Вопросы для самопроверки:

0. Каковы причины возникновения отклонений от правильной геометрической формы поверхности деталей?

1. Перечислите отклонения формы поверхностей. Дайте определения.

2. Как называются отклонения от правильного расположения поверхностей и осей?

3. Что называется радиальным и торцевым биением? Как проводится их проверка?

4. Как указываются допуски формы и расположения на чертежах.

6.Какими факторами определяется шероховатость поверхности?

7. Где будет более полная оценка шероховатости (R_z или R_a)?

8. Как читаются обозначения шероховатости 1,25 10, помещенные в правом верхнем углу чертежа?

9. В каких единицах проставляется величина шероховатости на чертежах?

Тема 1.5 Метрология и основы технических измерений

Студент должен:

иметь представление:

- о современной метрологии и приоритетных её направлениях;

знать:

- средства измерения;

- погрешности измерения;

уметь:

- рассчитывать погрешность измерения, выбирать средства измерения.

Триада приоритетных составляющих метрологии. Задачи метрологии. Нормативно-правовая основа метрологического обеспечения точности. Международная система единиц. Единство измерений и единообразие средств измерений. Метрологический контроль и надзор. Международные организации по метрологии. Основные термины и определение. Средства измерения. Принципы проектирования средств технических измерений и контроля. Выбор средств измерений и контроля. Методы и погрешность измерения. Универсальные средства технических измерений. Автоматизация процессов измерения и контроля.

Методические указания

При изучении этой темы студент должен знать определения метрологии и ее роль в научно-техническом прогрессе.

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Практически нет ни одной области человеческой деятельности, где бы не требовались измерения. Для улучшения качества продукции необходимо увеличение количества и повышение качества измерений.

Студенту необходимо внимательно ознакомиться с ГОСТ 16263-70 “Метрология. Термины и определения”, где даются основные понятия “измерение”, “погрешность”, “поверка”, “эталон”, “рабочее средство измерений” и.т.д.

Студенту надо уяснить сущность применяемых методов измерения.

Под методом измерений понимают совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Существуют прямые и косвенные методы измерений.

Прямое измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (например - измерение температуры термометром, или длины с помощью линейных мер).

Косвенное измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными прямыми измерениями. Например: при нахождении площади круга надо измерить величину - диаметр и вычислить по формуле D² /4.

Способ нахождения искомой величины определяется термином “метод измерения”. Основные методы измерения: метод непосредственной оценки, метод сравнения с мерой, методы нулевой, дифференциальный, метод замещения.

Основными характеристиками качества измерений являются: точность, правильность, сходимость и воспроизводимость измерений.

Точность измерений - качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Правильность измерений - это качество измерений, отражающее близость к “О” систематических погрешностей в их результатах.

Сходимость измерений - это качество измерений, отражающее близость результатов измерений, выполняемых в различных условиях.

При изучении этой темы надо твердо усвоить основные метрологические показатели измерительных средств: цену и интервал деления шкалы, точность отсчета, пределы измерения.

Значение физической величины определяется опытным путем, поэтому они содержат погрешности измерений. В связи с этим различают истинное и действительное значение измеряемой величины. Истинное значение - это предел, к которому приближается значение величины с повышением точности измерений.

Действительное значение - это значение величины, найденное с допустимой для определенной цели погрешности.

Погрешность измерений - это отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины.

Абсолютная погрешность - погрешность измерения, выражаемая в единицах измеряемой величины:

X=Xизм.-Xист,

(11)

где X_изм. - значение, полученное при измерении;

X_ист. - истинное значение измеряемой величины.

Относительная погрешность измерения - это отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины.

Погрешности измерений подразделяют на систематические, случайные и грубые.

Систематическая погрешность - составляющая погрешности измерения, оставшаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.

Например: погрешность от несоответствия действительного значения и меры, с помощью которой производят измерения, ее номинальному значению; погрешность вследствие постепенного уменьшения силы рабочего тока ы цепи электроизмерительного потенциометра.

Случайная погрешность - составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Грубая погрешность (промах) - погрешность измерения, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях погрешность.

Физическая величина - свойство общее в качественном отношении многим физическим объектам, явлениям, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Например: длина, масса, температура. Система физических величин - совокупность физических величин, связанных между собой зависимостями.

Основная физическая величина - физическая величина, входящая в систему и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы. Пример: длина, масса, время в механике.

Производная физическая величина - физическая величина, входящая в систему и определяемая по уровненную, связывающему ее с основными единицами этой системы. Например: м² - единица площади, м*кг*с² - единица силы.

Студенты должны ознакомиться с системами единиц МКС, МКГСС, применяющимися ранее и изучить систему СИ, применяемую в настоящее время. В системе СИ принято семь основных единиц: метр (м) - длина, килограмм (кг) - масса, секунда (с) - время, ампер (А) - сила тока, кельвин (К) - термодинамическая температура, кандела (кд) - сила света, моль (моль)- количество вещества, а так же две дополнительные : радиан (рад) - плоский угол, стерадиан (ср) - телесный угол.

К производным единицам системы относятся, например: площадь (м²), скорость (м/с), плотность электрического тока (А/м²). Некоторым производным единицам даны названия в честь великих ученых : Ньютон, Паскаль, Кулон, Ом и др.

Размеры единиц СИ на практике всегда удобны. Поэтому пользуются кратными и дольными единицами, образуемыми умножением исходной единицы на число 10, возведенное в положительную или отрицательную степень. Для образования наименований этих единиц используются приставки. Например: 10³ *1м=1 миллиметр.

Достоинством системы СИ является универсальность, унификация единиц всех областей измерений.

Надо понимать, что точность параметров основных и дополнительных физических величин зависит от точности их воспроизведения, т.е. эталонов этих величин. Студент должен знать нормирование точности физических величин, характеризующих продукт отрасли.

Литература [ 4, с. 495-505; 7, 8, с.66-83; 38]