ВЗСТИ конспект. Конспект лекций по курсу Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения 2013 всти, каф. Опм, Доннту 2
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
Лекция 13. Понятие о метрологии и технических измерениях. Выбор измерительных средств. В 1875 году рядом государств была подписана метрическая конвенция и создано Международное бюро мер и весов. Начиная с этого времени метрология из чисто описательной науки превратилась в науку об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предмет метрологии – получение количественной и качественной информации о свойствах объектов и процессов (бочкообразность 0,005 мм). Методы метрологии – это совокупность физических и математических методов, используемых для получения измерительной информации (профилометр). Основные задачи метрологии определены ГОСТ 16263-70: 1. установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений; 2. разработка теории, методов и средств измерений и контроля, обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений; 3. разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля; 4. разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений. (плоскопараллельные меры. Измерением называется нахождение числового значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Контроль качества продукции – это проверка соответствия показателей качества продукции установленным требованиям (ГОСТ, ТУ и т.д.). Контроль отдельного параметра можно понимать как определение того, находится ли значение контролируемой физической величины между предельными ее значениями или вне их. В ряде случаев нет необходимости определять «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 110 действительные значения физических величин. Достаточно определить принадлежность физической величины некоторой области Т (допуску): А ⊂ Т или А ⊄ Т. Пример. В качестве средств контроля могут применяться калибры, шаблоны. Диагностика – это область науки и техники, занимающаяся определением состояния технического объекта, включая решение задач определения работоспособности, поиска дефектов и прогнозирования изменения состояния объекта диагностики. В соответствии с рекомендациями 11 Генеральной конференции по мерам и весам в 1960г. принята Международная система единиц (СИ), на основе которой для обязательного применения разработан ГОСТ 8.417-81 Основными единицами физических величин в СИ являются: Длины – метр (м); Массы – килограмм (кг); Времени – секунда (с); Силы электрического тока – ампер (А); Термодинамической температуры – кельвин (К); Силы света – кандела (кд); Количества вещества – моль (моль). Дополнительные единицы СИ: радиан (рад.) и стерадиан (ср) – для измерения плоского и темного углов соответственно. Производные единицы СИ получены из основных с помощью уравнений связи между физическими величинами: Сила – ньютон (1Н = 1 кг ⋅м ⋅ с –2 ); Давление – паскаль (1Па = 1кг ⋅м -1 ⋅ с –2 ) и т.д. Средства измерений Технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства, называют средствами измерения. (микрометр). «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 111 Эталоны – это средства измерений, официально утвержденные и обеспечивающие воспроизведение и (или) хранение единицы физической величины с целью передачи ее размера нижестоящим по проверочной схеме средствам измерений. В качестве эталона единицы длины утвержден метр, равный 1.650.763,73 длин световых волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2 р 10 и 5d 5 атома криптона 86. На 17 Генеральной конференции мер и весов принято новое определение единицы длины: метр – длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. Установлены эталоны, соответствующие другим единицам физических величин СИ. Для воспроизведения единиц физических величин в промышленности широко используют меры. Меры – это средства измерений, предназначенные для воспроизведения заданного размера физической величины. Для воспроизведения длины используют штриховые и концевые меры. Для воспроизведения углов наиболее широко применяются наборы призматических угловых мер. Образцовые средства измерений – это меры, измерительные приборы или преобразователи, утвержденные в качестве образцовых для поверки по ним других средств измерений. Рабочие средства измерений – применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц. Порядок передачи размера единиц физической величины от эталона или исходного образцового средства к средствам более низких размеров (вплоть до рабочих) устанавливают в соответствии с поверочной схемой. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 112 Классификации измерений Измерения По наличию размерности величины Абсолютные Относительные По наличию предвари- тельного преобразования Непосредственные С предварительным преобразованием По мерности величины Одномерные Многомерные По характеру уравнений связи величины Прямые Косвенные Совокупн ые Совместн ые По степени измерения величины во времени Статические Динамические Методы измерений При измерениях используют разнообразные методы (ГОСТ 16263-70), представляющие собой совокупность приемов использования различных физических принципов и средств. Разновидности методов измерений: - метод сравнения с мерой (взвешивание с помощью гирь); - дифференциальный метод (измерение на вертикальном оптиметре при предварительной настройке по блоку концевых мер; - метод совпадений (например при помощи штангенциркуля по совпадению отметок основной и нонусной шкал); - поэлементный (контроль резьбы на микроскопе); - комплексный (при помощи комплексного калибра); -и другие. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 113 Один и тот же метод измерения может быть реализован при различных измерительных средствах и схемах измерений. Основные параметры средств измерений Длина деления шкалы – расстояние между соседними отметками шкалы. Цена деления шкалы – разность значений величины соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины (Например для оптиметра ±0,1 мм) Диапазон измерений – область значений измеряемой величины с нормированными допускаемыми погрешностями средства измерений. (Например, для оптиметра диапазон измерений 0…200 м). Влияющая физическая величина – физическая величина, не измеряемая данным средством, но оказывающая влияние на результаты измерения (например, температура, оказывающая влияние на результат измерения линейного размера). Порог чувствительности – наименьшее изменение измеряемой величины, способное вызвать фиксируемое изменение выходной величины. (пример, если при измерении ∅ вала с номинальным размером х. = 100 мм изменение измеряемой величины Δх. = 0,01 мм вызвало перемещение стрелки на Δl = 10 мм, то абсолютная чувствительность прибора составляет 1000 01 0 10 = = = , x l S Δ Δ ). Погрешности измерений и их классификация Под погрешностью измерений подразумевают отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Абсолютная погрешность измерения – разность между значением величины, полученным при измерении и ее истинным значением, выражаемая в единицах измеряемой величины. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 114 Выбор средств измерений Выбор измерительных средств зависит от масштаба производства. В опытном и мелкосерийном производстве применяют универсальные средства контроля и измерений. При крупносерийном и массовом производстве применяют специализированные средства. При выборе измерительных средств необходимо учитывать допускаемую погрешность измерения изм Δ , которая зависит от допуска Т на изготовление детали. Для размеров до 500 мм установлены ряды погрешностей измерения для 2…17 квалитетов. Пример . Необходимо выбрать измерительное средство для контроля вала ∅ 40h6. По справочнику определяем, что при Т = 16 мм = 0,016 мм допустимая погрешность измерения изм Δ = 0,005 мм. Тогда для контроля размера вала можно выбрать микрометр с диапазоном измерения 25…50 мм и допустимой погрешностью ±0,004 мм. |