WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
В.Н. Бриш А.Н. Сигов Выбор универсальных средств измерения линейных размеров Вологда 2008 Федеральное агентство по образованию Вологодский государственный технический университет В.Н. Бриш А.Н. Сигов ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ Утверждено редакционно-издательским советом ВоГТУ в качестве учебного пособия Вологда 2008  2 УДК 389.63:378.1.4 ББК 30.107.1 Б 87 Рецензенты:

Е.И. Гарш, кандидат технических наук, доцент ВМХА им. Н.В.Верещагина В.В. Пушкин, генеральный директор ЗАО «Союзлесмонтаж» Бриш В.Н.

Б 87 Выбор универсальных средств измерения линейных размеров:

учебное пособие / В.Н. Бриш, А.Н. Сигов.- Вологда: ВоГТУ, 2008.- 64 с.

В пособии представлены методики выбора средств измерения, метрологические характеристики универсальных средств измерения в соответствии с требованиями по метрологическому обеспечению ГСИ (Государственной системы обеспечения единства измерений). Указаны погрешности измерений, пределы измерений, цена деления приборов и другие метрологические параметры.

Рассмотрены некоторые термины и обозначения, применяемые в единой системе допусков и посадок. Даны примеры выбора средств измерения по существующим методикам. Материалы пособия могут быть использованы при выполнении курсовых и контрольных работ по взаимозаменяемости, стандартизации, метрологии, а также при изучении дисциплин курса «Технология машиностроения», «Технические измерения и приборы», и выполнении отдельных разделов дипломных проектов.

Пособие может быть полезно также работникам службы метрологии и лицам, ответственным за метрологическое обеспечение производства.

УДК 389.63.378.14 ББК 30.107.1 © Вологодский государственный технический университет, 2008  3 ПРЕДИСЛОВИЕ Рыночная экономика предусматривает повышение конкурентоспособности товаров и услуг на внешнем и на внутреннем рынке, что невозможно без повышения качества. Современный потребитель более заинтересован не в низкой стоимости товара, а в высоком его качестве. Качество товара, как правило, требует количественной оценки показателей качества. Количественная оценка невозможна без проведения измерений. Нет ни одной сферы деятельности человека, где бы не использовались результаты измерений. По оценкам экспертов примерно 15% затрат общественного труда расходуется на проведение измерений [1]. При рассмотрении схемы системы качества, в которую входит так называемая «петля качества», можно сделать вывод, что на измерения, контроль проведения испытаний и обследований затраты труда составляют такую же долю, как на производство продукции. При этом предъявляются высокие требования к обеспечению единства измерений, использованию стандартных методов измерения и к выбору оптимальных современных средств измерения.

В данном учебном пособии представлены методики выбора средств измерения и метрологические характеристики большинства универсальных средств для линейных измерений. Для удобства пользователей в пособии приведены примеры выбора средств измерения.

 ЧАСТЬ 1. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ Любой линейный размер может быть измерен различными измерительными средствами, обеспечивающими различную точность измерения.

В каждом конкретном случае точность измерения зависит от принципа действия, конструкции прибора, а также от условий настройки и применения.

Принцип выбора средств измерения заключается в сравнении существующей предельной погрешности измерения конкретного средства измерения с расчетной допускаемой погрешностью измерения, регламентированной стандартами [2,3]. При этом предельная погрешность не должна превышать допускаемую, составляющую обычно 20 35% от величины допуска на размер.

В отдельных случаях допускаемая погрешность измерения может быть увеличена при уменьшении допуска размера, например, при разделении изделий на размерные группы при селективной сборке [4]. В этом случае часто размер группы (его принимают условно за допуск контролируемого изделия) берут близким или даже равным погрешности измерения с тем, чтобы в группах ограничить разноразмерность деталей. При селективной сборке нецелесообразно нормировать более жесткие требования к погрешности измерения.

Допускаемые значения случайной погрешности измерения ( изм.), регламентированные стандартами СТ СЭВ 303-76 и ГОСТ 8.051-81, приняты при доверительной вероятности 0,95 (исходя из предположения, что закон распределения погрешностей – нормальный и изм. приравнивается зоне ±2 ).

Значение предельной случайности погрешности ( Lim) приравнивают зоне распределения ±3, (исходя из нормального закона распределения), т. е. доверительная вероятность составляет 0,9973. Для производственных измерений в массовом и крупносерийном производстве значение погрешности измерений принимают равной ±2.

Прежде чем перейти к рассмотрению существующих методик выбора измерительных средств, остановимся на некоторых общих понятиях.

 1. КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ Средства измерения - технические средства, предназначенные для измерений, имеющие нормированные метрологические свойства (характеристики).

Средства измерения (СИ) - это всевозможные меры, инструменты, приборы и приспособления, с помощью которых производятся измерения.

Представленная в данном пособии классификация СИ относится к СИ, предназначенным для измерения геометрических параметров.

Все средства измерения классифицируются на три группы:

-меры;

-инструменты и приборы;

-калибры.

Меры - средства измерения, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера.



Для линейных и угловых измерений различают:

- плоскопараллельные концевые меры длины;

- угловые меры;

- специальные меры и эталоны, которые служат для настройки приборов.

Плоскопараллельные концевые меры длины представляют собой наборы параллелепипедов (пластин и брусков) из стали длиной до 1000 мм или твердого сплава длиной до 100 мм с двумя плоскими взаимно параллельными измерительными поверхностями (ГОСТ 9038-83). Они предназначены для непосредственного измерения' линейных размеров, передачи размера единицы длины от первичного эталона концевым мерам меньшей точности, а также для поверки, градуировки и настройки измерительных приборов, инструментов, станков и др. Благодаря способности к притираемости (т.е. сцеплению), обусловленной действием межмолекулярных сил притяжения, концевые меры можно собирать в блоки нужных размеров, которые не распадаются при перемещениях. Наборы составляют из различного числа концевых мер (от 2 до 112 шт.). Концевые меры изготовляют следующих классов точности: 00; 01; 0; 1; 2; 3.

Различают разряды плиток в зависимости от параллельности рабочих граней: 1; 2; 3; 4; 5. Для 0 кл. изготовляются плитки 4; 5 разрядов; для 1 кл.-4; 5 разрядов; для 2 кл. - 3; 4; 5 разрядов; для Зкл.- 2; 3; 4 разрядов). Плитки 4, 5 классов промышленностью не выпускаются, это изношенные плитки для ремонтного производства и сельскохозяйственного машиностроения.

 В таблице 2 пособия указаны классы и разряды плиток, рекомендуемые для настройки приборов.

Призматические угловые меры (ГОСТ 2875-75) (рис.3.1) предназначены для контроля наружных и внутренних углов инструментов, шаблонов, изделий и поверки приборов.

Специальные меры - это коробочки с плоскопараллельными стеклянными пластинками, по которым проверяются микрометры на параллельность пяток. Калибры - это бесшкальные приборы, которые предназначены для контроля деталей в массовом производстве. Подробнее с классификацией калибров можно ознакомиться в любой справочной литературе, в т.ч. [5,16,17].

Инструмент - это средство измерения, имеющее одну механическую передачу. К инструментам относятся штангенциркули и другие штангенинструменты, микрометры гладкие и микрометрические инструменты (штихмасы, микрометрические головки, глубиномеры, все типы микрометрических трехточечных нутромеров).

Приборы - средства измерений, имеющие две или более механических передач или сочетание оптической и механической передач или сочетание одной или нескольких оптических передач.

Все приборы и инструменты делятся на специальные и универсальные.

Универсальные средства используют для измерения различных геометрических параметров либо непосредственно, либо в сочетании с предметными столиками, плитами, стойками, штативами, струбцинами и другими дополнительными приспособлениями. Специальные средства позволяют осуществлять измерения или контроль параметров деталей определенного вида.

По типу передач приборы и инструменты делятся:

1. Инструменты и приборы с механическими передачами:

1.1. Прямая передача (штангенинструменты);

1.2. Винтовая передача (микрометрические инструменты);

1.3. Рычажная передача (миниметры);

1.4. Зубчатая передача (индикаторы часового типа);

1.5. Рычажно-зубчатая передача (рычажные скобы, рычажные микрометры);

1.6. Пружинная передача (микрокаторы, микаторы).

2. Оптические передачи (длиномеры, проекторы, микроскопы).

3. Оптико-механические передачи (оптиметры, оптикаторы, ультраоптиметры).

4. Электромеханические передачи (клугломеры, профилографыпрофилометры).

 2. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ (СИ) Метрологическими характеристиками СИ называются такие их технические характеристики, которые влияют на результаты и точность измерений.

• Пределы измерения, мм - наибольшее и наименьшее значения, которое можно измерить данным прибором.

• Диапазон показаний шкалы прибора (предел измерения шкалы прибора, расход шкалы), мм – область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы [6].

Шкалы бывают:

- линейные несимметричные (штангенциркуль);

- линейные симметричные (оптиметр);

- круговые несимметричные (микрометрическая головка, индикатор);

- круговые симметричные (рычажная пружинная головка, рычажный микрометр);

- неподвижные (микрокатор, индикатор, оптикатор);

- подвижные (оптиметр);

- основные – шкала на штанге штангенциркуля, шкала на стебле рычажного микрометра;

- нониусные (штангенциркуль, угломер - обычный нониус; микроскоп типа УИМ, длинномеры - спиральный нониус).

• Деление шкалы (длина деления шкалы, интервал деления), мм, i - это расстояние между двумя соседними штрихами шкалы прибора. С г. принят международный стандарт ИСО по нормируемым метрологическим характеристикам, этим стандартом установлено i = 1.

• Цена деления прибора, мм (мкм) - это изменение измеряемой величины при перемещении стрелки или указателя на одно деление (косвенный показатель точности прибора), обозначается c.

• Чувствительность прибора – это отношение измерения сигнала на выходе измерительного прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины [6]; это передаточное отношение длины деления шкалы к цене деления прибора. Обозначается k i k =.

c По чувствительности все приборы разделены на 5 классов:

- 1 класс - 1000-свыше;

- 2 класс - 500-1000;





- 3 класс - 100-500;

- 4 класс - 20-100;

- 5 класс - 1-20.

 Например: k (оптиметра)=1/0,001=1000, k (оптикатора)=1/0,0005=2000.

• Погрешность измерения прибора - величина, на которую отличается действительный размер детали от измеренного. Погрешность измерения необходима для:

- выбора оптимального средства измерения;

- заключения о годности детали;

- проведения метрологической экспертизы технической и конструкторской документации.

3. ПРИНЦИП ВЫБОРА ТОЧНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ Погрешность измерения (хизм) - представляет собой отклонение результата измерения хизм от истинного значения измеряемой величины хдейств., т.е.

хизм = хизм – xдейств..

Истинное значение величины определить невозможно, так как не существует средств измерения, которые не имеют погрешностей, поэтому на практике вместо истинного значения принимают величину, полученную измерением средствами с высокой точностью, а также используют вероятностные методы определения погрешностей.

Следует различать два понятия: погрешность измерительного прибора и погрешность результата измерения, полученного с помощью этого прибора. Погрешность измерительного прибора может быть вызвана несовершенством его конструкции, неточностью изготовления и сборки, а также его износом в процессе эксплуатации. Погрешность результата измерения является суммарной. Она может состоять из погрешностей: применяемых средств измерения (инструментальной погрешности); метода измерения; установочной меры и установки по ней прибора; погрешностей вызванных отклонением температуры измерения от нормальной; измерительной силой прибора (вследствие смятия неровностей поверхностей и упругих деформаций измеряемых деталей и стоек, в которых закреплены измерительные головки) и непостоянством этой силы; отсчета показаний средств измерений. Необходимо также учитывать погрешности, связанные с неточностью базирования измеряемой детали, износом измерительного прибора и его рабочего наконечника и др.

Универсальные средства измерения выбираются по величине допускаемой (расчетной) погрешности измерения в зависимости от допуска детали.

В связи с тем, что часть читателей этого пособия может не знать терминологии системы допусков и посадок, прежде чем перейти к методикам  выбора средств измерения, следует внимательно ознакомиться со следующим разделом 4.

Под погрешностью измерения подразумевают отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.[6] Погрешности измерения классифицируются по следующим признакам:

- в зависимости от формы числового выражения (абсолютные и относительные);

- по закономерности их появления: систематические (систематическая составляющая), случайные (случайная составляющая) и грубые погрешности (промахи).

Абсолютная погрешность измерения - разность между значением величины, полученной при измерении, и ее истинным значением, выражаемая в единицах измеряемой величины. Абсолютная погрешность бывает:

lim - предельная ( ) - это наибольшая погрешность измерения, которая учитывается при измерениях в единичном и мелкосерийном производстве, при экспериментальных исследованиях, измерении выборки, статистическом методе контроля и измерении с целью повторной перепроверки деталей, забракованных контрольными автоматами:

lim = ±3, где - среднее квадратическое отклонение, мкм.

- допускаемая ( ) - учитывается при измерениях в массовом, крупносерийном и серийном производстве:

= ±2.

lim Значения и даются в справочной литературе [2,3,4,7,8,9,10] и аттестатах приборов, но не в паспортах. Эти погрешности определяются экспериментальным путем с применением теории вероятности и математической статистики, т.к. они представляют собой суммарную погрешность из систематических и случайных погрешностей. Методика определения погрешности измерения является стандартной [11,12], изучается студентами на лабораторных работах.

Относительная погрешность измерения - отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, характерна для электрических и электромеханических приборов, выражается, как правило, в процентах.

По влиянию на результаты измерений и закономерности появления различают:

 - систематическую погрешность измерения - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону при повторных измерениях одной и той же величины;

- случайную погрешность измерения - составляющая погрешности измерения, изменяющаяся при этих условиях случайным образом. Грубой погрешностью (промахом) называют погрешность измерения, существенно превышающую ожидаемую при данных условиях погрешность.

В нормативных документах [6] и литературе можно встретить довольно много различных терминов и определений погрешности измерений и ее составляющих, таких как: неисключенная систематическая погрешность, погрешность из-за изменений условий измерений, ошибка измерения (не рекомендуемый термин), неопределенность измерений, динамическая и статическая погрешности измерений, точность результата измерения (считают, что чем меньше погрешность измерения, тем больше его точность) и т.п. Однако основными терминами являются абсолютная и относительная погрешности измерения. Для линейных размеров основной погрешностью измерения является абсолютная погрешность измерения, выражаемая в единицах измеряемой величины.

Погрешность измерения (измер.) складывается из ряда систематических и случайных погрешностей и может быть представлена в виде следующего выражения:

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.