仪器、软件、标准、标准样品(标准物质)或其他辅助设备。

　　[来源：GB/T 19022—2003,3 . 3,有修改]

　　3.4

　　测量方法 measurementmethod

　　对测量过程中使用的操作所给出的逻辑性安排的一般性描述。

　　注：测量方法可用不同方式表达，如替代测量法、数差测量法、零位测量法、直接测量法、间接测量法等。

　　[来源：JJF 1001—2011,4.5]

　　3.5

　　测量程序 measurementprocedure

　　根据一种或多种测量原理及给定的测量方法，在测量模型和获得测量结果所需计算的基础上，对测量所做的详细描述。

　　注 1 ：测量程序通常要写成充分而详尽的文件，以便操作者能进行测量。

　　注 2：测量程序可包括有关目标测量不确定度的陈述。

　　注 3：测量程序有时被称作标准操作程序(Standard Operation Procedure,缩写为 SOP)。

　　[来源：JJF 1001—2011,4.6]

　　4 符号

　　尺寸、形状、位置、表面结构等几何特征检测与验证中涉及的相关符号应符合附录 A 的规定。

　　5 测量条件

　　5 . 1 影响测量结果的测量条件主要包括温度、温度变化率、湿度、照明、振动、尘埃量、清洁度、电磁干扰和其他因素。 测量过程有效运行所要求的环境条件应形成文件。 测量条件一般有测量环境条件、测量人员等，本文件主要对测量环境条件进行规范。

　　5 . 2 测量设备应在规范要求的环境条件下进行使用和保管，使其满足预期的使用要求，从而保证测量结果的准确性和有效性。

　　5 . 3 测量过程中应监视和记录影响测量的环境因素。 当影响测量的环境因素偏离规定的条件时，应修正测量结果并予以记录。

　　5 . 4 在生产现场进行在线测量时，要采取必要的措施，确保环境条件满足测量设备的使用要求。

　　5 . 5 除非特别要求，几何精度检测与验证时的理想环境条件为：

　　— 标准测量温度为 20 ℃ ;

　　— 室内应清洁干燥;

　　— 测量室的噪声、防振、防尘、防腐蚀、防磁与屏蔽等方面的环境条件应符合在室内开展的测量项目对环境条件的要求;

　　— 室内采光应利于测量工作进行。

　　6 测量过程

　　6 . 1 通则

　　本文件所涉及的几何精度检测与验证对象主要是尺寸、形状、方向、位置及表面结构。 在进行测量

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　　时，应对每一个测量过程进行策划、确认、实施、形成文件并加以控制，应识别和考虑影响测量过程的影响量。

　　每一个测量过程的完整规范应包括所有有关测量设备的标识、测量程序、测量软件、使用条件、操作者能力和影响测量结果可靠性的其他因素，其中测量程序应写成充分而详尽的文件，以便指导操作者进行测量。

　　6 . 2 测量过程设计

　　6 . 2 . 1 通则

　　测量过程设计应根据用户、组织和法律法规的要求进行。 测量过程设计的内容主要包括：

　　— 明确被测对象与测量任务;

　　— 明确测量结果的表达形式及精度要求;

　　— 制定并实施检测与验证规范或检验操作集;

　　— 评估测量不确定度;

　　— 测量结果合格评定。

　　6 . 2 . 2 明确被测对象与测量任务

　　确认工程图样和/或技术文件中的被测特征的公差规范，并充分了解被测要素的属性、特点，根据测量任务策划测量方法，确定测量设备和环境条件的初始规范。 选用的测量设备计量性能指标(包括准确度、稳定性、测量范围、分辨力等)应满足测量要求。

　　6 . 2 . 3 明确测量结果的表达形式及精度要求

　　首先明确测量结果表达及精度要求，进而明确其目标测量不确定度。 遵循 GB/T 18779 . 2 中测量不确定度管理程序(PUMA)规范的方法进行检验过程的优化或测量不确定度的评估，使测量结果的不确定度满足目标不确定度要求。

　　6 . 2 . 4 制定并实施检测与验证规范或检验操作集

　　工程图样和/或技术文件是制订检验操作集的依据。 若工程图样和/或技术文件未准确规范或规范的检验操作内容不完整，检验方与送检方应对工程图样和/或技术文件的解读及措施达成共识。

　　根据规范操作集制定实际检验操作集，编制测量过程规范文件(即：检测与验证规范)，其测量过程的规范包括：测量方法、测量条件和测量程序等。

　　注 1 ：可依据目标测量不确定度给出测量设备选用建议或规范;通常，所选择的测量设备的测量不确定度值等于或小于选定的测量设备测量不确定度允许值(测量设备的测量不确定度允许值见 GB/T 3177) ,同时考虑测量设备的先进性、测量效率、使用条件、对操作者的要求、实现量值的溯源方式、经济合理性等。

　　注 2：选择测量方法时，在保证可以实现目标不确定度的前提下考虑成本和效率(GB/T 18779 . 2) 。

　　注 3：检验操作集的设计可参考 GB/T 24637 . 2 的规范要求。

　　注 4：测量过程规范文件可参考 GB/T 19022 制定。

　　6 . 2 . 5 测量结果及验证

　　按实际检验操作集进行操作得到测量结果，测量结果应包括几何误差测得值和测量不确定度。 其中测量不确定度的评估、表述及管理规范见 GB/T 18779 . 2,按照测量结果与被测特征公差规范的符合性进行合格评定见 GB/T 18779 . 1 。

　　6 . 3 测量过程的规范与实施

　　测量过程的规范在实施过程中，需要遵守以下要求：

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　　a) 测量应保证测量设备、环境条件和工装夹具满足测量模型中的相关规定;

　　b ) 测量人员应了解测量目标、测量方案，熟悉测量设备的操作;

　　c) 实施测量之前需要确保完成测量的准备工作，如设备的预热和校准、测量模型数据的导入等;

　　d) 测量操作过程应遵循相应的测量规范，对于测量设备的使用应按照仪器的使用手册进行;

　　e) 在测量时，应考虑随时间推移，环境(温度、湿度等)的波动性，采取监视措施保证环境条件始终符合测量设备在允许的工作范围内;

　　f) 应对测量结果进行统计分析，以及时发现测量或工艺引起的偏移;

　　g) 测量不确定度是与测量结果相关联的参数，应进行分析和评定。

　　6 . 4 测量方法的标准化

　　为使测量按同样的方法进行，测量方法应标准化，所有测量都应根据规定的标准方法进行。 应有一个书面的文件，规定进行测量的所有细节，包括如何获得和准备试件的内容。

　　测量方法应是标准化的稳健方法，即测量结果对测量过程中的微小变动，不会产生意外的大变动。若测量过程有较大的变化，应有适当的预防措施或发出警告。 在制定一个标准测量方法中，应努力消除或减少测量数据的偏移。

　　也可以用一些相似的测试程序来对已经建立的测量方法和最新标准化的测量方法的正确度和精密度进行测试，在后一种情况下得到的结果宜被视为是初始估计值，因为正确度和精密度随着实验室经验的积累而改变。

　　建立测量方法的文件应是明确和完整的，所有涉及该程序的环境、试剂和设备、设备的初始检查及测试样本的准备等重要操作都应包括在测量方法中，应明确说明测量结果和计算方法以及有效数字位数。

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　　附 录 A

　　(规范性)

　　工程图样和/或技术文件中的相关符号及说明

　　A.1 尺寸公差的相关符号及说明

　　尺寸公差工程图样或技术文件中的相关符号及说明尺寸公差工程图样或技术文件中的相关符号及说明见表 A. 1 和表 A. 2 。

　　表 A.1 线性尺寸的规范修饰符

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　　表 A.2 角度尺寸的修饰符

　　A.2 几何公差的相关符号及说明

　　几何公差工程图样或技术文件中的相关符号及说明见表 A. 3 。

　　表 A.3 几何公差工程图样或技术文件中的相关符号及说明

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　　表 A.3 几何公差工程图样或技术文件中的相关符号及说明(续)

　　GB/T 40742 . 1—202 1

　　表 A.3 几何公差工程图样或技术文件中的相关符号及说明(续)

　　A.3 表面结构的附加符号及说明

　　表面结构的附加符号及说明见表 A. 4 。

　　表 A.4 表面结构的附加符号及说明

　　A.4 测量中常用的符号及说明

　　测量中常用的符号及说明见表 A. 5 。

　　表 A.5 测量中常用的符号及说明

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　　表 A.5 测量中常用的符号及说明(续)

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　　附 录 B

　　(资料性)

　　与 GPS矩阵模型的关系

　　B.1 概述

　　关于 GPS矩阵模型的完整细则，参见 GB/T 20308 。

　　GB/T 20308 中的 GPS矩阵模型对 GPS体系进行了综述，本文件是该体系的一部分。 除非另有说明，GB/T 4249 给出的 GPS基本规则适用于本文件，GB/T 18779 . 1 给出的缺省规则适用于按照本文件制定的规范。

　　B.2 关于标准及其使用的信息

　　本文件规定了几何精度检测与验证的基本概念和测量基础，给出了术语、符号、测量条件和测量程序等。

　　B.3 在 GPS矩阵模型中的位置

　　本文件是一项 GPS 通用标准。 本文件给出的规则和原则适用于 GPS 矩阵中所有标有实心点(● )的部分。 见表 B. 1 。

　　表 B.1 GPS标准矩阵模型

　　B.4 相关的标准

　　表 B. 1 所示标准链涉及的标准为相关的标准。

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 3177 产品几何技术规范(GPS) 光滑工件尺寸的检验

　　[2] GB/T 4249 产品几何技术规范(GPS) 基础 概念、原则和规则

　　[3] GB/T 16671 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 最大实体要求(MMR)、最小实体要求(LMR)和可逆要求(RPR)

　　[4] GB/T 17851 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 基准和基准体系

　　[5] GB/T 20308 产品几何技术规范(GPS) 矩阵模型