Лабораторный практикум по дисциплине "метрология, стандартизация и сертификация". Практикум по метрологии, стандартизации и сертификации Практикум по метрологии и стандартизации кошлякова

Транскрипт

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» А.С. Спиридонова, Н.М. Наталинова ПРАКТИКУМ ПО МЕТРОЛОГИИ, СТАНДАРТИЗАЦИИ И СЕРТИФИКАЦИИ Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Издательство Томского политехнического университета 2014

2 УДК (076.5) ББК я73 С72 С72 Спиридонова А.С. Практикум по метрологии, стандартизации и сертификации: учебное пособие / А.С. Спиридонова, Н.М. Наталинова; Томский политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, с. Пособие содержит шесть лабораторных работ и четыре практических занятия, которые включают в себя необходимые теоретические материалы и контрольные вопросы для подготовки к защите выполненных работ. Предназначено для студентов всех направлений для закрепления теоретических основ метрологии, методов измерений, порядка проведения измерений значений физических величин и правил обработки результатов измерений, оценивания неопределенности измерений, нормативноправовых основ метрологии, а также теоретических положений деятельности по стандартизации, принципов построения и правил пользования стандартами, комплексами стандартов и другой нормативной документацией. УДК (076.5) ББК я73 Рецензенты Кандидат технических наук, доцент ТГАСУ А.А. Алексеев Кандидат химических наук, доцент ТГУ Н.А. Гавриленко ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2014 Спиридонова А.С., Наталинова Н.М., 2014 Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2014

3 ВВЕДЕНИЕ Метрология и стандартизация являются инструментами обеспечения качества и безопасности продукции, работ и услуг важного аспекта многогранной деятельности. Качество и безопасность являются основными фактором реализации товара. Целью преподавания дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» является изложение понятий, формирование у студентов знаний, умений и навыков в областях деятельности по стандартизации, метрологии и подтверждения соответствия для обеспечения эффективности производственной и других видов деятельности. В результате изучения дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями: знать цели, принципы, сферы применения, объекты, субъекты, средства, методы, нормативно-правовую базу стандартизации, метрологии, деятельности по подтверждению соответствия; уметь применять техническое и метрологическое законодательство; работать с нормативными документами; распознавать формы подтверждения соответствия; различать международные и национальные единицы измерения; владеть опытом работы с действующими федеральными законами, нормативными и техническими документами, необходимыми для осуществления профессиональной деятельности. Работа соответствует требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО и стандартам ООП ТПУ) по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов всех специальностей. Данное пособие предназначено для закрепления теоретических основ метрологии, методов измерений, порядка проведения измерений значений физических величин и правил обработки результатов измерений, нормативно-правовых основ метрологии, также теоретических положений деятельности по стандартизации и сертификации, принципов построения и правил пользования стандартами, комплексами стандартов и другой нормативной документацией. 3

4 РАЗДЕЛ 1. МЕТРОЛОГИЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ И НОРМИРУЕМЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 1.1. Основные понятия и определения В соответствии с РМГ средство измерений это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Средства измерений (СИ), используемые в различных областях науки и техники, чрезвычайно разнообразны. Однако для этого множества можно выделить некоторые общие признаки, присущие всем СИ независимо от области применения. Эти признаки положены в основу различных классификаций СИ, некоторые из них приведены далее. Классификация средств измерений По техническому назначению: Мера физической величины средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью; Различают следующие разновидности мер: однозначная мера мера, воспроизводящая физическую величину одного размера (например, гиря 1 кг, конденсатор постоянной емкости); многозначная мера мера, воспроизводящая физическую величину разных размеров (например, штриховая мера длины, конденсатор переменной емкости); набор мер комплект мер разного размера одной и той же физической величины, предназначенных для применения на практике как в отдельности, так и в различных сочетаниях (например, набор концевых мер длины); магазин мер набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях (например, магазин электрических сопротивлений). 4

5 Измерительный прибор средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Измерительный прибор, как правило, содержит устройство для преобразования измеряемой величины в сигнал измерительной информации и его индексации в форме, наиболее доступной для восприятия. Во многих случаях устройство для индикации имеет шкалу со стрелкой или другим устройством, диаграмму с пером или цифровое табло, благодаря которым может быть произведен отсчет или регистрация значений физической величины. В зависимости от вида выходной величины различают аналоговые и цифровые измерительные приборы. аналоговый измерительный прибор это измерительный прибор, показания (или выходной сигнал) которого являются непрерывной функцией измеряемой величины (например, стрелочный вольтметр, стеклянный ртутный термометр). цифровой измерительный прибор это измерительный прибор, показания которого представлены в цифровой форме. В цифровом приборе происходит преобразование входного аналогового сигнала измерительной информации в цифровой код, и результат измерения отражается на цифровом табло. По форме представления выходной величины (по способу индикации значений измеряемой величины) измерительные приборы разделяют на показывающие и регистрирующие измерительные приборы. показывающий измерительный прибор измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний значений измеряемой величины (микрометр, аналоговый или цифровой вольтметр). регистрирующий измерительный прибор измерительный прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний. Регистрация значений измеряемой величины может осуществляться в аналоговой или цифровой форме, в виде диаграммы, путем печатания на бумажной или магнитной ленте (термограф или, например, измерительный прибор, сопряженный с компьютером, дисплеем и устройством для печатания показаний). По действию измерительные приборы разделяют на интегрирующие и суммирующие. Различают также приборы прямого действия и приборы сравнения Измерительный преобразователь техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи. Полученные в результате преобразования величина 5

6 или измерительный сигнал, не доступны для непосредственного восприятия наблюдателем, они определяются через коэффициент преобразования. Измерительный преобразователь или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы), или же применяется вместе с каким-либо средством измерений. По характеру преобразования различают аналоговые, цифроаналоговые, аналого-цифровые преобразователи. По месту в измерительной цепи различают первичные и промежуточные преобразователи. Выделяют также масштабные и передающие преобразователи. Примеры: термопара в термоэлектрическом термометре, измерительный трансформатор тока, электропневматический преобразователь. Измерительная установка совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте. Измерительную установку, применяемую для поверки, называют поверочной установкой. Измерительную установку, входящую в состав эталона, называют эталонной установкой. Некоторые большие измерительные установки называют измерительными машинами, предназначенными для точных измерений физических величин, характеризующих изделие. Примеры: установка для измерений удельного сопротивления электротехнических материалов, установка для испытаний магнитных материалов. Измерительная система совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. В зависимости от назначения измерительные системы разделяют на измерительные информационные, измерительные контролирующие, измерительные управляющие системы и др. Измерительную систему, перестраиваемую в зависимости от изменения измерительной задачи, называют гибкой измерительной системой (ГИС). Примеры: измерительная система теплоэлектростанции, позволяющая получать измерительную информацию о ряде физических величин в разных энергоблоках. Она может содержать сотни измерительных каналов; радионавигационная система для определения местоположения различных объектов, состоящая из ряда измерительно-вычислительных комплексов, разнесенных в пространстве на значительное расстояние друг от друга. 6

7 Измерительно-вычислительный комплекс функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи. Компаратор средство сравнения, предназначенное для сличения мер однородных величин (рычажные весы, компаратор для сличения нормальных элементов). По метрологическому назначению все СИ подразделяются на эталоны, рабочие эталоны и рабочие СИ. Эталон единицы физической величины (эталон) средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Конструкция эталона, его свойства и способ воспроизведения единицы определяются природой данной физической величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений. Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом существенными признаками неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью. Рабочий эталон эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. При необходимости рабочие эталоны подразделяют на разряды (1-й, 2-й,..., n-й). В этом случае передачу размера единицы осуществляют через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. При этом от последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передают рабочему средству измерений. Рабочее средство измерений средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений. По значимости измеряемой физической величины все СИ подразделяются на основные и вспомогательные средства измерений. Основные средства измерений СИ той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей. Вспомогательные средства измерений СИ той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности (термометр для измерения температуры газа в процессе измерений объемного расхода этого газа). 7

8 Классификация СИ по техническому назначению является основной и представлена на рис Рис. 1.1 Метрологическая характеристика средства измерений (MX СИ): Характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность. Для каждого типа средств измерений устанавливают свои метрологические характеристики. Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называют нормируемыми метрологическими характеристиками, а определяемые экспериментально действительными метрологическими характеристиками. Номенклатура метрологических характеристик и способы их нормирования установлены ГОСТ . Все метрологические характеристики СИ можно разделить на две группы: характеристики, влияющие на результат измерений (определяющие область применения СИ); характеристики, влияющие на точность (качество) измерения. К основным метрологическим характеристикам, влияющим на результат измерений, относятся: диапазон измерений измерительных приборов; 8

9 значение однозначной или многозначной меры; функция преобразования измерительного преобразователя; цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры; вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода средств измерений, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде. Диапазон измерений средства измерений (диапазон измерений) область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерений (для преобразователей это диапазон преобразования). Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу и сверху (слева и справа), называют соответственно нижним пределом измерений или верхним пределом измерений. Для мер пределы воспроизведения величин. Однозначные меры имеют номинальное и действительное значение воспроизводимой величины. Номинальное значение меры значение величины, приписанное мере или партии мер при изготовлении. Пример: резисторы с номинальным значением 1 Ом, гиря с номинальным значением 1 кг. Нередко номинальное значение указывают на мере. Действительное значение меры значение величины, приписанное мере на основании ее калибровки или поверки. Пример: в состав государственного эталона единицы массы входит платиноиридиевая гиря с номинальным значением массы 1 кг, тогда как действительное значение ее массы составляет 1, кг, полученное в результате сличений с международным эталоном килограмма, хранящимся в Международном Бюро Мер и Весов (МБМВ) (в данном случае это калибровка). Диапазон показаний средства измерений (диапазон показаний) область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы. Диапазон измерений средства измерений (диапазон измерений) область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерений. Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу и сверху (слева и справа), называют соответственно нижним пределом измерений или верхним пределом измерений. Цена деления шкалы (цена деления) разность значения величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерений. К метрологическим характеристикам, определяющим точность измерения, относится погрешность средства измерений и класс точности СИ. 9

10 Погрешность средства измерений разность между показанием средства измерений (x) и истинным (действительным) значением (x d) измеряемой физической величины. x x x d. (1.1) В качестве x d выступает либо номинальное значение (например, меры), либо значение величины, измеренной более точным (не менее чем на порядок, т. е. в 10 раз) СИ. Чем меньше погрешность, тем точнее средство измерений. Погрешности СИ могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности: по отношению к условиям измерения основные, дополнительные; по способу выражения (по способу нормирования МХ) абсолютные, относительные, приведенные. Основная погрешность средства измерений (основная погрешность) погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях. Как правило, нормальными условиями эксплуатации являются: температура (293 5) К или (20 5) ºС; относительная влажность воздуха (65 15) % при 20 ºС; напряжение в сети 220 В 10 % с частотой 50 Гц 1 %; атмосферное давление от 97,4 до 104 кпа. Дополнительная погрешность средства измерений (дополнительная погрешность) составляющая погрешности средства измерения, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений. При нормировании характеристик погрешностей средств измерений устанавливают пределы допускаемых погрешностей (положительный и отрицательный). Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей выражаются в форме абсолютных, приведенных или относительных погрешностей в зависимости от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений. Пределы допускаемой дополнительной погрешности можно выражать в форме, отличной от формы выражения пределов допускаемой основной погрешности. Абсолютная погрешность средства измерений (абсолютная по- x, выраженная в еди- грешность) погрешность средства измерений ницах измеряемой физической величины. Абсолютная погрешность определяется по формуле (1.1). 10

11 Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности могут быть заданы в виде: a (1.2) или a bx, (1.3) где пределы допускаемой абсолютной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины на входе (выходе) или условно в делениях шкалы; x значение измеряемой величины на входе (выходе) средств измерений или число делений, отсчитанных по шкале; ab, положительные числа, не зависящие от x. Приведенная погрешность средства измерения (приведенная погрешность) относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины (нормирующему значению), постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Приведенная погрешность средства измерений определяется по формуле: 100 %, (1.4) x N где пределы допускаемой приведенной основной погрешности, %; пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, устанавливаемые по формуле (1.2); x N нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и. Пределы допускаемой приведенной основной погрешности следует устанавливать в виде: p, (1.5) где p отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда 1 10 n ; 1,5 10 n ; (1,6 10 n); 2 10 n ; 2,5 10 n ; (3 10 n); 4 10 n ; 5 10 n ; 6 10 n (n = 1, 0, 1, 2 и т. д.). Нормирующее значение x N принимается равным: конечному значению рабочей части шкалы (x k), если нулевая отметка находится на краю или вне рабочей части шкалы (равномерной или степенной); сумме конечных значений шкалы (без учета знака), если нулевая отметка внутри шкалы; модулю разности пределов измерений для СИ, шкала которых имеет условный нуль; длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений, если она существенно неравномерна. В этом случае абсолютную погрешность, как и длину шкалы, надо выражать в миллиметрах. 11

12 Относительная погрешность средства измерений (относительная погрешность) погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к результату измерений или к действительному значению измеренной физической величины. Относительная погрешность средства измерений вычисляется по формуле: 100 %, (1.6) x где пределы допускаемой относительной основной погрешности, %; пределы допускаемой абсолютной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины на входе (выходе) или условно в делениях шкалы; x значение измеряемой величины на входе (выходе) средств измерений или число делений, отсчитанных по шкале. Если bx, то пределы допускаемой относительной основной погрешности устанавливают в виде: q, (1.7) где q отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда, приве- a bx, то в виде: денного выше; или если x cd k 1, (1.8) x где x k больший (по модулю) из пределов измерений; cd, положительные числа, выбираемые из ряда, приведенного выше. В обоснованных случаях пределы допускаемой относительной основной погрешности определяют по более сложным формулам либо в виде графика или таблицы. Характеристики, введенные ГОСТ 8.009, наиболее полно описывают метрологические свойства СИ. Однако в настоящее время в эксплуатации находится достаточно большое количество СИ, метрологические характеристики которых нормированы несколько по-другому, а именно на основе классов точности. Класс точности средств измерений (класс точности) обобщенная характеристика данного типа средств измерения, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Класс точности дает возможность судить о том, в каких пределах находится погрешность измерений этого класса. Это важно при выборе средств измерений в зависимости от заданной точности измерений. 12

13 Обозначение классов точности СИ присваивают в соответствии с ГОСТ . Правила построения и примеры обозначения классов точности в документации и на средствах измерений приведены в приложении Б. Обозначение класса точности наносят на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводят в нормативной документации на СИ. Номенклатура нормируемых метрологических характеристик СИ определяется назначением, условиями эксплуатации и многими другими факторами. Нормы на основные метрологические характеристики приводятся в стандартах, в технических условиях (ТУ) и эксплуатационной документации на СИ Цель работы ознакомление с технической документацией на СИ и определение по ней основных классификационных признаков и нормируемых метрологических характеристик применяемых средств измерений; приобретение навыков определения основных классификационных признаков, применяемых средств измерений и их нормируемых метрологических характеристик непосредственно по средствам измерений; закрепление теоретических знаний по разделу «Классификация средств измерений» изучаемой дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» Используемое оборудование и приборы 1) осциллограф; 2) вольтметр цифровой; 3) вольтметр аналоговый; 4) генератор; 5) усилитель; 6) источник питания; 7) элемент нормальный термостатированный; 8) источник калиброванных напряжений программируемый Программа работы Определить классификационные признаки, указанные в табл. 1.2 из числа находящихся на рабочем месте средств измерений (СИ) Ознакомиться с технической документацией на СИ (руководство по эксплуатации, техническое описание с инструкцией по эксплуатации или паспорт). 13

14 Определить нормированные метрологические характеристики СИ непосредственно по средствам измерений и по технической документации на них и заполнить на каждое средство измерений табл Составить отчет о проделанной работе (пример оформления титульного листа см. в приложении А). Таблица 1.2 Классификационные признаки Средство измерения (указать тип СИ) По видам (по техническому назначению) По виду выходной величины По форме представления информации (только для измерительных приборов) По назначению По метрологическому назначению Нормированные метрологические характеристики 1.5. Контрольные вопросы 1. Назовите виды средств измерений. 2. По каким классификационным признакам подразделяются СИ. 3. Охарактеризовать каждый вид СИ. 4. На какие группы подразделяются метрологические характеристики СИ. 5. Что такое метрологические характеристики? 6. Что такое нормируемые и действительные метрологические характеристики и чем они отличаются от метрологических характеристик? 7. Назовите метрологические характеристики, определяющие: область применения СИ; качество измерения. 8. Назовите виды погрешностей. 9. Какая характеристика определяет точность СИ? 10. Какую функцию выполняют эталоны? 11. В чем различие в назначении рабочих СИ и рабочих эталонов? 1.6. Литература 1. РМГ ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. 2. ГОСТ ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. 3. ГОСТ ГСИ. Классы точности средств измерений. 4. Сергеев А.Г., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: Издательство Юрайт: ИД Юрайт,

15 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 КОСВЕННЫЕ ОДНОКРАТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ 2.1. Основные понятия и определения Измерением называют совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. Измерения являются основным источником информации о соответствии продукции требованиям нормативной документации. Только достоверность и точность измерительной информации обеспечивают правильность принятия решений о качестве продукции, на всех уровнях производства при испытаниях изделий, в научных экспериментах и т. д. Измерения классифицируются: а) по числу наблюдений: однократное измерение измерение, выполняемое один раз. Недостатком этих измерений является возможность грубой ошибки промаха; многократное измерение измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т. е. состоящее из ряда однократных измерений. Обычно их число n 3. Многократные измерения проводят с целью уменьшения влияния случайных факторов на результат измерений; б) по характеру точности (по условиям измерения): равноточные измерения ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности СИ в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью; неравноточные измерения ряд измерений какой-либо величины, выполненных несколькими различающимися по точности СИ и (или) в разных условиях; в) по выражению результата измерения: абсолютное измерение измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант (например, измерение силы F m g основано на измерении основной величины массы m и использовании физической постоянной ускорения свободного падения g (в точке измерения массы); относительное измерение измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изме- 15

16 нения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную; г) по способу получения результата измерения: прямое измерение это измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно (например, измерение массы на весах, измерение длины детали микрометром); косвенное измерение это определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной; совокупные измерения это проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях (например, значение массы отдельных гирь набора определяют по известному значению массы одной из гирь и по результатам измерений (сравнений) масс различных сочетаний гирь); совместные измерения это проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними; д) по характеру изменения измеряемой физической величины: статическое измерение измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения. Они проводятся при практическом постоянстве измеряемой величины; динамическое измерение измерение изменяющейся по раз- меру физической величины; е) по метрологическому назначению используемых средств измерений: технические измерения измерения с помощью рабочих средств измерений; метрологические измерения измерения при помощи эталонных средств измерений с целью воспроизведения единиц физических величин для передачи их размера рабочим средствам измерений. Результаты измерений представляют собой приближенные оценки значений величин, найденные путем измерений, так как даже самые точные приборы не могут показать действительного значения измеряемой величины. Обязательно существует погрешность измерений, причинами которой могут быть различные факторы. Они зависят от метода измерения, от технических средств, с помощью которых проводятся измерения, и от восприятия наблюдателя, осуществляющего измерения. 16

17 Точность результата измерений это одна из характеристик качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения. Чем меньше погрешность измерения, тем больше его точность. Погрешность измерения x отклонение результата измерения x от истинного или действительного значения (x i или x d) измеряемой величины: xx x id. (2.1) Истинное значение физической величины значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Оно не зависит от средств нашего познания и является абсолютной истиной. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений. Действительное значение физической величины значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него. Погрешности измерения также могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности: а) по способу числового выражения; б) по характеру проявления; в) по виду источника возникновения (причин возникновения). По способу числового выражения погрешность измерения может быть: Абсолютная погрешность измерения (x) представляет собой разность между измеренной величиной и действительным значением этой величины, т. е. x x x d. (2.2) Относительная погрешность измерения () представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к действительному значению измеряемой величины. Относительная погрешность может выражаться в относительных единицах (в долях) или в процентах: x или x 100 %. (2.3) x x Относительная погрешность показывает точность проведенного измерения. 17

18 В зависимости от характера проявления различают систематическую (с) и случайную (0) составляющие погрешности измерений, а также грубые погрешности (промахи). Систематическая погрешность измерения (с) это составляющая погрешности результата измерений, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Случайная погрешность измерения (0) составляющая погрешности результата измерений, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях, проведенных с одинаковой тщательностью, одной и той же физической величины. Грубые погрешности (промахи) возникают из-за ошибочных действий оператора, неисправности СИ или резких изменений условий измерений (например, внезапное падение напряжения в сети электропитания). В зависимости от вида источника возникновения погрешности рассматриваются следующие составляющие общей погрешности измерений: Погрешности метода это погрешности, обусловленные несовершенством метода измерений, приемами использования средств измерения, некорректностью расчетных формул и округления результатов, проистекающие от ошибочности или недостаточной разработки принятой теории метода измерений в целом или от допущенных упрощений при проведении измерений. Инструментальные составляющие погрешности это погрешности, зависящие от погрешностей применяемых средств измерений. Исследование инструментальных погрешностей является предметом специальной дисциплины теории точности измерительных устройств. Субъективные составляющие погрешности это погрешности, обусловленные индивидуальными особенностями наблюдателя. Такого рода погрешности вызываются, например, запаздыванием или опережением при регистрации сигнала, неправильным отсчетом десятых долей деления шкалы, асимметрией, возникающей при установке штриха посередине между двумя рисками и т. д Приближенное оценивание погрешности Однократные измерения. Подавляющее большинство технических измерений являются однократными. Выполнение однократных измерений обосновывают следующими факторами : производственной необходимостью (разрушение образца, невозможность повторения измерения, экономическая целесообразность и т. д.); 18

19 возможностью пренебрежения случайными погрешностями; случайные погрешности существенны, но доверительная граница погрешности результата измерения не превышает допускаемой погрешности измерений. За результат однократного измерения принимают одноединственное значение отсчета показания прибора. Будучи по сути дела случайным, однократный отсчет х включает в себя инструментальную, методическую и личную составляющие погрешности измерения, в каждой из которой могут быть выделены систематические и случайные составляющие погрешности. Составляющими погрешности результата однократного измерения являются погрешности СИ, метода, оператора, а также погрешности, обусловленные изменением условий измерения. Погрешность результата однократного измерения чаще всего представлена систематическими и случайными погрешностями. Погрешность СИ определяют на основании их метрологических характеристик, которые должны быть указаны в нормативных и технических документах, и в соответствии с РД Погрешности метода и оператора должны быть определены при разработке и аттестации конкретной МВИ. Личные погрешности при однократных измерениях обычно предполагаются малыми и не учитываются. Косвенные измерения. При косвенных измерениях искомое значение величины находят расчетом на основе прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной известной зависимостью y f x1, x2,..., xn, (2.4) где x1, x2,..., x n подлежащие прямым измерениям аргументы функции y. Результатом косвенного измерения является оценка величины у, которую находят подстановкой в формулу (4) измеренных значений аргументов х i. Поскольку каждый из аргументов х i измеряется с некоторой погрешностью, то задача оценивания погрешности результата сводится к суммированию погрешностей измерения аргументов. Однако особенность косвенных измерений состоит в том, что вклад отдельных погрешностей измерения аргументов в погрешность результата зависит от вида функции (4). 19

20 Для оценки погрешностей существенным является разделение косвенных измерений на линейные и нелинейные косвенные измерения. При линейных косвенных измерениях уравнение измерений имеет вид: y n bi xi, (2.5) i1 где b i постоянные коэффициенты при аргументах х i. Результат линейного косвенного измерения вычисляют по формуле (2.5), подставляя в нее измеренные значения аргументов. Погрешности измерения аргументов х i могут быть заданы своими границами xi. При малом числе аргументов (меньше пяти) простая оценка погрешности результата y получается простым суммированием предельных погрешностей (без учета знака), т. е. подстановкой границ х 1, х 2, х n в выражение: y x1x2... xn. (2.6) Однако эта оценка является излишне завышенной, поскольку такое суммирование фактически означает, что погрешности измерения всех аргументов одновременно имеют максимальное значение и совпадают по знаку. Вероятность такого совпадения практически равна нулю. Для нахождения более реалистичной оценки переходят к статическому суммированию погрешности аргументов по формуле: n 2 2 i i, (2.7) i1 yk b x где k коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью (при Р = 0,9 при k = 1,0; Р = 0,95 при k = 1,1; Р = 0,99 при k = 1,4). Нелинейные косвенные измерения любые другие функциональные зависимости, отличные от (2.5). При сложной функции (2.4) и, в особенности, если это функция нескольких аргументов, определение закона распределения погрешности результата связано со значительными математическими трудностями. Поэтому в основе приближенного оценивания погрешности нелинейных косвенных измерений лежит линеаризация функции (2.4) и дальнейшая обработка результатов, как при линейных измерениях. Запишем выражение для полного дифференциала функции у через частные производные по аргументам х i: y y y dy dx1 dx2... dxn. (2.8) x x x 1 2 n 20

21 По определению полный дифференциал функции это приращение функции, вызванное малыми приращениями ее аргументов. Учитывая, что погрешности измерения аргументов всегда являются малыми величинами по сравнению с номинальными значениями аргументов, можно заменить в формуле (2.8) дифференциалы аргументов dx n на погрешность измерений xn, а дифференциал функции dy на погрешность результата измерения y: y y y y x x... xn. (2.9) x x x Если проанализировать формулу (2.9), то можно получить простое правило оценивания погрешности результата нелинейного косвенного измерения . Погрешности в произведениях и частных. Если измеренные значения x1, x2,..., x n используются для вычисления y x... 1x2 xn или y 1, x2 то суммируются относительные погрешности y x1x2... xn, где y y. y 2.3. Погрешность записи (округления) числа Погрешность записи (округления) числа определяется как отношение половины единицы младшего разряда числа к значению числа. Например, для нормального ускорения падающих тел g = 9,81 м/с 2, единица младшего разряда равна 0,01, следовательно, погрешность записи числа 9,81 будет равна 0,01 5, = 0,05 %. 29, Цель работы n x освоение методов проведения однократных прямых и косвенных измерений; усвоение правил обработки, представления (записи) и интерпретации результатов проведенных измерений; приобретение практических навыков применения различных по точности средств измерений, а также анализа и сопоставления точности результатов косвенных измерений с точностью средств измерений, используемых при проведении прямых измерений; выявление возможных источников и причин методических погрешностей; 21

22 закрепление теоретического материала по разделу «Метрология» изучаемой дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» Используемое оборудование штангенциркуль (далее ШЦ); микрометр; линейка. При записи используемых средств измерений указать их нормируемые метрологические характеристики, используя средства измерений Программа работы Произвести однократные измерения диаметра и высоты цилиндра средствами измерений различной точности: штангенциркулем, микрометром и линейкой. Результаты измерений записать в табл В качестве цилиндра 1 выбрать цилиндр меньшей высоты. Результаты прямых измерений диаметра и высоты цилиндров записать в таблицу с той точностью, с какой позволяет измерить средство измерений. Таблица 2.1 Результаты измерений Измеряемый Цилиндр 1 (маленький) Цилиндр 2 (большой) параметр Диаметр d, мм Высота h, мм Объем V, мм Отн.погреш. V Абс. погреш. V, мм 3 микрометр ШЦ ШЦ линейка Определить объем цилиндра, используя соотношение: 2 V d h, мм 3, (2.10) 4 где = 3,14 числовой коэффициент; d диаметр цилиндра, мм; h высота цилиндра, мм Определить относительную погрешность измерений, выраженную в относительных единицах V V. (2.11) V 22

23 Для определения относительной погрешности измерений V необходимо формулу (2.11) преобразовать в удобную для расчета, используя формулу (2.9) (см. п. 2.2). В полученной формуле d, h погрешности средств измерений, используемых при измерениях. При косвенных измерениях физических величин очень часто используются табличные данные или иррациональные константы. В силу этого используемое при расчетах значение константы, округленное до некоторого знака, является приближенным числом, вносящим свою долю в погрешность измерений. Эта доля погрешности определяется как погрешность записи (округления) константы (см. п. 2.3) Определить погрешность вычисления объема по формуле V V, мм 3. (2.12) V Округлить погрешности измерений и записать результат измерений объемов цилиндров V V V мм 3. (2.13) Для того чтобы записать окончательный результат косвенных измерений, необходимо произвести округление погрешности измерений V в соответствии с МИ 1317 , согласовать числовые значения результата и погрешности измерений (см. п. 2.4) Изобразить на рисунках области, в которых находятся результаты измерений объемов, полученные разными средствами измерений для каждого из цилиндров. Пример приведен на рисунке 2.1. V 2 ΔV 2 V 2 V 1 ΔV 1 V 1 V 1 + ΔV 1 V 2 + ΔV 2 Рис Области результатов измерений объема цилиндра Первая точка (например, V 2) проставляется произвольно, ей присваивается значение объема цилиндра, погрешность измерения которого больше. Затем необходимо выбрать масштаб и проставить все остальные точки. На рисунке показать погрешность метода. 23

24 2.6.7 Оформить отчет и сделать вывод (пример оформления титульного листа см. в приложении А). В выводе оценить полученные результаты измерений, выявить возможные источники и причины методических погрешностей Контрольные вопросы 1. Назовите основные виды измерений. 2. По каким признакам классифицируются погрешности измерения? 3. Назовите и охарактеризуйте основные виды погрешностей измерений. 4. Как определить погрешность записи числа? 5. Как определить погрешность результата косвенного измерения? 2.8. Используемая литература 1. РМГ Рекомендации по межгосударственной стандартизации. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. 2. Р Рекомендации по метрологии. ГСИ. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей и неопределенности результата измерений. М., Издательство стандартов, Борисов Ю.И., Сигов А.С., Нефедов В.И. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, МИ Методические указания. ГСИ. Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы предоставления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров. 24

25 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЯМЫХ МНОГОКРАТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ 3.1. Введение Необходимость выполнения прямых многократных измерений устанавливают в конкретных методиках измерений. При статистической обработке группы результатов прямых многократных независимых измерений выполняют следующие операции: исключают известные систематические погрешности из результатов измерений; вычисляют оценку измеряемой величины; вычисляют среднее квадратическое отклонение результатов измерений; проверяют наличие грубых погрешностей и при необходимости исключают их; проверяют гипотезу о принадлежности результатов измерений нормальному распределению; вычисляют доверительные границы случайной погрешности (доверительную случайную погрешность) оценки измеряемой величины; вычисляют доверительные границы (границы) неисключенной си- стематической погрешности оценки измеряемой величины; вычисляют доверительные границы погрешности оценки измеряемой величины. Проверку гипотезы о том, что результаты измерений принадлежат нормальному распределению, проводят с уровнем значимости q от 10 % до 2 %. Конкретные значения уровней значимости должны быть указаны в конкретной методике измерений. Для определения доверительных границ погрешности оценки измеряемой величины доверительную вероятность P принимают равной 0, Основные понятия и определения В зависимости от характера проявления различают систематическую (C) и случайную (0) составляющие погрешности измерений, а также грубые погрешности (промахи). Грубые погрешности (промахи) возникают из-за ошибочных действий оператора, неисправности СИ или резких изменений условий измерений, например внезапное падение напряжения в сети электропитания. К ним тесно примыкают промахи погрешности, зависящие от 25

26 наблюдателя и связанные с неправильным обращением со средствами измерений. Систематическая погрешность измерения (систематическая погрешность C) это составляющая погрешности результата измерений, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Считается, что систематические погрешности могут быть обнаружены и исключены. Однако в реальных условиях полностью исключить систематическую составляющую погрешности измерения невозможно. Всегда остаются какие-то факторы, которые нужно учитывать, и которые будут составлять неисключенную систематическую погрешность. Неисключенная систематическая погрешность (НСП) составляющая погрешности результата измерений, обусловленная погрешностями вычисления и введения поправок на влияние систематических погрешностей или систематической погрешностью, поправка на действие которой не введена вследствие ее малости. Неисключенная систематическая погрешность характеризуется ее границами. Границы неисключенной систематической погрешности Θ при числе слагаемых N 3 вычисляют по формуле: N i, (3.1) i1 где граница i-й составляющей неисключенной систематической i погрешности. При числе неисключенных систематических погрешностей N 4 вычисление проводят по формуле k N 2 i, (3.2) i1 где k коэффициент зависимости отдельных неисключенных систематических погрешностей от выбранной доверительной вероятности Р при их равномерном распределении (при Р = 0,95, k = 1,1; при Р = 0,99, k = 1,4). Здесь Θ рассматривается как доверительная квазислучайная погрешность. Случайная погрешность измерения (0) составляющая погрешности результата измерений, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях, проведенных с одинаковой тщательностью, одной и той же физической величины. 26

27 Для уменьшения случайной составляющей погрешности проводят многократные измерения. Случайная погрешность оценивается доверительным интервалом tp Sx, (3.3) где t P коэффициент Стьюдента для данного уровня доверительной вероятности Р д и объема выборки n (число измерений). Доверительные границы погрешности результата измерения границы интервала, внутри которого с заданной вероятностью находится искомое (истинное) значение погрешности результата измерений. Выборка ряд из х результатов измерений {х i }, i = 1,..., п (п > 20), из которых исключены известные систематические погрешности. Объем выборки определяется требованиями точности измерений и возможностью производить повторные измерения. Вариационный ряд выборка, упорядоченная по возрастанию. Гистограмма зависимость относительных частот попадания результатов измерения в интервалы группирования от их значений, представленная в графическом виде. Оценка закона распределения оценка соответствия экспериментального закона распределения теоретическому распределению. Проводится с помощью специальных статистических критериев. При п < 15 не проводится. Точечные оценки закона распределения оценки закона распределения, полученные в виде одного числа, например оценка дисперсии результатов измерений или оценка математического ожидания и т. д. Средняя квадратическая погрешность результатов единичных измерений в ряду измерений (средняя квадратическая погрешность результата измерений) оценка S рассеяния единичных результатов x измерений в ряду равноточных измерений одной и той же физической величины около среднего их значения, вычисляемая по формуле: 1 n S 2 x x 1 i x n, (3.4) i1 где i x результат i-го единичного измерения; x среднее арифметическое значение измеряемой величины из n единичных результатов. Примечание. На практике широко распространен термин среднее квадратическое отклонение (СКО). Под отклонением в соответствии с приведенной выше формулой понимают отклонение единичных результатов в ряду измерений от их среднего арифметического значения. В метрологии это отклонение называется погрешностью измерений. 27

28 Средняя квадратическая погрешность результата измерений среднего арифметического оценка S x случайной погрешности среднего арифметического значения результата измерений одной и той же величины в данном ряду измерений, вычисляемая по формуле 2 i S Sx 1 x x x n nn1, (3.5) где S x средняя квадратическая погрешность результатов единичных измерений, полученная из ряда равноточных измерений; n число единичных измерений в ряду Исключение грубых погрешностей Для исключения грубых погрешностей используют статистический критерий Граббса, который основан на предположении о том, что группа результатов измерений принадлежит нормальному распределению. Для этого вычисляют критерии Граббса G 1 и G 2, предполагая, что наибольший x max или наименьший x min результат измерений вызван грубыми погрешностями: xmax x x x G1, min S G. (3.6) x 2 Sx Сравнивают G 1 и G 2 с теоретическим значением G T критерия Граббса при выбранном уровне значимости q. Таблица критических значений критерия Граббса приведена в приложении В. Если G 1> G T, то x max исключают как маловероятное значение. Если G 2 > G T, то x min исключают как маловероятное значение. Далее вновь вычисляют среднее арифметическое и среднее квадратическое отклонения ряда результатов измерений и процедуру проверки наличия грубых погрешностей повторяют. Если G1 G T, то x max не считают промахом и его сохраняют в ряду результатов измерений. Если G 2 G T, то x min не считают промахом и его сохраняют в ряду результатов измерений Доверительные границы погрешности оценки измеряемой величины Доверительные границы погрешности оценки измеряемой величины находят путем построения композиции распределений случайных погрешностей и НСП, рассматриваемых как случайные величины. Границы погрешности оценки измеряемой величины (без учета знака) вычисляют по формуле 28

29 K S, (3.7) где K коэффициент, зависящий от соотношения случайной составляющей погрешности и НСП. Суммарное среднее квадратическое отклонение S оценки измеряемой величины вычисляют по формуле S S2 S2 x, (3.8) где S среднее квадратическое отклонение НСП, которое оценивают в зависимости от способа вычисления НСП по формуле S, (3.9) 3 где границы НСП, которые определяют по одной из формул (3.1), или P S, (3.10) k 3 где P доверительные границы НСП, которые определяют по одной из формул (3.2); k коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью P, числом составляющих НСП и их соотношением между собой. Коэффициент K для подстановки в формулу (3.7) в зависимости от числа НСП определяют по эмпирическим формулам соответственно K, P K. (3.11) S S S x x S 3.5. Алгоритм обработки результатов наблюдений Обработку результатов наблюдений проводят в соответствии с ГОСТ «ГСИ. Измерения прямые с многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения» Определение точечных оценок закона распределения x 1 n x i ; 1 n S 2 x x 1 i x n ; S Sx x. n n i Построение экспериментального закона распределения результатов многократных наблюдений а) в таблицу 3.2 записать вариационный ряд результатов многократных наблюдений x ; i i1 29

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 6 «Обработка результатов равноточных измерений, свободных от систематических погрешностей» Занятие посвящено решению задач по расчѐту погрешностей равноточных измерений Погрешности

Лекция 5 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И И ПОГРЕШНОСТИ 5.1 Виды средств измерений Средство измерения (СИ) это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики,

Лекция 3 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ ПОГРЕШНОСТИ 3.1 Виды средств измерений Средство измерения (СИ) это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики,

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 1 ПОВЕРКА АМПЕРМЕНТРА И ВОЛЬТМЕТРА Амперметр магнитоэлектрической системы с пределом измерения по току I N 5.0 A и пределом сигнала измерительной информации y N 100 делений, имеет оцифрованные

Измерения физических величин Измерение физической величины совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном

МСИИК Основные понятия Физическая величина (ФВ) Истинное значение ФВ Действительное значение ФВ Единица ФВ основные единицы системы СИ, децибелл, испытание, контроль, средства измерений, классификация

Метрологические характеристики Метрологические характеристики (МХ) характеристики, которые позволяют определить пригодность СИ для измерений в известном диапазоне с известной точностью. Характеристики,

Лабораторная работа 1. Расчет погрешности измерения напряжения с помощью потенциометра и делителя напряжения. Теоретические сведения. Классификация погрешностей измерений Погрешность средств измерения

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИИ ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО МЕТРОЛОГИИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ Введение Неотъемлемой частью экспериментальных исследований, в том числе и проводимых в физическом практикуме, являются измерения физических величин. Измерения

ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ Измерение Измерение физической величины заключается в сопоставлении этой величины с однородной величиной, принятой за единицу. В законе РБ Об обеспечении

«Погрешности измерений, испытаний и контроля. Основные характеристики измерительных приборов» Цель: 1. Формировать знания студентов по теме, добиться понимания вопросов, обеспечивать усвоение и закрепление

Контрольные задания по метрологии 1. При измерении активного сопротивления резистора были произведены десять равноточных измерений, результаты которых приведены в таблице. Оцените абсолютную и относительную

ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ Погрешность результата измерения (сокращенно погрешность измерений) представляется отклонением результата измерения от истинного значения величины Основные источники погрешности результата

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ. Измерения и их виды Физическая величина как объект измерения Физическая величина это свойство общее в качественном отношении многим физическим объектам

1 Обработка результатов эксперимента Определения Измерение нахождение значения физической величины опытным путём с помощью специально для этого предназначенных технических средств Измерение состоит из

Теория погрешностей При анализе измерений следует четко разграничивать два понятия: истинные значения физических величин и их эмпирические проявления - результаты измерений. Истинные значения физических

Лекция 3 ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ 3.1 Постулаты метрологии. Классификация погрешностей Качество средств и результатов измерений принято характеризовать, указывая их погрешности.

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Измерение процесс определения количественного значения физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств (приборов) и, выражении этого значения в

1 ВАРИАНТ 1 (Выбор предусматривает обоснование правильного ответа) 1) При определении твердости материала используется шкала 2) Упорядоченная совокупность значений физической величины, принятая по соглашению

1 Метрология - это... ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ а) теория передачи размеров единиц физических величин; б) теория исходных средств измерений (эталонов); в) наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их

ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Лекция 4 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИ 4.1 Метрологические характеристики СИ и их нормирование Метрологические характеристики (MX) - такие характеристики СИ, которые позволяют судить об их пригодности

Цифровые лаборатории «Архимед» - мощная мобильная измерительная лаборатория для проведения естественнонаучных экспериментов. Множество датчиков, измерительный интерфейс, преобразующий непрерывные сигналы

ЛЕКЦИЯ 4 Метрологические характеристики средств измерений Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального

Измерение физических величин ГН Андреев В основе точных естественных наук лежат измерения При измерениях значения величин выражаются в виде чисел, которые указывают во сколько раз измеренная величина больше

Метрология, стандартизация и сертификация Глава 1 Метрология 1 Объект и предмет метрологии Метрология (от греч. «metron» мера, «logos» учение) это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения единства

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО- СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ «ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТЕЛА ПРАВИЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова» ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

Лекция 9 СОЗДАНИЕ НЕСТАНДАРТИЗОВАННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ 9. Метрологические работы, связанные с созданием и применением НСИ Экспериментальная деятельность непременно связана с созданием новых и расширением

I. Измерение физических величин. Краткая теория погрешностей измерения прямые измерения, которые представляют собой косвенные измерения, которые представляют собой сравнение значения физической вычисление

Работа 3 Стандартная обработка результатов прямых измерений с многократными наблюдениями 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Ознакомление с методикой выполнения прямых измерений с многократными наблюдениями. Получение в этом

Погрешность измерения Материал из Википедии свободной энциклопедии Погрешность измерения оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является

УТВЕРЖДЕНА приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от «27» декабря 2018 г. 2768 ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИЛЫ

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО ПРИЕМУ В МАГИСТРАТУРУ НА НАПРАВЛЕНИЕ 27.04.01 «Стандартизация и метрология» 3 1.1 Настоящая Программа, составленная в соответствии с федеральнымм

Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Е.В. Журавкевич ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ В ФИЗИЧЕСКОМ ПРАКТИКУМЕ Методические указания к лабораторным

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Л. С. Горелова Т. А. Антропова Погрешности измерений Обработка многократных измерений Екатеринбург

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная

Лекция 2 Классификация измерений. Измерение физических величин. Виды и методы измерений 2.1 Измерение Измерение физических величин заключается в сопоставлении какой-либо величины с однородной величиной,

Работа 1. Определение линейных размеров и объемов тел. Обработка результатов измерений Оборудование: штангенциркуль, микрометр, исследуемые тела. Введение Погрешности любого измерения складываются из ошибок,

Нижегородский Государственный Технический университет имени Р.Е. Алексеева Кафедра ФТОС Статистическая обработка результатов измерений в лабораторном практикуме Попов Е.А., Успенская Г.И. Нижний Новгород

Приложение ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПЫТОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ Основные понятия. Все экспериментальные исследования, проводимые в лаборатории сопротивления материалов, сопровождаются измерением

УДК 373.167.1:3 ББК 22.3я72 К28 К28 Касьянов, В. А. Физика. 10 класс. Базовый и углублённый уровни: тетрадь для лабораторных работ / В. А. Касьянов, В. А. Коровин. 3-е изд., стереотип. М. : Дро фа, 2017.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

Лабораторная работа 1.01 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА Е.В. Козис, Е.В. Жданова Цель работы: изучение методики проведения простейших физических измерений, а также основных методов оценки погрешностей

НЕОБХОДИМЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ В лабораторном практикуме вы постоянно будете иметь дело с измерениями физических величин. Необходимо уметь правильно обрабатывать

Раздел 1 МЕХАНИКА Работа 1.1 Измерение времени соударения шаров. Статистический метод оценки случайных погрешностей Оборудование: штатив, шары, электронный счетчик-секундомер. Введение Измерить физическую

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет Л.Н. ТРЕТЬЯК ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Аннотация к рабочей программе дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация

ЗАДАЧА 1 (Шифр 04) ПОВЕРКА ТЕХНЧЕСКХ ПРБОРОВ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГ Технический амперметр магнитоэлектрической системы с номинальным током 5 числом номинальных делений 100 имеет оцифрованные деления от нуля до

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) И.Н.ЖЕЛБАКОВ, В.Ю.КОНЧАЛОВСКИЙ, Ю.С.СОЛОДОВ МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ, СЕРТИФИКАЦИЯ Учебно-методический комплекс Москва 004 ПРЕДИСЛОВИЕ Данный

Определение плотности деревянного бруска. Цель работы: познакомиться с теорией погрешностей, научиться производить простейшие измерения, находить погрешности измерений, обрабатывать и анализировать полученные

ЛЕКЦИЯ 3 Виды, методы и средства измерений Измерение физической величины совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, заключающихся в сравнении (в явном

В учебнике рассматриваются средства и методы проведения работ по различным видам стандартизации и сертификации. Изложены научно-технические, нормативно-методические и организационные основы стандартизации и сертификации продукции и услуг. С целью гармонизации работ в области стандартизации и сертификации подробно рассмотрены методология и практика сертификации за рубежом. Приведено большое число примеров и справочных данных в виде таблиц и диаграмм. После каждой главы даются контрольные вопросы и задания.

Шаг 1. Выбирайте книги в каталоге и нажимаете кнопку «Купить»;

Шаг 2. Переходите в раздел «Корзина»;

Шаг 3. Укажите необходимое количество, заполните данные в блоках Получатель и Доставка;

Шаг 4. Нажимаете кнопку «Перейти к оплате».

На данный момент приобрести печатные книги, электронные доступы или книги в подарок библиотеке на сайте ЭБС возможно только по стопроцентной предварительной оплате. После оплаты Вам будет предоставлен доступ к полному тексту учебника в рамках Электронной библиотеки или мы начинаем готовить для Вас заказ в типографии.

Внимание! Просим не менять способ оплаты по заказам. Если Вы уже выбрали какой-либо способ оплаты и не удалось совершить платеж, необходимо переоформить заказ заново и оплатить его другим удобным способом.

Оплатить заказ можно одним из предложенных способов:

Безналичный способ:
- Банковская карта: необходимо заполнить все поля формы. Некоторые банки просят подтвердить оплату – для этого на Ваш номер телефона придет смс-код.
- Онлайн-банкинг: банки, сотрудничающие с платежным сервисом, предложат свою форму для заполнения. Просим корректно ввести данные во все поля.
  Например, для " class="text-primary">Сбербанк Онлайн требуются номер мобильного телефона и электронная почта. Для " class="text-primary">Альфа-банка потребуются логин в сервисе Альфа-Клик и электронная почта.
- Электронный кошелек: если у Вас есть Яндекс-кошелек или Qiwi Wallet, Вы можете оплатить заказ через них. Для этого выберите соответствующий способ оплаты и заполните предложенные поля, затем система перенаправит Вас на страницу для подтверждения выставленного счета.

Министерство образования РМ

Государственное бюджетное образовательное учреждение Республики Мордовия

среднего профессионального образования

(среднее специальное учебное заведение)

«Рузаевский политехнический техникум»

Метрология, стандартизация и сертификация

методические указания и контрольные задания

для студентов очного отделения

специальностям

151901 «Технология машиностроения»

(2 курс, 1 семестр)

150415 «Сварочное производство»

(2 курс, 2 семестр)

Составитель Торопыгина Е.В.

Перечень лабораторных работ

Лабораторная работа №1 « Изучение конструкций гладких калибров, контроль изделий калибрами»

Лабораторная работа №2 «Контроль размеров деталей штангенинструментами»

Лабораторная работа №3 «Контроль размеров деталей микрометрическими инструментами»

Лабораторная работа №4 «Контроль размеров деталей сравнительным методом»

Общие указания

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» студентами специальностей 150901 «Технология машиностроения» и 150415 «Сварочное производство».

При выполнении данных лабораторных работ студенты знакомятся с методами расчетов предельных размеров, калибров, выбором измерительного и контролирующего материала.

Приступая к выполнению практических работ, студенты должны помнить следующее:

Перед каждой практической работой студенты тщательно изучают соответствующие разделы по рекомендуемой литературе, конспекту лекций и настоящим методическим указаниям.

Отчет по выполненной практической работе должны оформляться в соответствии с требованиями ГОСТ 7.32-91 (ИСО 5966-82) и содержать следующие разделы: название, цель работы, краткое содержание теории, задание на практическую работы, список используемой литературы, выполненные расчеты по тематике практической работы и ответы на контрольные вопросы.

Оформленный и подписанный отчет предъявляется каждым студентом в конце занятия преподавателю на проверку и подпись, после чего в журнале делается отметка о выполнении практической работы.

Ответить на вопросы преподавателя при защите практической работы, после чего в журнале выставляется оценка.

Лабораторная работа №1

Тема: Изучение конструкций гладких калибров, контроль изделий калибрами.

Цель работы : Освоить выбор гладких калибров и технику проверки размеров.

Оборудование : калибры-скобы, калибры-пробки, детали для измерения.

ЗАДАНИЕ :

1. Выбрать гладкие калибры для заданных размеров.

2.Определить исполнительные размеры выбранных калибров.

3.Произвести контроль заданных размеров.

4.Дать заключение о годности проверяемых деталей.

Литература:

2. Руководство по выбору измерительных средств (пособие).Руководство по выбору измерительных средств (пособие).

3.М.А.Палей. ЕСДП / том 2 - М.: Издательство стандартов, 2012

4.ГОСТы 18362-73,14810-69 - М: Изд-во стандартов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ГЛАДКИЕ КАЛИБРЫ.

В массовом и крупносерийном производствах размеры гладких цилиндрических поверхностей с допуском от IT 6 до 1Т17 проверяют предельными калибрами. Комплект рабочих предельных калибров состоит из проходного калибра ПР и непроходного - НЕ.

С помощью предельных калибров определяют годность размера. Деталь считается годной, если проходной калибр (проходная сторона калибра) под действием собственного веса или усилия, равного ему, проходит, а непроходной калибр (непроходная сторона)) не проходит по контролируемой поверхности детали. Рабочие калибры ПР и НЕ предназначены для контроля -изделий в процессе их изготовления. Этими калибрами пользуются для контроля рабочие и контролёры ОТК завода-изготовителя.

Для контроля валов используются скобы. Наибольшее распространение получили односторонние двухпредельные скобы. Применяются также регулируемые скобы, которые можно настраивать на разные размеры, но по сравнению с жесткими они имеют меньшую точность и надёжность, поэтому они применяются редко и для размеров 8 квалитета и грубее.

Для контроля отверстий применяются пробки. При контролируемом диаметре до 50 мм пользуются двусторонними пробками со вставками, при диаметре от 50 до 100 мм - односторонними пробками со вставками, при диаметре свыше 100 мм - односторонними неполными пробками

Номинальный размер проходного калибра-пробки выполняют по наименьшему, а непроходного - по наибольшему предельному размеру проверяемого отверстия. Номинальный размер проходного калибра-скобы выполняют по наибольшему, а непроходного - по наименьшему предельному размеру проверяемого вала.

Вставки калибров-пробок изготовляют из стали марки X по ГОСТ 5950-73 или ШХ по ГОСТ 801-78. Корпусы калибров-скоб, не имеющих отдельных губок, и губки составных калибров-скоб изготовляют из стали марок 15 или 20 по ГОСТ 1050-74, которые цементируют, толщина слоя цементации не менее 0,5 мм

При выборе калибров-пробок пользоваться ГОСТ 14807-69 -ГОСТ 14827-69,а калибров-скоб ГОСТ 18358-73 - ГОСТ 18369-73. .

ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЯ .

перед проверкой измерительную поверхность калибра необходимо протереть салфеткой смоченной в бензине, затем насухо чистой салфеткой.

проверяемая деталь должна быть очищена от пыли и грязи.

подготовленные калибры не класть измерительными поверхностями на стол.

при проверке контролируемой поверхности, если проходной калибр проходит под собственным весом, а непроходной не проходит то она считается годной.

после окончания работы калибры протереть чистой тканью, измерительные поверхности смазать антикоррозийной смазкой и уложить в коробку.

Составить эскиз детали.

Найти предельные отклонения проверяемых размеров, занести их в таблицу. (В.Д.Мягков "Допуски и посадки", т. 1,табл. 127 , стр.79)

Определить предельные размеры и допуски проверяемых поверхностей и занести их в таблицу.

Из руководства по выбору измерительных средств для контроля размеров детали по таблице №1стр.3 найти допустимую погрешность измерения и занести в таблицу.

5. По ГОСТ 18362-73 выбрать калибр - скобу, а по ГОСТ 14810-69 - калибр-пробку и их условные обозначения занести в таблицу

6. Для калибра - скобы, и калибра-пробки найти предельные отклонения

(М.А.Палей ЕСДП справочник т.II ,табл.1.9 стр.18,табл.1.8,стр.11), определить предельные размеры калибров и занести в таблицу.

7. Произвести проверку заданных поверхностей калибрами в 2-х направлениях и результаты занести в таблицу.

8.Дать заключение о годности детали по проверяемым поверхностям.

ФОРМА ОТЧЁТА

Название работы.

Цель работы.

Состав задания.

Эскиз детали.

6. Определение предельных размеров и допусков проверяемых поверхностей деталей.

Проверяемый

размер

Предельные отклонения в мм

Предельные размеры, в мм

Допускв мм

Допускаемая погрешность измерения, в

мм

ЕS ,еs

EI, ei

Dmax dmax

Dmin , dmin

TD,Td

d max = d + es (мм) d min = d + ei (мм) Td = es – ei(мм)

D max = D + ES(мм) D min = D + EI (мм) TD = ES – TI (мм)

7. Выбор гладких калибров для контроля проверяемых размеров.

Проверяемый

размер

Обозначение

калибра- скобы, калибра- пробки

Предельные размеры калибров в мм

проходная сторона

непроходная сторона

наибол.

наименьш.

наибол.

наименьш.

Для скобы:

Пр max =d +ES пр (мм);

Прmin =d +EI пр (мм);

Не max =d +Es не (мм);

Неmin =d +EI не (мм).

Для пробки:

Пр max =D +es пр (мм);

Пр min =D +ei пр (мм);

Не max =D +es не (мм);

Не min =D +ei не (мм)

8. Результаты измерения:

Проверяемый размер

Заключение о годности

Вопросы для повторения:

При каких типах производства используются для контроля размеров предельные калибры?

Как называются предельные калибры для контроля валов?

Как называются предельные калибры для контроля отверстий?

Почему калибры для контроля размеров отверстия и вала называются предельными?

Наибольший предельный размер отверстия? Каким калибром он контролируется?

Наименьший предельный размер вала? Каким калибром он контролируется?

В каких квалитетах используются для контроля размеров предельные калибры?

Лабораторная работа №2

Тема: "Контроль размеров деталей штангенинструментами".

Цель работы: Освоить измерение размеров штангенинструментами.

Оборудование: штангенциркули, детали, подлежащие измерению.

Литература:

1. В.Д.Мягков Допуски и посадки /том 1 - М.: Машиностроение, 2014

Задание:

Измерить заданные размеры

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТЫ

Штангенинструменты (ШИ) – самые популярные инструменты для измерения линейных размеров изделий, который применяется уже более 100 лет. Благодаря простой конструкции, удобству в обращении и быстроте в работе, они – самые употребляемые инструменты для линейном измерении. Из всех (ШИ) самый распространенный – штангенциркуль. Каждый станочник, слесарь, технолог и конструктор имеет собственный штангенциркуль (ШЦ). Большое разнообразие форм измерительных ножек, позволяющих измерять самые разные поверхности (внутренние, наружные, проточки, выточки, глубину, длину), делают ШЦ универсальными инструментами. ШИ выпускают многие зарубежные фирмы – Tesa (Швейцария), Mitutoyo (Япония). Carl Mahr (Германия) и отечественные фирмы – Челябинский инструментальный завод (ЧИЗ) и Кировский инструментальный завод (КРИН). Так же в продаже имеются китайские штангенинструменты, к которым следует относиться с определенной осторожностью.

В настоящее время выпускают три группы ШИ:

– механические ШИ с отсчетов по штриховой шкале, оснащенные нониусом;

– ШИ с отсчетом по циферблату;

– электронный ШИ с цифровым отсчетом.

ШИ с отсчетом по штриховой шкале (штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы, штангенугломеры и др.) имеют штангу (отсюда их название) c матовым хромированным покрытием для безбликового считывания, на которой нанесена основная шкала, и нониус - вспомогательную шкалу, служащую для точного отсчета долей делений.

Устройство штангенинструментов определяется их назначением. Качество современных штангенинструментов очень высокое. Изготовление точной направляющей ползуна (штанги) обеспечивает его плавное перемещение без перекосов губок и люфтов. Примение нержавеющих сталей и сплавов и термообработки обеспечивает антикоррозийные свойства инструмента, сопротивление износу и коррозии. Также выпускают модели изготовленные из углепластика. Такие ШИ удобны для измерения магнитов и имеют практически нулевую теплопроводность, что уменьшает температурную погрешность при измерении.

Штангенциркули (ШЦ) выпускаются по ГОСТ 166-89 и международному стандарту DIN 862 с двусторонним или односторонним расположением губок, для наружных и внутренних измерений и с выдвижным щупом для измерения глубин (рисунок 1).

Рисунок 1 - ШЦ с нониусом с отсчетов по штриховой шкале

Основными частями ШЦ являются: прямоугольная штанга, две измерительные губки одна неподвижная, выполненная заодно со штангой, другая – подвижная, перемещающаяся по штанге. Некоторые модели снабжены подвижной рамкой с микрометрической подачей для точного подведения губки к измеряемой поверхности или колесиком для создания постоянного измерительного усилия. Губки для внутренних измерений ШЦ имеют цилиндрическую измерительную поверхность с радиусом не более половины суммарной толщины губок. Размер сдвинутых губок для внутренних измерений (обычно 10 мм) маркируется на их боковой поверхности и определяет наименьший внутренний размер, который может быть проверен этим ШЦ. При всех внутренних измерениях к отсчету по шкале следует прибавлять маркерованный размер губок.

Подвижная губка снабжена зажимом чаще выполненным в виде винта. ШЦ со шриховой шкалой снабжены нониусом для точного отсчета части деления основной шкалы. Каждое пятое деление штанги и нониуса должно быть отмечено удлиненным штрихом, а каждое десятое деление штанги - более длинным штрихом, чем пятое деление, и соответствующим числом. Плоскость, на которой нанесены деления нониуса, имеет ровный край, перекрывающий штрихи штанги не менее чем на 0,5 мм. Длина видимой части коротких штрихов штанги и коротких штрихов нониуса должны находиться в пределах от 2 до 3 мм. Штрихи нониуса должны доходить до края. Расстояние от верхней кромки края нониуса до поверхности шкалы штанги с целью уменьшения погрешности от параллакса не должно превышать 0,22 мм при величине отсчета по нониусу 0,05 мм и 0,3 мм при величине отсчета 0,1 мм. При сдвигании губок ШЦ до соприкосновения просвет между измерительными поверхностями не должен превышать 0,003 мм при величине отсчета по нониусу 0,05 мм и 0,006 мм при величине отсчета 0,1 мм. При затягивании зажима рамки допускаются вдвое большие просветы. При измерении ШЦ размер определяется отсчетом по шкале штанги, произведенным относительно нулевого штриха нониуса. Отсчет по нулевому штриху нониуса позволяет определить целое число делений шкалы, заключающееся в измеренном (или установленном) размере. Оценка части деления, заключающейся между нулевым штрихом нониуса и ближайшим штрихом, расположенным со стороны начала основной шкалы, производится с помощью шкалы нониуса.

Рисунок 2 - Нониус ШЦ с отсчетом по штриховой шкале

Схема нониуса с показана на рисунке 2. Основная шкала штанги имеет цену деления 1,0 мм. Интервал делений нониуса при величиной отсчета 0,1 мм обычно равен 0,9 или 1,9 мм, а число делений 10. В нулевом положении нониуса нулевые штрихи нониуса и шкалы совпадают, а последний штрих нониуса (десятый) совпадает с девятым или девятнадцатым делением шкалы. Если нониус сдвинуть вправо на 0,1 мм, то его первый штрих совпадет с ближайшим делением шкалы, при сдвиге на 0,2 мм совпадет второй штрих, при смещении на 0,3 мм - третий штрих и т. д. Таким образом смещение нониуса вправо в пределах 1,0 мм определяется номером штриха нониуса, совпавшим с делением шкалы. В общем случае таким же образом определяется смещение нониуса относительно любого штриха шкалы. Это смещение, выраженное в десятых долях или сотых миллиметра, прибавленное к целому числу миллиметров, заключенному между нулевыми штрихами шкалы и нониуса, определяет размер, на который установлен ШИ. Таким образом, нониус позволяет заменить глазомерную оценку деления по взаимному расположению штрихов шкалы и отсчетного штриха более точной оценкой по совпадению штрихов шкалы и нониуса. Кроме нониусов с величиной отсчета 0,1 мм, применяются удлиненные нониусы с величиной отсчета 0,05 и в редких случаях 0,02 мм.

Во всех случаях величина отсчета по нониусу, цена деления шкалы штанги, интервал и число делений нониуса связаны определенной зависимостью.

Выпускают ШЦ с отчетом по шриховой шкале с диапазоном измерения от 125 до 2000 мм.

Штангенциркуль с отсчетом по циферблату отличаются отсутствием нониуса, который заменен небольшим циферблатом диаметром 30-35 мм со стрелкой. Для привода стрелки на штанге установлена узкая зубчатая рейка с малым шагом, например, 0,199 мм. С рейкой взаимодействует шестерня, передающая движение ползуна через зубчатое колесо на стрелку (рисунок 4).

Рисунок 4 - ШЦ с отсчетом по циферблату

Миллиметры отсчитываются по шкале, расположенной на штанге, а доли миллиметра по циферблату. За каждый миллиметр, пройденный ползуном, стрелка индикатора делает полный оборот. Предел измерения циферблатных штангенциркулей до 300 мм. Цена деления отсчета – 0,01 – 0,02 мм. Точность циферблатного ШЦ не выше точности нониусного, так как основная погрешность ШЦ, вызываемая нарушением принципа Аббе остается, а вместо погрешности отсчета по нониусу добавляется погрешность зубчатой передачи. Основной эксплуатационный недостаток нониусных и циферблатных ШЦ – неудобный отсчет результатов измерений по штриховой шкале и нониусу или циферблату и складывание их результатов особенно в условиях плохого освещения. Этот недостаток полностью исключен в современных инструментах, оснащенных инкрементной электронной системой с цифровой индикацией.

Электронный штангенциркуль . Конструктивно электронный ШЦ мало отличается от механического, но вместо шриховых шкал и нониуса он снабжен инкрементным, как правило, емкостным, преобразователем, небольшим преобразующим устройством и цифровым дисплеем.

Рисунок 5 - Электронный штангенциркуль

Штангенглубиномеры предназначены для измерения глубины расположения выточек, проточек, углублений и глухих отверстий.

Простейшим глубиномером снабжены штангенциркули с небольшим диапазоном измерения 125 и 200 мм. Они имеют тонкий выдвижной щуп, соединенный с подвижной губкой ШЦ. Измерительной базой служит торец штанги. Точность такого глубиномера не высока. Некоторые модели ШЦ снабжают съемной опорой, которая крепится на штангу ШЦ и несколько повышает точность и удобство измерения глубины.

Выпускают специальные механические и электронные глубиномеры, предназначенные только для измерения глубины. Механические глубиномеры имеют отсчет по шкале и нониусу, электронные - снабжены инкрементным емкостным преобразователем и цифровым дисплеем с дискретностью отсчета 0,01 мм. Электронные глубиномеры с цифровым отсчетом значительно удобнее в эксплуатации.

Выпускают глубиномеры с диапазоном измерения 200, 300, 500 и 1000 мм. Особенность штангенглубиномера по сравнению с другим штангенинструментом состоит в том, что при измерении глубиномером соблюдается принцип Аббе. Однако возникает погрешность от неперпендикулярности базовой плоскости и подвижной штанги.

Погрешность штангенглубиномера составляет 20 мкм для диапазона измерения 200 мм и 30 мкм для диапазона измерения 300 мм. Конструкция штангенглубиномера полностью повторяет конструкцию ШЦ.

Рисунок 6 - Электронный штангенглубиномер

Штангенрейсмасы (ГОСТ 164-90) предназначены для разметочных работ на плите и для измерения высоты деталей, установленных на плите.

Штангенрейсмас – это простейший высотомер, который чаще используется для разметки деталей на плите. При разметке штангенрейсмас устанавливают на заданный размер и, перемещая по плите вдоль размечаемой заготовки, наносят острием разметочной ножки на вертикальной поверхности заготовки горизонтальную линию.

Для измерения высотных размеров вместо разметочной ножки устанавливают измерительную, имеющую нижнюю плоскую и верхнюю с острым ребром измерительные поверхности. При использовании верхней измерительной поверхности к величине отсчета должен прибавляться размер ножки.

Штангенрейсмасы выпускаются в механическом исполнении со шкалой и нониусом и в электронном исполнении с инкрементным емкостным преобразователем и цифровым отсчетом.

Штангенрейсмасы выпускают с диапазоном измерения 200,300, 600 и 1000 мм. Цена деления нониуса 0,02 мм. У электронного штангенрейсмуса дискретность отсчета 0,01 мм. Погрешность штангенрейсмаса с диапазоном измерения 200 мм составляет 0,04 мм, с диапазоном измерения 1000 мм составляет 0,08 мм.

ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЯ

Перед измерением штангенинструмент необходимо протереть салфеткой, смоченной в бензине, затем насухо чистой салфеткой, (особенно измерительные поверхности). Измеряемая деталь должна быть очищена от пыли и грязи, рамка и хомутик должны плавно перемещаться по штанге;

Проверить нулевую установку, т.е. совпадение нуля нониуса с нулем шкалы штанги. У штангенциркулей путем подводки подвижной губки до соприкосновения с неподвижной и закреплением зажимами. У штангенглубиномеров путем установки их опорой на плиту опускания рамки со штангой до соприкосновения с ней и закреплением зажимами. У штангенрейсмасов после закрепления ножки державкой ниже выступа рамки путем установки их основанием на плиту и опускания рамки до соприкосновения ножки с плитой и закрепление зажимом. Микрометрическая подача применяется для точной установки рамки относительно штанги.

Приблизительно устанавливают контролируемый размер, закрепляют рамку микрометрической подачи, затем при помощи микрометрической подачи доводят губку, штангу или ножку до соприкосновения с проверяемой поверхностью, закрепляют рамку, не допуская перекоса и добиваясь нормального измерительного усилия.

При измерении штангенрейсмас и изделие устанавливаются на одной плите. После окончания работы штангенинструментом протереть чистой тканью поверхности штанг, рамок, измерительные поверхности губок и ножек, смазать противокоррозионной смазкой и уложить в футляр.

Начертить эскиз детали.

По чертежу найти неуказанные предельные отклонения проверяемых размеров и занести их в таблицу.

Выбрать предельные отклонения проверяемых размеров (В. Д. Мягков Допуски и посадки т.1 таблица 1,43 стр140-141) и занести их в таблицу.

Выбрать допускаемую погрешность для проверяемых размеров (руководство по выбору измерительных средств, таблица 1 стр.3) и занести их в таблицу.

Выбрать для каждого проверяемого размера измерительные средства и их характеристику (руководство по выбору измерительных средств) и занести их
в таблицу.

Произвести измерения в двух направлениях и занести их в таблицу.

Дать заключение о годности проверяемых поверхностей и о годности детали.

ФОРМА ОТЧЕТА

Название работы, цель работы.

Оборудование, используемое при выполнении работы.

Задание.

Эскиз детали.

Проверяемый размер

Предельные отклонения в мм

Предельные размеры в мм

Допуск в мм

Допускаемая погрешность, мм

ES, es

EI,ei

D max , d max

D min , d min

D max = d + es (мм) d min = d + ei (мм) Td = es – ei(мм)

Выбор измерительных средств

Проверяемый размер

Предел измерения

Цена деления,мм

Результаты измерения:

Предельные размеры

проверяемой поверхности

Результаты измерений

Заключение

о годности

D max

d max

D min

d min

Заключение о годности:________________

Вопросы для повторения:

Как связаны между собой предельный размер, номинальный размер и
предельное отклонение?

Графическое изображение допусков.

Обозначение предельных отклонений несопрягаемых размеров на чертежах.

Виды и назначение штангенинтрумента.

Опишите основные части и применение штангенциркуля.

Расскажите, как производится отсчет по нониусу.

Лабораторная работа №3.

Тема: Контроль размеров деталей микрометрическими инструментами.

Цель работы: Освоить измерение размеров деталей микрометрическими инструментами.

Оборудование: микрометры, деталь, подлежащая измерению.

Литература:

1. В.Д. Мягков Допуски и посадки / том 1- Л.: Машиностроение, 2014.

2. Руководство по выбору измерительных средств (пособие).

Задание:

1. Выбрать измерительный инструмент для проверки размеров.

Измерить заданные размеры

Дать заключение о годности измеренных размеров.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Микрометрические инструменты

Когда штангенинструменты не способны выдавать необходимую точность в измерении малых величин, применяются . Данные инструменты в зависимости от измерительного диапазона выпускаются в нескольких вариантах. Это, в числе прочих, могут быть стрелочные счётные устройства для ручного и настольного применения.

Действие микрометра обеспечивается перемещением винта вдоль оси в процессе его вращения в неподвижной гайке. Микрометр в зависимости от конструкции может измерять охватывающие и охватываемые размеры, сечение тонких листовых материалов и проводов. Для определения ширины пазов и диаметров отверстий используются микрометры для внутренних измерений.

Для сравнения с эталоном измеряемой детали или для абсолютных измерений применяются рычажные микрометры.

Для того, чтобы измерить средний диаметр наружной резьбы, изготавливаются специальные резьбовые микрометры.

Микрометрическими инструментами называют средства измерения линейных размеров, основанные на использовании винтовой пары, называемой микропарой. Микропара служит размерным и преобразовательным устройством в этих средствах измерения. Метод измерения микрометрическими инструментами прямой, абсолютный. К микрометрическим инструментам относятся: микрометры, микрометрические глубиномеры и нутромеры.

1. Микрометры гладкие типа МК предназначены для измерения наружных размеров изделий.

Микрометры гладкие МК изготовляют с пределами 43мерения: 0-25 мм, 25-50 мм,50-75 мм... 250-275 мм. 275-300 мм. 500-400 мм, 400-500 мм, 500-600 мм 1-го и 2-го класса точности.

Конструкция микрометра показана на рисунке 1. Скоба 1 должна быть

достаточно жесткой, чтобы ее деформация от измерительного усилия не сказывалась на точности измерения. В микрометрах небольших размеров (до 300 мм) пятка 2 запрессовывается в скобу. В микрометрах для размеров свыше 300 мм пятки выполняют подвижными (регулируемыми или сменными), что облегчает установление их в нулевое положение и позволяет расширить пределы измерения.

М
ИКРОМЕТРЫ - предназначены для измерения линейных размеров. Микрометры гладкие МК изготовляют с пределами 43мерения: 0-25 мм, 25-50 мм,50-75 мм... 250-275 мм. 275-300 мм. 500-400 мм, 400-500 мм, 500-600 мм 1-го и 2-го класса точности.

Микрометры гладкие типа МК предназначены для измерения

наружных размеров изделий.

Скоба 1 должна быть достаточно жесткой, чтобы ее деформация от измерительного усилия не сказывалась на точности измерения. В микрометрах небольших размеров (до 300 мм) пятка 2 запрессовывается в скобу. В микрометрах для размеров свыше 300 мм пятки выполняют подвижными (регулируемыми или сменными), что облегчает установление их в нулевое положение и позволяет расширить пределы измерения. Стебель 5 запрессовывают в скобу или присоединяют к ней на резьбе. В некоторых конструкциях стебель выполняют вместе со скобой. Внутри стебля с одной стороны имеется микрометрическая резьба, а с другой – гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точное направление перемещения винта 3 . На конце стебля (на длине

микрометрической резьбы) имеются продольные прорези, а снаружи коническая резьба с навернутой на нее гайкой 10 . Вращением этой гайки можно изменять плотность резьбового соединения винта со стеблем, обеспечивая необходимую легкость вращения винта и устранение мертвого хода. Торцовая поверхность винта, обращенная к пятке, является измерительной. Торцовые поверхности пятки 2 и винта 3 должны иметь шероховатость поверхности не ниже 12-го класса шероховатости.

Трещотка предназначена для обеспечения постоянства измерительной силы в пределах 7±2 Н. Механизм трещотки состоит из храповика 7 , штифта 8 и пружины 9 . Вращение головки храповика по часовой стрелке передается микрометрическому винту трением между штифтом 8 , поджимаемым пружиной 9 , и зубьями храповика. При

измерительном усилии, превышающем допустимую величину, храповик будет поворачиваться относительно винта. Существуют и другие конструкции устройств для стабилизации измерительной силы (фрикционное устройство со спиральной пружиной, с винтовой пружиной и т. п.). Стопорное устройство 4 используют, если необходимо сохранять микрометрический винт в установленном положении.

Результат измерения размера микрометром отсчитывается как сумма отсчетов по шкале стебля и барабана. Цена деления шкалы стебля 0,5 мм, а шкалы барабана 0,01 мм. Шаг резьбы микропары 0,5 мм. Число делений барабана 50. Если повернуть барабан на одно деление его шкалы, то торец микровинта переместится относительно пятки на 0,01 мм, т.к. 0,5 мм: 50 = 0,01мм. Показания по шкалам микрометра отсчитывают в следующем порядке: сначала по шкале стебля читают значение штриха, ближайшего к торцу скоса барабана. Затем по шкале барабана читают значение штриха, ближайшего к продольному штриху стебля. Сложив оба значения получают показания микрометра. Для установки на ноль все м
икрометры, кроме 0-25 мм, снабжаются установочными мерами размер которых равен нижнему пределу измерения. Обозначение: микрометра МК-50-1 ГОСТ 6507-78 .

Для более быстрых измерений, изготавливаются инструменты с электронной «цифровой» индикацией, конечное значение измерений в которых, выводится на отдельный электронный дисплей (например, модифицированный микрометр МК - )

2. ГЛУБИНОМЕРЫ МИКРОМЕТРИЧЕСКИЕ.

Микрометрические глубиномеры предназначены для измерения глубины и высоты изделий, расстояний до буртиков и уступов. Конструкция микрометрического

глубиномера : 1 – микрометрический винт; 2 – стебель; 3 – барабан; 4 – трещотка.

Диапазон измерений глубиномерами

составляет 0...25, 25...50 и т. д., до 125...150 мм.

Цифры у штрихов стебля и барабана нанесены в

обратном порядке по сравнению с микрометрами, так как чем больше глубина, тем дальше выдвинут микровинт.

Глубиномер устанавливается на "0" по установочным мерам-втулкам на плоской точной поверхности. В торце микровинта выполнено отверстие, в которое вставляются сменные измерительные стержни.

Особенность микрометрического глубиномера в том, что числовые значения штрихов шкалы стебля расположены, уменьшаясь при удалении барабана от основания, т.к. уменьшаются соответственно размеры глубины измеряемого уступа. Число значений штрихов на барабане также расположено противоположно числам и шкале барабана гладкого микрометра.

Микрометрические глубиномеры ГМ изготовляют с пределами измерения 0-25 мм,25-50 мм,50-75 мм... 150-175 мм,175-200 мм 1-го и 2-го классов точности. Обозначение: глубиномер ГМ - 75-1 ГОСТ 7470-78 .

3. НУТРОМЕРЫ МИКРОМЕТРИЧЕСКИЕ.

Нутромеры микрометрические предназначены для измерения внутренних линейных размеров. Они состоят 1 – микрометрический винт; 2 – барабан; 3 – стопор.

Увеличение пределов измерения нутромеров осуществляют с помощью набора удлинительных стержней разной длины, заключенных в трубках и поджатых пружинами.

Для соединения удлинителей один с другим и с микрометрическим нутромером удлинители имеют на одном конце наружную, а на другом внутреннюю резьбу.

Микрометрические нутромеры выпускаются в виде наборов микрометрических головок с наконечниками и комплектов удлинителей к ним.

Установку шкал микрометрических нутромеров в нулевое положение можно

выполнять по микрометрам для наружных измерений, а также в специальной скобе.

Результат измерения подсчитывается как сумма: исходный размер головки + размер удлинителя + показание шкал головки.

Нутромеры микрометрические выпускаются с пределами измерения 50-75 мм,75-175 мм,75-600 мм, 150 - 1250мм, 800-2500 мм 1250-4000 мм,2500-6000мм,6000-10000м>1 первого класса точности. Обозначение: нутромер НМ-175 ГОСТ 10-75.

ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЯ

перед началом работы с микрометрическим инструментом необходимо ознакомиться с паспортом и проверить его комплектность;

удалить смазку с наружных поверхностей узлов и деталей инструмента, особенно тщательно с измерительных поверхностей тканью, смоченной в бензине и протереть сухой чистой тканью;

Произвести осмотр и проверить качество инструмента. На измерительных поверхностях, стебле и скошенной части барабана не допускаются забоины, следы коррозии. Микрометрический винт переместить несколько раз в обе стороны. Барабан должен перемещаться вдоль стебля плавно без трения об него, а микрометрический винт не должен иметь осевого люфта.

Проверить действие стопорного устройства, а также трещотки в различных положениях микрометрического винта. Трещоток нет у микрометрических нутромеров;

Проверить установку на ноль. Проверка микрометрического инструмента на "0" производится с установочными мерами, за исключением гладких микрометров и микрометрических глубиномеров для измерения размеров до 25 мм. Если нулевой отсчет выходит за пределы 0,01 мм, произвести установку инструмента на ноль. Для этого стопорится микрометрический винт, освобождается барабан от сцепления с винтом и поворачивается до совпадения нулевого штриха с продольным штрихом стебля и снова закрепляется барабан;

Производить измерения гладкими микрометрами и микрометрическими глубиномерами, пользуясь трещоткой. Правильное положение при измерении такое, в котором микрометрический нутромер не сдвигается в поперечном направлении и плотно касается образующей отверстия в продольном направлении;

После окончания работы, при необходимости, разобрать микрометрический инструмент, промыть в бензине, смазать антикоррозийной смазкой и уложить в футляр.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Начертить эскиз детали.

По чертежу найти проверяемые размеры и занести их в таблицу.

Выбрать предельные отклонения проверяемых размеров (В.Д. Мягков Допуски посадки т. 1 таблица,3 стр 140-141,таблица 1.30 стр. 99) и занести их в таблицу.

4. Определить предельные размеры и допуски проверяемых размеров, записать их в таблицу.

5. Выбрать допускаемую погрешность для проверяемых размеров (руководство по выбору измерительных средств таблица 1 стр.3) и занести их в таблицу,

6. Выбрать для каждого проверяемого размера измерительные средства и его характеристику (руководство по выбору измерительных средств) и занести их в таблицу,

7 . Произвести измерения в двух направлениях и занести их в таблицу,

8. Дать заключение о годности проверяемых поверхностей и о годности детали.

Форма отчета

Название работы.

Цель работы.

Оборудование, используемое при выполнении работы.

Состав задания.

Эскиз детали.

Определение предельных размеров и допусков в проверяемых поверхностях изделий

Проверяемый

размер

Предельные отклонения в мм

Предельные размеры в мм

Допуск в

мм

TD ,Td

мм

ЕS ,еs

EI, ei

D max d max

D min , d min

D max = D + ES(мм) D min = D + EI (мм) TD = ES – ЕI (мм)

Выбор измерительных средств

Проверяемый размер

Обозначение измерительного средства

Погрешность измерительного средства

Предел измерения

Цена деления, мм

Результаты измерения:

Предельные размеры

проверяемой поверхности

Результаты измерений

Заключение

о годности

D max

d max

D min

d min

9. Заключение о годности:_______________________

Вопросы для повторения:

Какие измерения называются абсолютными?

Какие измерения называются относительными?

Что такое микрометр?

Как определяется цена деления микрометра?

Из каких частей состоит микропара, и какой шаг её резьбы?

В чем особенность устройства микрометрического глубиномера, его шкалы и применения?

Опишите основные части микрометрического нутромера и его применение.

Лабораторная работа №4

Тема: "Контроль размеров деталей сравнительным методом".

Цель работы : Изучить конструкции индикаторного инструмента, плоскопараллельных концевых мер длины. Освоить технику настройки и измерения индикаторными инструментами.

Оборудование : Скоба рычажная, скоба индикаторная, нутромер индикаторный, ППКМД с принадлежностями, детали для измерения.

Литература:

1 .В.Д. Мягков. Допуски и посадки. том 1 - М.: Машиностроение, 2014

2. Руководство по выбору измерительных средств, (пособие).

Задание:

Выбрать измерительный инструмент для проверки размеров, изучить их устройство и конструкцию.

Настроить выбранные индикаторные и инструменты на проверку размеров.

Измерить заданные поверхности детали.

Дать заключение о годности.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ИНДИКА ТОРНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ.

Индикаторные инструменты оснащены измерительными головками и предназначены для определения размеров деталей относительным методом.

1. СКОБЫ ИНДИКАТОРНЫЕ

Предназначены для измерения наружных линейных размеров. Основанием индикаторной скобы служит корпус-скобы 5, в рабочей выемке которой расположены находящиеся на одной измерительной оси с одной стороны подвижная пятка 2, воспринимающая изменения размеров измеряемой детали, а с другой стороны - переставная пятка 1. Сбоку установлен упор усилия индикатора часового типа 4. Индикаторная скоба устанавливается на размер по установочной мере или по блоку плоскопараллельных концевых мер длины равному наименьшему предельному размеру измеряемой детали, в этом случае действитальное значение размера будет равно сумме размера блока концевых мер длины и величине отсчета по шкале индикатора с соответствующим знаком

Скобы индикаторные СИ изготовляют с пределами измерения 0-50 мм, 50-100 мм, 100-200 мм, 200-300 мм...600-700 мм, 700-850мм, 850-1000 мм, ценой деления 0,01 мм первого класса точности. Обозначение: скоба СИ-300 ГОСТ 11098-75.

2 СКОБЫ РЫЧАЖНЫЕ.

Предназначены для измерения наружных линейных размеров. Скоба-корпус у рычажной скобы обладает большей жесткостью чем у индикаторной. Подвижная пятка 6 и переставная пятка 1 обладает большими измерительными поверхностями и их перемещения происходят гораздо точней. Подвижная пятка имеет две выемки, в одну из них входит рычаг отводки, а во вторую наконечник передаточного рычага, принадлежащего измерительной головке, вмонтированной в корпус скобы. Движение подвижной пятки передается стрелке 2 измерительной головки. В заднем торце подвижной пятки надета пружина измерительного усилия рычажной скобы. Скоба имеет на шкале указатели поля допуска, которые переставляются при помощи ключа. Переставная пятка передвигается вращением гайки и стопорится колпачком. Настройка скобы на размер производится по блоку концевых мер длины равному детали. Для установки стрелки на ноль стопорение пятки осуществлять вращением колпачка и гайки. Действительный размер будет равен сумме размеров блока концевых мер длины и величине отсчета по шкале индикатора (dmax + dmin ):2 с соответствующим знаком. Скобы рычажные изготовляются с пределами измерения 0-25 мм, 25-50мм, 50-75 мм... 125-150 мм, ценой деления 0,002 мм первого класса точности.

Обозначение: скоба СР50 ГОСТ 11098-75

ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЯ СКОБАМИ.

Перед измерением протереть цилиндрические части пяток и особенно тщательно измерительные поверхности, протирать чистой тканью, смоченной в бензине, и окончательно - сухой тканью.

Измеряемые детали должны быть сухими и чистыми.

При пользовании скобой нельзя подвергать ее различным ударам, проводить измерительными поверхностями по измеряемой детали необходимо пользоваться отводками.

После окончания измерений пятки скобы протираются тканью и смазываются антикоррозийной смазкой кроме измерительных поверхностей/, скобу уложить в футляр.

Например, для составления блока размером 27,855 мм из плиток набора N1 потребуются следующие плитки:

плитка 1,005 остается 26,85

плитка 1.35 остается 25,5

плитка 5,5 -"-20

плитка 20 -"- 0

Проверка 1,005 +1,35 + 5,5 + 20 = 27,855 мм

Выбранные меры освобождаются от смазки и протираются чистой мягкой тканью;

Подготовленные к притирке плитки не класть мерительными поверхностями на стол, складывать на чистый лист бумаги или чистую салфетку;

Притирку плиток производить относительным их перемещением под
небольшим давлением;

Во избежание деформации нежестких плиток малой длины

при непосредственном измерении блоком нужно по концам блока притирать плитки более жесткие;

5. После работы плитки протереть и уложить в соответствующие ячейки футляра набора.

4. ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ КОНЦЕВЫЕ МЕРЫ ДЛИНЫ .

Плоскопараллельные концевые меры длины представляют собой прямоугольные призмы.

Они предназначены для измерения линейных размеров и представляют собой прямоугольные пластины с двумя противоположными мерительными плоскостями. Каждая плитка имеет определенный размер и поэтому является одномерным инструментом. Благодаря тщательной отделке мерительных поверхностей плитки имеют замечательное свойство «притираться», т. е. сцепляться друг с другом, что дает возможность собирать в блок несколько плиток, получая в целом требуемый размер.

Мерными плитками можно произвести замеры с точностью до 0,001 мм. Мерные плитки изготавливаются наборами.

В зависимости от величины отклонения средней длины мер от номинального размера и от плоскопараллельности устанавливаются 5 классов точности концевых мер: 00, 0,1,2, 3.

Плитки выпускаются наборами от 2 до 112 плиток в наборе: причем по ГОСТУ 9038-83 установлено 19 наборов. ГОСТом 9038-83 установлен следующий ряд длины, проверки и градуировки средств измерений, для точных измерений изделий и градации: 0,001 0,005 0,01; 0,1; 1 10 5, 50; 100 мм

Наиболее употребительными являются набор.№1-83 меры, N 2-38 мер и наборы

№ 6 и № 7- по 11 мер,

При составлении набора плиток всегда стремятся получить его из наименьшего количества плиток, так как с увеличением количества плиток в блоке возрастает погрешность.

Для получения блока из наименьшего количества плиток нужно руководствоваться следующим правилом: сначала брать плитку, соответствующую последним знаком данного размера, затем предпоследним и т. д. Когда дробная часть числа готова, надо вычесть из целой части размера сумму целых миллиметров, подобранных при составлении дробной части, и взять соответствующую плитку в целых мм.

Например: блок 71875

1-я плитка - 1,005

2-я плитка -1,37

3-я плитка - 9,5

4-я плитка - 60

71,875

Плитками можно измерять детали только с отшлифованными поверхностями. Перед замером и составлением блока необходимо плитки очистить от смазки чистым первосортным бензином, после чего насухо вытереть мягкой салфеткой и положить на чистый стол нерабочей поверхностью.

Притирка плиток друг к другу производится следующим образом: положить плитку на бумагу или салфетку мерительной поверхностью, а на противоположную поверхность наложить притираемую плитку и, слегка прижимая ее к первой, подвигать вперед до совпадения боковых сторон.

Так нужно последовательно притирать все плитки, входящие в данный блок.

1. Измерение производится при Т - 20°С.

2. Измеряемый объект чисто вытерт от грязи и промыт бензином. Плоскости, непосредственно соприкасающиеся при измерении с плитками, не должны иметь забоин, заусенцев.

3. При работе с плитками недопустимо прикасаться руками к мерительным поверхностям.

4. Измерительные плитки и принадлежности к ним не должны подвергаться ударам и падению.

5. После работы плитки должны быть промыты первосортным бензином, насухо вытерты и смазаны бескислотным бензином.

Номинальные значения длины концевых мер должны соответствовать указанным в таблице1.

Таблица 1

в мм

Градация концевых мер

Номинальные значения длины концевых мер

1,0005

0,001

От 0,99 до 1,01 включ.

" 1,99 " 2,0 "

" 9,99 " 10,01 "

0,005

От 0,40 до 0,41 включ.

0,01

От 0,1 до 0,7 включ.

" 0,9 " 1,5 включ.

" 2 " 3 "

" 9,9 " 10,1 "

От 0,1 до 3 включ.

От 0,5 до 25 включ.

От 1 до 25 включ.

От 10 до 100 включ.

От 25 до 200 включ.

От 50 до 300 включ.

От 100 до 1000 включ.

5 ИНДИКАТОРНЫЕ НУТРОМЕРЫ

Для внутренних измерений применяют индикаторный нутромер.

Он имеет направляющую втулку 5, в верхней части которой установлен индикатор 1 часового типа, закрепленный винтом 2. Внутри втулки находится длинный стержень, который соприкасается с коротким стержнем 10, упирающимся в грибок 9 тройника 6 головки нутромера. В тройнике расположены движок 4 и сменный измерительный стержень 8, закрепленный в тройнике гайкой 7. Со стороны подвижного штифта на тройнике насажен центрирующий мостик 5, служащий для установки головки индикатора по диаметру отверстия. При измерении отверстий движок 4 со спиральной пружиной 11 давит на рычажок 9 и через стержень 10 передает движение на длинный стержень к индикатору.

По перемещению стрелки индикатора определяют отклонение размера.

В качестве мер для установки индикаторных нутромеров на размер и на ноль применяют комплекты из концевых мер длины.

При измерении необходимо покачать нутромер в осевой плоскости в продольном сечении и найти минимальное положение по стрелке измерительной головки, т.е. перпендикуляры к обеим образующим измеряемого отверстия.

Настройка нутромера производится на номинальный размер проверяемого размера за счет сменного наконечника. Индикатор при установке на нуль должен иметь натяг 1-2 оборота. Действительный размер будет равен сумме номинального размера и величине отсчета по шкале индикатора с соответствующим знаком.

Индикаторные нутромеры изготовляются с пределами измерений 6-10 мм, 10-18 мм, 18-50 мм, 50-100 мм, 100-160 мм, 160- 250 мм 1-го и 2 -го классов точности, а с пределами измерения 250-450 мм, 450-700мм, 700-1000 мм первого класса точности с ценой деления 0,01 мм. Обозначение: нутромер НИ-18-50-1 ГОСТ 868-82 .

ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЯ ИНДИКАТОРНЫМИ НУТРОМЕРАМИ.

перед измерением протереть измерительные поверхности чистой тканью, смоченной в
бензине и окончательно сухой тканью,

измеряемые детали должны быть сухими и чистыми,

при измерении отверстия индикаторный нутромер вводят сначала касаясь стенки отверстия мостиком, а затем вводят нутромер дальше, небольшим покачиванием в осевом направлении;

после измерений измерительные поверхности протирают тканью и смазывает антикоррозийной смазкой, нутромер уложить в футляр.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

1 .Начертить эскиз детали

Выбрать предельные отклонения проверяемых размеров (В.Д. Мягков "Допуски и посадки", т.1,табл.1. 7,стр.79,табл.1.30 стр.95 изанести в таблицу.

Определить предельные размеры и допуски проверяемых размеров, записать их в таблицу.

Выбрать допускаемую погрешность для проверяемых размеров (руководство по выбору измерительных средств для контроля размеров деталей табл. № 1,стр.З) и занести их в таблицу.

Выбрать для каждого проверяемого размера измерительные средства и его характеристику (руководство по выбору измерительных средств для контроля размеров деталей) и занести их в таблицу.

Произвести расчет блоков концевых мер длины для настройки индикаторных инструментов.

Настроить индикаторные инструменты.

Дать заключение о годности проверяемых поверхностей и о годности детали по ним.

ФОРМА ОТЧЁТА:

Название работы.

Цель работы.

Оборудование, используемое при выполнении работы.

Состав задания.

Эскиз детали.

Определение предельных размеров и допусков в проверяемых поверхностях изделий

Проверяемый

размер

Предельные отклонения в мм

Предельные размеры в мм

Допуск в мм

Допускаемая погрешность измерения в

мм

ЕS ,еs

EI, ei

D max d max

D min, d min

TD ,Td

d max = d + es (мм) d min = d + ei (мм) Td = es – ei(мм)

D max = D + ES(мм) D min = D + EI (мм) TD = ES – TI (мм)

Выбор измерительных средств

Проверяемый размер

Обозначение

измерительного средства

Погрешность

измерительного средства

Предел

измерения

Цена

деления, мм

Расчет блоков концевых мер длины для настройки индикаторных инструментов

Результаты измерений

Заключение о годности _______________

Вопросы для повторения:

Какие вы знаете измерительные головки и как в них получается преобразование движения наконечника в поворот стрелки?

Опишите индикатор часового типа, его цену деления и измерение.

Как устроен индикаторный нутромер? Как его применяют?

Что такое индикаторная скоба? Как она устроена и как применяется?

Что такое рычажная скоба? Как она устроена и какая цена деления шкалы?

Данный сборник описаний практических и лабораторных работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» разработан для студентов по специальностям 150411, 240401,220301,140613. Задания для практических работ составлены в соответствии с действующей программой с учетом специфики каждой специальности. В сборник включены работы, позволяющие провести анализ структуры и содержания стандартов, проведение измерений и их математической обработки, изучение стандартизации в промышленной сфере, основных норм взаимозаменяемости продукции в целях обеспечения ее качества и конкурентоспособности. В сборник включены работы для ознакомления с основными нормами взаимозаменяемости продукции и стандартизацией точности ГЦС; по переводу неметрических единиц измерения в единицы СИ. В нем разбираются вопросы по выбору средств измерений и способам измерения ими линейных размеров.

Ввиду отсутствия литературы по дисциплине, основной теоретический материал, необходимый для изучения при проведении практических работ помещен в пособии. Данный материал прорабатывается самостоятельно при подготовке к практической работе и закрепляется при ее проведении. Чтобы совершенствовать теоретические и практические знания, в сборник включены контрольные вопросы и деловые ситуации.

Методическое пособие включает:

Задания к темам занятий с указанием порядка их выполнения;

В качестве приложения к сборнику заданий являются:

1. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений»;

2. Федеральный закон «О техническом регулировании»;

3. Стандарты НСС: ГОСТ Р 1.0-2004, ГОСТ Р 1.12-2004, ГОСТ Р 1.2-2004, ГОСТ Р 1.4-2004, ГОСТ Р 1.5-2004, ГОСТ Р 1.9-2004, ГОСТ 2.114-95.

4. Система сертификации ГОСТ Р

5. Фрагменты стандартов ЕСДП.

6. Ответы к заданиям с решением.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Вопросы для контрольной работы по предмету "Метрология, стандартизация, сертификация в общественном питании по профессии "Технология продукции о/п"" (заочное отделение)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ »

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ подисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация», содержат сведения обустройстве и методике контроля универсальным м...

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению практических работ по дисциплине Метрология, стандартизация и сертификация для студентов очной и заочной форм обучения

Методические указания разработаны на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности 190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта среднего профес...

Практические работы по дисциплине " метрология, стандартизация, сертификация и техническое документоведение""

по дисциплине " метрология, стандартизация, сертификация и техническое документоведение"...

Методические рекомендации к самостоятельным работам по дисциплине "Метрология, стандартизация и сертификация"

Методика изучения современного курса метрологии, стандартизации и подтверждение качества предусматривают использования работы учащихся, направленной на самостоятельное приобретение и пополнение знаний...

А.Г.Сергеев

М.В.Латышев

В.В.Терегеря

ПРАКТИКУМ

ПО МЕТРОЛОГИИ, СТАНДАРТИЗАЦИИ, СЕРТИФИКАЦИИ

Владимир 2005

А.Г.Сергеев, М.В.Латышев, В.В.Терегеря

ПРАКТИКУМ

ПО МЕТРОЛОГИИ, СТАНДАРТИЗАЦИИ, СЕРТИФИКАЦИИ

Учебное пособие

Владимир 2005

УДК 621.753(076) + 658.516(075.8)

Рецензент

Практикум по метрологии, стандартизации, сертификации /Сост.: А.Г.Сергеев, М.В.Латышев, В.В.Терегеря; Владим. гос. ун-т. Владимир, 2005. с.

Составлены в соответствии с программой курса «Метрология, стандартизация, сертификация» для специальностей 120301, 114000, 210200

В разделах учебного пособия приведены материалы практических занятий по следующим темам курса «Метрология, стандартизация, сертификация»: правовые основы стандартизации, классификация НТД, разработка технических условий на продукцию и услуги, контроль точности изготовления деталей, основные понятия о соединениях и посадках, государственный стандарт ЕСДП, выбор методов и средств измерения линейных размеров, обработка результатов прямых многократных измерений, основы сертификации.

Предназначены для студентов дневной формы обучения названных специальностей.

Ил. Табл. . Библиогр. назв.

УДК 621.753(076 + 658.516

1. СТАНДАРТИЗАЦИЯ

1.1. ПРАВОВЫЕ ОСНОВ И НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Основные положения . Основным документом в Российской Федерации по стандартизации является закон «О техническом регулировании», а также законы «Об обеспечении единства измерений», «О защите прав потребите-лей» и постановления Правительства РФ, принятыми для исполнения этих Законов РФ.

Закон «О техническом регулировании» устанавливает правовые основы стандартизации в РФ, определяет права и обязанности участников регулируемые Федеральным законом отношений. Он регулирует отношения, возникающие при разработке, принятии, применении и использовании обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации и утилизации, а также разработке, принятии, применении и использовании на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг. Иные Федеральные законы и нормативные акты РФ, касающиеся сферы стандартизации (в том числе прямо или косвенно предусматривающие осуществление контроля за соблюдением требований технических регламентов), применяются в части, не противоречащей основному документу. Федеральные органы исполнительной власти вправе издавать в среде технического регулирования акты только рекомендательного характера, за исключением в случае регулирования в отношении оборонной продукции (работ, услуг) и продукции (работ, услуг) сведения о которой составляют государственную тайну. Если международ-ным договором РФ в сфере технического регулирования установлены иные правила, чем те, которые предусмотрены основным Федеральным законом, применяются правила международного договора, а в случае, если из международного договора следует, что для его применения требуется издания внутригосударственного акта, применяются правила международного договора и принятия на его основе законодательство РФ (см. приложение 1).

Для усиления роли стандартизации в научно-техническом прогрессе, повышении качества продукции и экономичности ее производства разрабо-тана Российская национальная система стандартизации (РНСС). Основу РНСС составляет Государственная система стандартизации (ГОСТ Р 1.0 – 92.

ГСС РФ. Основные положения; ГОСТ 1.5 – 2002. ГСС РФ. Стандарты. Общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению; ГОСТ Р 1.8 – 2002. ГСС РФ. Стандарты междугосударствен-ные. Правила разработки, применения, обновления и прекращения в части работ, осуществляемых в Российской Федерации; ГОСТ Р 1.9 – 95. ГСС РФ. Порядок маркировки продукции и услуг знаком соответствия государственным стандартам; ГОСТ Р 1.12 – 99. ГСС РФ. Термины и определения. и др.) с изменениями в свете Федерального закона «О техническом регулировании». РНСС устанавливает правовые основы стандартизации в РФ, для всех органов управления, а также предприятий и предпринимателей, общественных объединений, и определяет меры государственной защиты интересов потребителей и государства посредством разработки и применения нормативных документов по стандартизации.

Стандартизация по определению ИСО/МЭК – это установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условий эксплуатации (использования) и требований безопасности.

Согласно Федеральному закону «О техническом регулировании» стан-датизация осуществляется в целях: повышение уровня безопасности жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, экологической безопас-ности, безопасности жизни или здоровья животных и растений и содействия соблюдению требований технических регламентов; повышение уровня безо-пасности объектов с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуации природного и технического характеров; обеспечение научно-технического прогресса; повышение конкурентноспособности продукции, работ и услуг; рационального использования ресурсов; технической и информационной совместимости; сопоставимости результатов исследований (испытаний) и измерений, технических и экономико-статистических данных; взаимозаменя-емости продукции. Стандартизация руководствуется следующими принципа-ми: добровольного применения стандартов; максимального учета при разра-ботки стандартов законных интересов заинтересованных лиц; примене-ние международного стандарта как основы разработки национального стандарта за исключением случаев если такое применение признано невозможным в следствия несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям РФ, техническим и (или) технологическим особенностям или по иным основаниям либо РФ в

соответствии с установленными процедурами выступала против принятия международного стандарта или отдельного его положения; недопустимости создания препятствий производству и обращению продукции, выполнению работ и оказанию услуг в большей степени чем это минимально необходимо для выполнения целей стандартизации; недопустимости установления таких стандартов которые противоречат техническим регламентам; обеспечение условий для единообразного применения стандартов.

Деятельность по стандартизации регламентируется нормативными документами . Нормативный документ по стандартизации – это документ, устанавливающий правила, принципы, нормы, характеристики, касающиеся объектов стандартизации, различных видов деятельности или их результатов, и доступный широкому кругу пользователей. Перечень основных нормативных документов по стандартизации приведен на рис.1.1.1.

Международные стандарты разрабатывает и выпускает международная организация по стандартизации. На основе международных стандартов создаются национальные стандарты, их используют также для международных экономических связей. Основная цель этих стандартов – содействовать благоприятному развитию стандартизации в мире, чтобы облегчить международный обмен товарами и развивать взаимное сотрудничество в области интеллектуальной, научной, технической и экономической деятельности.

Международные, а также национальные зарубежные стандарты вводятся в Российской Федерации через принятие государственного стандарта или технических регламентов.

Международные стандарты широко используются в мире, их число в настоящее время превышает 12 тыс., причем ежегодно принимаются или пересматриваются около тысячи стандартов. Они не являются обязательными для применения странами-членами международной организации по стандартизации. Решение об их применении связано со степенью участия конкретной страны в международном разделении труда и состоянием ее внешней торговли. В России в настоящее время идет активный процесс внедрения международных стандартов в национальную систему стандартизации.

На рис. 1.1.2 приведен перечень международных организаций по стандар-тизации.

Рис. 1.1.1. Перечень основных нормативных документов по стандартизации

Нормативные документы

СТП – стандарт предприятий и организаций.

Рис. 1.1.1. Окончание

Рис. 1.1..2. Международные организации по стандартизации

Рабочее задание. Изучить основные правовые документы по стандарти-зации (Федеральный закон «О техническом регулировании, см. прил.1), категории и виды нормативных документов по стандартизации. Ознакоми-

ться с понятием «международные стандарты» и с деятельностью междунаро-дных организаций по стандартизации.

Практические задания . Ответить на вопросы:

понятие стандартизации.

цели стандартизации.

российская национальная система стандартизации.

определение стандарта.

международная стандартизация.

международные органы по стандартизации.

Определить правильные ответы тест-контроля.

1. Назовите нормативный документ по правовым основам стандартизации Российской Федерации:

«Закон О техническом регулировании»;

«Закон Об обеспечении единства измерений»;

«Международные акты»;

«Нормативно-технические документы по стандартизации».

2. Каков характер требований технических регламентов:

обязательные лишь отдельные из них;

они обязательные для применения;

3. Укажите головную международную организацию в области стандартизации:

Международная электротехническая комисия (МЭК);

Эвропейский комитет по стандартизации (СЕН);

Международная организация по стандартизации (ИСО).

4. Что называется стандартом:

документ, в котором в целях добровольного многократного использо-вания устанавливают характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг;

это плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм и требований к объекту стандартизации.

5. Что называют техническим регламентом:

документ указывающий только технические требования к объекту стандартизации;

нормативный документ, разрабатываемый на конкретные производст-венные процессы и их элементы, связанные с решением задач организации и управления работами по стандартизации, метрологии, сертификации, аккре-дитации, лицензированию, государственному контролю и надзору за соблю-дением обязательных требований технических регламентов, государственных и международных стандартов.

это плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм и требований к объекту стандартизации.