Учебно-методическое пособие печатается по решению Методического совета кмвис для внутривузовского пользования (протокол №8 от 09. 04. 2012г.) © Кмвис фгбоу впо «юргуэс»
Скачать 1.02 Mb.
|
2 Классификация приборов Средства измерения можно классифицировать по конструктивному исполнению, метрологическому и по характеру применения. По конструктивному исполнению средства измерения подразделяются на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы. 1 Меры физической величины - СИ, предназначенные для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров. Меры однозначные – гиря 1кг., калибр, стандартные образцы, образцы марки стали, образец твердости и т. д. многозначные - масштабная линейка, наборы мер - набор гирь, набор калибров, набор концевых мер, магазин электрических сопротивлений и т.д. 2 Измерительные преобразователи - это средство измерения, которое для преобразования сигнала измерительной информации в форму, удобную для обработки, хранения или дальнейших преобразований. Функция преобразования может быть выражена формулой, графиком, таблицей (датчик, метрологический зонд). 3 Измерительные приборы - это-средство измерения, которое позволяет получить измерительную информацию в форме удобной для восприятия пользователем. Различают, приборы прямого действия и приборы сравнения. - Приборы прямого действия - отображают измеряемую величину на показывающих устройствах, имеющих соответствующую градуировку в единицах этой величины (амперметр, вольтметр, термометр). - Приборы сравнения - предназначены для сравнения измеряемой величины с величинами, значения которых известны. Они широко используются в научных целях, а также на практике (яркость источников излучения, давление сжатого воздуха, образцы шероховатости поверхности). Измерительные установки и системы - это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами, для измерения одной или нескольких физических величин. Обычно такие системы автоматизированы и обеспечивают ввод информации в систему, автоматизацию самого процесса измерения, обработку и отображение результатов измерения для восприятия их пользователем (радионавигационная система для определения местоположения судов состоит из ряда измерительных комплексов, статистический контроль производственных процессов). По метрологическому назначению все средства измерения делятся на рабочие средства измерения и эталоны. - По условию применения рабочие СИ, предназначенные для проведения технических измерений, делятся на: - Лабораторные - используются при научных исследованиях, проектировании технических устройств, медицинских измерениях. Лабораторные СИ характеризуются высокой точностью и чувствительностью, высокой стабильностью. - Производственные - используются для контроля характеристик технологических процессов, контроля качества готовой продукции, контроля отпуска товара. Производственные СИ характеризуются повышенной стойкостью к ударам, вибрациям, высоким и низким температурам. - Полевые - используются при эксплуатации самолетов, автомобилей, речных и морских судов и др. Полевые СИ характеризуются повышенной стабильностью и в условиях резких перепадов температур, давлений, высокой влажности. По характеру применения СИ линейных и угловых величин делятся на универсальные и специального назначения. 1 Универсальные инструменты и приборы – служат для определения значений измеряемой величины. По конструктивным признакам они делятся на:
1.3 Рычажно-механические, которые подразделяются на: 1.3.1 Собственно рычажные приборы (миниметры и др.); 1.3.2 Зубчатые приборы (индикаторы часового типа); 1.3.3 Приборы с пружинной передачей (микрокаторы). 1.4 Рычажно-оптические (оптиметры). 1.5 Оптические (длинномеры, интерферометры, проекторы). 1.6 Пневматические приборы с манометром и ротаметром. 1.7 Электрифицированные приборы (индуктивные, емкостные, фотоэлектрические). 2 СИ специального назначения подразделяются на следующие, группы: 2.1 Средства измерения плоскости и горизонтальности (проверочные линейки, плиты, уровни). 2.2 Средства измерения шероховатости поверхности. 2.3 Средства измерения цилиндрической резьбы (микрометрические резьбомеры, резьбовые штихмасы). 2.4 СИ зубчатых колес (тангенциальный зубомер, нормалемер, биениемер). 2.5 СИ деталей шлицевых соединений. 2.6 СИ режущих инструментов. К универсальным средствам измерения относятся также калибры. Они предназначены для проверки, (а не для измерения) отклонений от заданных размеров и формы изделия. Лекция 3 Погрешности измерения Вопросы лекции: 1 Погрешности измерения 2 Классы точности средств измерения и выбор средств измерения 3 Влияние погрешностей измерений на результаты разбраковки 1 Погрешности измерения Погрешности измерения - отклонение результатов измерения от истинного значения величины. Погрешность измерения является суммарной погрешностью, в которую входят: - погрешность средств измерения; - погрешность настройки прибора; - погрешность установки детали на позицию измерения; - погрешности, обусловленные внешним воздействием температуры, вибрации и т.д. - погрешности, связанные с измерительными усилиями; - субъективные погрешности оператора. По форме количественного выражения погрешности делятся на: Абсолютная - разность между значением величины, полученным при измерении, и её действительным значением в единицах измеряемой величины: ∆ =Х -Хд (1), где X - измеряемая величина,  - действительное значение величины.Относительная - отношение абсолютной погрешности измерения е истинному значению измеряемой величины - выражается в долях или в процентах  (2), где  - относительная погрешность,  - абсолютная погрешность, - измеряемый размер. По характеру проявления: Систематическая - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определённому закону при повторных измерениях одной и той же величины. Например, погрешности нанесения делений на точных шкалах, погрешности шага микрометрического винта микрометра. Эти погрешности могут быть внесены в аттестат инструмента в виде поправок и учтены при выполнении измерений. Постоянные погрешности обнаруживаются путем сравнения результатов измерения с другим более точным методом измерения. Случайная - составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом по значению и знаку при повторных измерениях одной и той же физической величины в одних и тех же условиях. Случайная погрешность уменьшается при увеличении количества измерений. Грубые погрешности (промахи) - случайные по закономерности появления, существенно превышающие ожидаемые при данных условиях измерения и приводящие к явным искажениям измерений. (Неправильный отсчет по шкале приборов, ошибка в составлении блока мер, неправильная установка изделия). В случае однократного измерения обнаружить промах нельзя. При многократном измерении грубые погрешности выявляются и исключаются в процессе обработки результатов наблюдений. От систематических погрешностей зависит правильность измерений (они опаснее случайных); от случайных - точность измерения (вызывают разброс измерений); от грубых - годность измерения. Если не учитывать промахи, абсолютная погрешность измерений представляет собой сумму систематической и случайной составляющих. Значит, абсолютная погрешность, как результат измерения, является случайной погрешностью. Распределение случайных погрешностей, как правил, подчиняются закону нормального распределения (закону Гаусса), определяемому уравнением:  (3), где – частота или плотность распределения,  = 2, 7183 – основание натурального логарифма, (4), где - среднеквадратическая погрешность,  – число измерений данного ряда. , где  - погрешность отдельного измерения, - результат отдельного измерения,  - среднее арифметическое из результатов измерений.Предельная погрешность  равна утроенной средней квадратической погрешности:  (5) Рисунок 1- Кривая нормального распределения На рисунке 1 показана кривая нормального распределения. По оси абсцисс отложены погрешности, а по оси ординат - соответствующие им частоты. Площадь ограниченная кривой и осью абсцисс, всегда принимается равной единице в выбранном масштабе изображения. Т.к. оси кривой всегда уходят в бесконечность, не пересекаясь с осью абсцисс, то в пределах всегда располагается 0,997 всей площади, ограниченной кривой, т.е. вероятность получения погрешностей, выходящих за пределы  равна 0,003 или 0,3 %. В общем случае, вероятность получения отклонений в пределах от до определяется величиной площади кривой в заданных пределах. Для вычисления этой площади составлены таблицы Ф(z) (функция Лапласа), в которой указаны площади в любых интервалах:  Площадь от  до равна  (6)На практике пользуются готовыми таблицами значений допускаемых погрешностей  . Допускаемые погрешности измерения при приёмочном контроле на линейные размеры до 500мм устанавливаются ГОСТ 8.051 - 81. Погрешности измерения приняты равными 20- 35% от допуска на изготовление детали и являются наибольшими допускаемыми, включающими - погрешности от средств измерения, установочных мер, температурных деформаций, измерительных усилий, базирования детали. ГОСТ устанавливает зависимость между номинальным размером детали, её допуском на изготовление, квалитетом и .2 Классы точности средств измерения и выбор средств измерения При повседневном измерении повышенная точность не всегда нужна. Информация о возможной инструментальной погрешности измерения содержится в указаниях класса точности СИ. В ГОСТе есть примечание: "Класс точности СИ характеризующих свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерения, выполняемого с помощью этого средства". Обозначения класса точности наносят на циферблат, щитки и корпуса СИ в виде букв латинского алфавита: М, С, L или римских цифр (I, II, III и т. д.) Правильный выбор средств измерения имеет важное значение для обеспечения требуемой точности измерения. На предприятии в выборе средств измерения принимают участие конструкторская, технологическая и метрологическая службы: - конструкторская служба назначает допускаемые отклонения на размер детали; - технологическая служба выбирает конкретные измерительные средства; - метрологическая служба оценивает правильность выбранных СИ. При выборе средств измерения необходимо помнить: - диапазон измерения ИС должен превышать допуск на изготовление детали; - погрешности СИ (паспортные данные) должна быть меньше на 20 - 50% допустимой погрешности .- температурный режим условий эксплуатации, класс концевых мер для настройки прибора, положение прибора при измерении должны соответствовать паспортным данным. 3 Влияние погрешностей измерений на результаты разбраковки Погрешности измерения не должны нарушать взаимозаменяемости изделий и ухудшать их качество. Однако, из-за погрешности измерения часть деталей, принятых как годные, окажутся бракованными (m,%), а часть забракованных деталей - годными (n,%). Значение параметров m и n могут быть определены при композиционном вероятностном решении задачи от совместного действия следующих факторов: распределения размеров деталей и погрешности измерения в области границ поля допуска детали и относительной погрешности  где  среднее квадратичное отклонение погрешности измерения, a  допуск измеряемой детали. При этом может быть решена задача о вероятностно предельной величине  - выхода размера за предельные размеры у неправильно принятых деталей.В ГОСТ 8.051 - 81 приведены графики, определяющие m, n и c в зависимости от  и  ,( - среднеквадратическое отклонение погрешности изготовления детали). Рекомендуется принимать значения m, n и с в зависимости от  из таблицы № 1.Т а б л и ц а № 1 - Предельные значения параметров разбраковки (ГОСТ 8.05 – 81)
Конструкторская служба назначает допускаемые отклонения на размер детали, учитывая варианты установления приёмочных границ (размеров деталей, по которым производится их контроль) и возможное количество неправильно принимаемых деталей m%. Для конструктора возможны варианты установочных приемочных границ. В основном варианте приемочные границы могут совпадать с границами поля допуска детали , что показано на рис З.З. Рисунок 2 - Основной вариант назначения приемочных границ. Если приемочные границы совпадают с нормируемыми значениями контролируемого размера, влияние погрешности измерения учитывается конструктором при выборе номера квалитета и вида посадки. Конструктор должен выбрать такие квалитет и вид посадки, при которой возможные предельные выходы размера за границы допуска не влияли бы на эксплуатационные характеристики посадки. Этот вариант назначения приемочных границ, совпадающих с границами поля допуска детали, является наиболее предпочтительным, как в отечественной практике, так и в зарубежной. В этом варианте влияние, погрешностей измерения признается допустимым. Если влияние погрешностей измерения признается существенным и переход на более точный квалитет или другой вид посадки оказывается невозможным, то конструктор должен принять решение о введении производственного допуска  , который позволяет уменьшить влияние погрешности измерения, одновременно сместив приемочные границы внутрь поля допуска детали.При введении производственного допуска возможны два варианта назначения приемочных границ: - точность технологического процесса неизвестна. В этом случае предельные отклонения уменьшаются у каждой границы поля допуска детали на половину допускаемой погрешности измерения (7) (рисунок 3)  JTпр = JT – δизм (7) Рисунок 3 - Точность технологического процесса неизвестна. - точность технологического процесса известна. В этом случае предельные отклонения уменьшаются у каждой границы поля допуска детали на величину параметра "C". (8) (рисунок 4) JT = JT – 2C (8)  Рисунок 4 - Точность технологического процесса известна. Производственный допуск следует назначать в исключительных случаях. Размеры, по которым этот допуск вводится, на чертеже обозначается буквой (например, М.) В технических требованиях оговаривается следующий текст: "При измерении размера "М" должен вводиться производственный допуск: размер должен быть не более… и не менее...мм." |
Похожие:
 | Ш 34 Швелидзе В. Б английский язык. Учебно-методическое пособие для студентов очной и заочной форм обучения. Пятигорск: кмвис фгбоу... | | Печатается по решению редакционно-издательского совета фгбоу впо «Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема» |
 | Печатается по решению Методического и Редакционного отделов бпоу оо «Мезенский педагогический колледж». Протокол от 16 февраля 2016... | | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Печатается по решению редакционно-издательского совета Восточно-Сибирского государственного технологического университета | | Печатается по решению заседания учебно-методического совета Волгодонского института (филиала) юфу. Протокол №2 от 12. 12. 2014 |
| Формы безналичных расчётов: учебно-методическеое пособие по организации самостоятельной практической работы обучающихся плэс / [составители... | | ... |
| Печатается по решению Центрального координационно-методического совета Казанского государственного медицинского университета | | Учебно-методическое пособие предназначено для руководителей структурных подразделений университета и профессорско-преподавательского... |