Тема: Выбор метрологических показателей средств измерений по общепрофессиональной учебной дисциплине «Метрология, стандартизац. Практическая работа № 2 Выбор метрологических показателей средст. Методические рекомендации по выполнению практического занятия Тема Выбор метрологических показателей средств измерений по общепрофессиональной учебной дисциплине

• Название: Методические рекомендации по выполнению практического занятия Тема Выбор метрологических показателей средств измерений по общепрофессиональной учебной дисциплине
• Анкор: Тема: Выбор метрологических показателей средств измерений по общепрофессиональной учебной дисциплине «Метрология, стандартизац
• Дата: 08.12.2021
• Размер: 27.21 Kb.
• Имя файла: Практическая работа № 2 Выбор метрологических показателей средст.docx
• Тип: Методические рекомендации; #295742

Государственное профессиональное образовательное учреждение

«Краснокаменский промышленно-технологический техникум»

Методические рекомендации по выполнению

практического занятия

Тема: Выбор метрологических показателей средств измерений

по общепрофессиональной учебной дисциплине

«Метрология, стандартизация, сертификация»

для студентов
специальностей: 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)

23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

23.02.04 Техническая эксплуатация подъемно-транспортных,

строительных, дорожных машин и оборудования

Практическое занятие № 2

Тема: Выбор метрологических показателей средств измерений

Проверяемые результаты: У1, У3, З2 – З4

Цель работы: научиться производить выбор метрологических показателей средств измерений

Порядок выполнения работы:

1. 
   Изучите теоретическую справку
   
2. 
   Выполните задание практической части
   
3. 
   Ответьте на контрольные вопросы
   
4. 
   Сделайте вывод
   
5. 
   Оформите отчет
   

Теоретическая справка

При выборе средства измерения в зависимости от заданной точности изготовления деталей необходимо учитывать их метрологические показатели. К ним относятся:

1. 
   Длина деления шкалы — это расстояние между серединами двух соседних отметок (штрихов, точек и т. п.) шкалы.
   
2. 
   Цена деления шкалы — это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы (у микрометра она равна 0,01 мм).
   
3. 
   Градуированная характеристика— зависимость между значениями величин на выходе и входе средства измерений.
   
4. 
   Диапазон показаний — область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы, то есть наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины.
   
5. 
   Диапазон измерений— область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения.
   
6. 
   Чувствительностьприбора — отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к изменению измеряемой величины (сигнала) на входе.
   

Так, если изменение измеряемой величины составило Δd= 0,01 мм, что вызвало перемещение стрелки показывающего устройства на Δl = 10 мм, то абсолютная чувствительность прибора составляет S = Δl/Δd= 10/0,01 = 1000.Для шкальных измерительных приборов абсолютная чувствительность численно равна передаточному отношению.

7. 
   Вариация (нестабильность) показаний прибора — алгебраическая разность между наибольшим и наименьшим результатами измерений при многократном измерении одной и той же величины в неизменных условиях.
   
8. 
   Стабильность средства измерений — свойство, выражающее неизменность во времени его метрологических характеристик (показаний).
   

Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений, называются метрологическими характеристиками средств измерений.

По ГОСТ 8.009-84 «ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений» предусмотрена следующая номенклатура метрологических характеристик:

1. Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений(без введения поправок):

• 
  функция преобразования измерительного преобразователя — f(х);
  
• 
  значение однозначной или многозначной меры — у;
  
• 
  цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;
  
• 
  вид входного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда средств измерений, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде.
  

2. Характеристики погрешностей средств измеренийвключают: значение погрешности, ее систематические и случайные составляющие, погрешности случайной составляющей Δ_слНот гистерезиса — вариация Н выходного сигнала (показания).

Для систематической составляющей Δ_систпогрешности средств измерений выбирают характеристики из числа следующих:

• 
  значение систематической составляющей Δ_сист;
  
• 
  значение систематической составляющей Δ_сист, математическое ожидание М[Δ_сист,]и среднее квадратическое отклонение σ[Δ_сист,]систематической составляющей погрешности.
  

Для случайной составляющей Δ_сл погрешности выбирают характеристики из числа следующих:

• 
  среднее квадратическое отклонение σ[Δ_сл] случайной составляющей погрешности;
  
• 
  среднее квадратическое отклонение σ[Δ_сл] случайной составляющей погрешности и нормализованная автокорреляционная функция r_Δсл (τ) или функция спектральной плотности S_Δсл(ω) случайной составляющей погрешности.
  

В нормативно-технической документации на средства измерений конкретных видов или типов допускается нормировать функции или плотности распределения вероятностей систематической и случайной составляющих погрешности.

3. Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам выбираются из числа следующих:

• 
  функция влияния ψ(ξ);
  
• 
  изменения ε(ξ) значений метрологических характеристик средства измерения, вызванные изменением влияющих величин ξ, в установленных пределах,
  

4. Динамические характеристики отражают инерционные свойства средства измерений при воздействии на него меняющихся во времени величин — параметров входного сигнала, внешних влияющих величин, нагрузки.


-Пп

1,5 ГОСТ 8711-78


1982 N296153


0,5

По степени полноты описания инерционных свойств средств измерений динамические характеристики делятся на полные и частные.

К полным динамическим характеристикам относятся:

• 
  дифференциальное уравнение, описывающее работу средства измерений;
  
• 
  передаточная функция;
  
• 
  переходная характеристика;
  
• 
  импульсная переходная характеристика;
  
• 
  амплитудно-фазовая характеристика;
  
• 
  амплитудно-частотная характеристика для минимально-фазовых средств измерения;
  
• 
  совокупность амплитудно-фазовых и фазово-частотных характеристик.
  

Нормы на отдельные метрологические характеристики приводятся в эксплуатационной документации (паспорте, техническом описании, инструкции по эксплуатации и т. д.) в виде номинальных значений, коэффициентов функций, заданных формулами, таблицами или графиками пределов допускаемых отклонений от номинальных значений функций.
Практическая часть
Задание: Определите верхний предел измерения и основную приведенную погрешность вольтметра для измерения напряжения U, если верхний предел измерений вольтметра следует выбрать из ряда: 10; 30; 50; 75; 100; 150; 250; 450; 500В, а класс точности – из ряда: 1·10ⁿ; 1,5·10ⁿ; 2·10ⁿ; 2,5·10ⁿ; 4·10ⁿ; 5·10ⁿ; 6·10ⁿ; где n=1;0;-1;-2. Данные для решения следует выбрать из таблицы 1.

Таблица 1 – данные для решения задания

№ варианта	U±ΔU	№ варианта	U±ΔU
1	50±0,2	17	180±3,6
2	100±0,5	18	115±2,3
3	24±1,2	19	360±7,2
4	9±0,45	20	240±4,8
5	125±2,5	21	200±5
6	220±4,4	22	280±5,6
7	178±8,0	23	140±2,8
8	115±2,3	24	30±0,6
9	440±8,8	25	160±3,2
10	120±2,4	26	350±7,0
11	60±0,3	27	230±6,0
12	120±0,5	28	180±4,0
13	80±1,6	29	30±2,0
14	90±0,55	30	50±4,5
15	127±2,5	31	380±7,6
16	260±5,2

Пример выполнения

Определите пределы измерения и основную приведенную погрешность манометра для измерения давления 40±0,5МПа при условии, что верхний предел измерений манометра следует выбрать из ряда: 30,0; 40,0; 60,0; 100; а класс точности – из ряда: 1·10ⁿ; 1,5·10ⁿ; 2·10ⁿ; 2,5·10ⁿ; 4·10ⁿ; 5·10ⁿ; 6·10ⁿ; где n=1;0;-1;-2.
Решение:

Наибольшее предельное давление Р_max =40+0,5=40,5 МПа.

Наименьшее предельное давление Р_min = 40-0,5=39,5 МПа.

Допуск на контролируемый параметр Т=40,5-39,5 = 1,0 МПа.

Выбор измерительного средства определяется допуском на измерение, который зависит от допуска на контролируемый параметр. При отсутствии рекомендаций в нормативно-технической документации допуск на измерение принимают:

σ_изм = 0,33·Т,

где Т – допуск на контролируемый параметр.

Основная допустимая абсолютная погрешность манометра или допуск на измерение:

σ_изм = 0,33·Т = 0,33·1,0 = 0,33 МПа.

Нижний предел рабочей части шкалы:

Н_ди < P_min - σ_изм = 39,5-0,33 = 39,17МПа.

Верхний предел рабочей части шкалы:

В_ди > P_max + σ_изм = 40,5+0,33 = 40,83МПа.

Выбираем манометр с ближайшим большим верхним пределом измерения 60 МПа.

Основная приведенная погрешность определяется по формуле:



Принимаем ближайшее меньшее значение приведенной погрешности, соответствующее классу точности, из ряда, а именно 0,5%.


Контрольные вопросы

1. Перечислите номенклатуру метрологических характеристик

2. Перечислите параметры, которые относят к полным динамическим характеристикам?

3. Какие метрологические показатели необходимо учитывать при выборе средства измерения в зависимости от заданной точности изготовления деталей?

Варианты

1	Алексеев Иван Евгеньевич
2	Ахметшин Никита Филиппович
3	Бояркин Михаил Алексеевич
4	Бурлаков Антон Андреевич
5	Бурлаченко Илья Витальевич
6	Вагин Яков Александрович
7	Гашков Сергей Анатольевич
8	Голоулин Иван Владимирович
9	Давыденко Данил Алексеевич
10	Жидков Максим Алексеевич
11	Жорник Кирилл Михайлович
12	Кибус Григорий Игоревич
13	Конев Кирилл Александрович
14	Коркин Артём Александрович
15	Мальчиков Иван Дмитриевич
16	Марков Андрей Михайлович
17	Мироманов Александр Владимирович
18	Мунгалов Семён Андреевич
19	Носырев Владимир Владимирович
20	Перов Константин Романович
21	Петров Андрей Сергеевич
22	Рюмкин Павел Андреевич
23	Софронов Данил Александрович
24	Селин Матвей Евгеньевич
25	Серебренников Виктор Александрович
26	Тарасов Денис Евгеньевич
27	Федурин Данил Алексеевич
28	Черепанов Георгий Сергеевич
29	Шадрин Даниил Андреевич
30	Щелкунов Матвей Евгеньевич
31	Щербаков Николай Максимович