SIMETRIUM .COM 100 = 99.9996?
シリーズ · 製図と CAD
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表示されるもの
LUPREC と DIMDEC が決めるのは、何桁表示するかだけです。座標そのものは 15–16 桁の有効数字で保存されています。
実際の値
丸めた数は、最後の桁の半分までの誤差を隠します:0 桁なら最大 0.5 mm.
プレートの上には寸法の表示窓と桁のドラム。ドラムは 0 桁から 8 桁までカチリと回ります:はじめは「100」、やがて「99.9996」。下では輪郭の角の上に顕微鏡があり、カチリと鳴るたびに十倍ずつ拡大して、線分の端と端のあいだに隙間が開くまで続けます。
量のデータ · 製図と CAD · 表示精度

単位の精度

LUPREC · DIMDEC · AUPREC · 丸め誤差 ≤ ½ · 10⁻ᵖ · HPGAPTOL

100 × 60、面取り 5 × 45° のカバーガスケットを、他人の図面をもとに描き直します。その図面の寸法は整数のミリメートルで、面取りには「7」と「12」と記入されています。設計者はこの数値で線分を入力し、AutoCAD は小数点以下ゼロ桁で表示するので、すべてが正確に見えます。ところがハッチングが入りません:「有効なハッチング境界が見つかりません」。輪郭の終わりには 0.45 mm の隙間があり、LUPREC 0 のプロパティはそれを「0」と表示します。

単位の精度とは、プログラムが画面に表示する小数点以下の桁数のことです。形状は変わりません:座標は倍精度で、約 15 桁の有効数字で保存されています。丸めは誤差を隠しますが、取り除きはしません。作図に使う数値をオブジェクトスナップではなく画面から読み取ると、一つひとつの数値の誤差が図面に入り込みます。誤差は輪郭をたどるにつれて積み重なり、最後の点が最初の点に戻りません。

量p——小数点以下の桁数;丸め誤差 ε、mm
誤差の上限|ε| ≤ 0.5 · 10⁻ᵖ:0 桁なら 0.5 mm、2 桁なら 0.005、4 桁なら 0.00005
変数LUPREC——長さの単位、0–8;DIMDEC——寸法値;AUPREC——角度
保存倍精度 IEEE 754:有効数字は約 15–16 桁、LUPREC には依存しない
閉合隙間 ≤ HPGAPTOL ならハッチングは輪郭を受け入れる;既定値は 0——ぴったりの接続が必要
輪郭とハッチングへ AutoCAD のヒント
01 · 定義

表示される数と本当の数

p 桁に丸めるとは、数を 10⁻ᵖ の倍数のうち最も近いものに置き換えることです。両者の差は刻みの半分、0.5 · 10⁻ᵖ を超えません。LUPREC 4 では線分 99.9996 は 99.9996 と表示され、LUPREC 3 では 100.000、LUPREC 0 では 100 と表示されます。三つの表記はどれも同じ線分で、表示する桁数が違うだけです。

危ないのは、表示された数が次の作図の元になるときです。画面から入力した数値はどれも、刻みの半分までの誤差を抱えています。n 辺の閉じた輪郭では誤差がベクトルとして足し合わされ、終点が始点からずれていきます。最悪の場合は n · 0.5 · 10⁻ᵖ、ふつうはそれより小さく、約 0.3 · 10⁻ᵖ · √n です。端点や交点へのオブジェクトスナップは、数値がそのまま保存されているメモリから座標を取るので、誤差は生じません。

x——本当の値 · p——小数点以下の桁数 · ε——丸め誤差 · n——輪郭の辺の数 · g——閉合の隙間
インタラクティブ · 一つの数、九つの表記

線分はどう表示されるか

行は LUPREC 0 から 8。右側は画面に見える値、帯は隠れた誤差で、対数目盛です。線分を選んでください。

基準 · 誤差が見えるところ、見えないところ
0.5 mm通常のズームで画面上に目で見える;LUPREC 0 はそれを隠す 0.005 mmもうハッチングが入らない;一つの角までズームしてやっと見える 0.0004 mm「100 = 99.9996」:PDF の読み込みや尺度変更による隙間 10⁻¹² mm100 前後の座標の倍精度ノイズ——無害
見る
作業中は LUPREC 4、確認では 8
作図する
画面の数値ではなく、オブジェクトスナップで
記入する
DIMDEC は図面に合わせて:0 か 1
インタラクティブ · 輪郭、寸法、ハッチング、ズーム

五つの部品、三つの変数、一つの隙間

メインの操作は「作図開始」ボタン。部品は、寸法が DIMDEC に丸められた別の図面の数値をもとに、線分を一本ずつ描いていきます。次に寸法を記入すると、選んだ LUPREC ではすべてつじつまが合います。それからハッチングを試みます:輪郭の終わりの隙間が HPGAPTOL より大きければ、塗りつぶしが漏れ出します。顕微鏡は角を十倍ずつ段階的に拡大して隙間が見えるところまで進み、操作盤はそれを小数点以下八桁で示します。シーンの下で部品を選びます:面取りつきのガスケット、ガセット 30°、勾配つきのくさびキー、切妻つきの点検口、PDF からのベースプレート。同じ場所で、数値の出どころ(他人の図面の DIMDEC かオブジェクトスナップか)、画面の LUPREC、HPGAPTOL を選びます。「すべての桁を表示」ボタンは LUPREC 8 にして本当の値を明らかにします。

左:操作盤——入力した数値、画面上と本当の周長、隙間右:終点のプロパティ、顕微鏡、三つのランプ
主な操作
巻き戻し0.0 s
部品
数値の出どころ
画面の LUPREC
HPGAPTOL
画面上の隙間
—
—
本当の隙間
—
—
周長
—
—
ハッチング
—
—

—

隙間と元の数値の精度
五つの部品すべて、両軸とも対数目盛
線は部品、点は DIMDEC 0、1、2、4。一桁増えるごとに隙間はおよそ十分の一になります。破線は HPGAPTOL:これより下ならハッチングが入ります。
画面に見えるもの
本当の隙間と、LUPREC で表示される隙間
赤は本当の隙間、ターコイズはプロパティに表示される値。ターコイズがなければ、隙間があるのに画面はゼロを表示しています。
各辺の誤差
入力値 − 本当の値、mm
棒は各辺の誤差、帯は ±0.5 · 10⁻ᵖ。誤差の一つひとつは小さくても、合わさると輪郭の終点がずれていきます。
02 · 換算
数値 · 小数点以下の桁数 · 輪郭の辺の数
画面上
一分で選ぶ
1部品の公差を十で割ります:±0.1 mm なら精度 0.01 が必要。20.5 · 10⁻ᵖ がそれより小さくなる桁数にします:ここでは p = 2。3LUPREC はそれより 2 桁多い 4 に:誰かが数値を手入力していれば見えます。4ハッチングの前に——LUPREC 8 にして輪郭の終点で LIST。

角度も丸められます:AUPREC 0 は 29.9996° の線を 30° と表示します。100 mm の辺では終点が 0.0007 mm ずれます——輪郭が閉じなくなるには十分です。

DIMRND は寸法値を刻みに丸めます:0.5 なら寸法 99.7 は 99.5 と記入されます。これは表記の規則であって作図の精度ではなく、混同してはいけません。

p刻み|ε| max隙間、8 辺ここで
03 · 桁の並び
桁数が隠す誤差、対数目盛

04 · 測定器
コマンド: LIST線分 画層: 0始点 X=0.00000000 Y=0.00000000終点 X=99.99960000長さ = 99.99960000
LIST とプロパティ
座標と長さを現在の LUPREC で表示します。LUPREC 8 なら八桁見えます——手入力の誤差はどれでも見つけられます。
ZOOM · 0.01 mm の窓
角へズーム
0.001 mm の隙間も、画面の窓を百分の一ミリまで狭めれば見えます。AutoCAD はそれができます:ズームは 10 桁にわたって効きます。
輪郭が閉じていない
試金石としてのハッチング
内側の点を指定する HATCH は閉じた輪郭を探します。HPGAPTOL 0 では、ぴったりつながっているときしか輪郭を見つけられず、途切れた場所を赤い丸で示します。
100計測値 99.9996
DIMDEC 0 の寸法
寸法はいつも、DIMDEC に丸めた計測値を表示します。寸法値を手で書き換えていたら、形状との違いはまったく見えません。
05 · 表記の規則
正しい
端点や交点へのオブジェクトスナップで作図する
作業中は LUPREC 4、輪郭の確認では 8
DIMDEC は図面の体裁に合わせ、LUPREC とは別に
PDF の読み込み後は OVERKILL と接続点の確認
面取り 5 × 45° は CHAMFER コマンドで、「7」の線分ではなく
誤り
画面から読んだ数値をキーボードで入力する
「桁が邪魔だから」LUPREC 0
本当の値の代わりに書き換えた寸法値
ハッチングが「やっと入る」ように HPGAPTOL 5
画面の 100 がちょうど 100 だと思い込む
シリーズ · 製図と CAD
各シートに添える机上のヒント
AutoCAD · 精度と閉合
コマンド:
単位の精度LUPREC · DIMDEC · HPGAPTOL
区分
見える
実際
У
100
99.9996
SIMETRIUM · シリーズ「製図と CAD」LUPREC は誤差を隠すが、取り除きはしない
06 · 隣り合う単位
07 · 歴史の部
最も近い値x|ε| ≤ 刻みの ½
丸め
計量の覚え書き

表記の桁数は精度の宣言です:「100」は「99.5 から 100.5」、「100.00」は「99.995 から 100.005」を意味します。計量の世界では結果をこう書きます:最後の桁が最初の不確かな桁です。CAD では逆です:形状は正確で、表記のほうが粗い。だから表記を作図に戻してはいけません。

輪郭の各辺の誤差は互いに独立で、±½ 刻みの範囲に一様に分布します。輪郭に沿ったその和はランダムウォークのようにふるまい、平均の隙間は辺の数の平方根に比例して大きくなります。六角形は DIMDEC 2 で約 0.005 mm の隙間を残し、それだけでハッチングは輪郭を見つけられなくなります。

隙間 g ≈ 0.3·10⁻ᵖ·√n
ランダムウォーク
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