Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный институт электронной техники

(технический университет)

__________________________________________________________________

В.З.Гребенкин, А.А.Дегтярев, В.А.Летягин,

О.В.Панкратов, А.И.Погалов, Е.А.Сахаров

МЕТРОЛОГИЯ.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Лабораторный практикум

Под редакцией доцента А.А.Дегтярева

Утверждено редакционно-издательским советом института

Москва 2007

- 2 -

Содержание

Стр.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ..…………………………………………………..

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ……………………………………………………...

Лабораторная работа № 1. Поверка штангенциркуля ………………………...

Лабораторная работа № 2. Калибровка микрометра ………………………….

Лабораторная работа № 3. Метрологическая аттестация манометра ………..

Лабораторная работа № 4. Исключение систематической составляющей

погрешности при измерении электрических величин ……………..

Лабораторная работа № 5. Статистический контроль партии деталей ………

Лабораторная работа № 6. Определение функции преобразования

тензометрического измерительного преобразователя ……………..

Лабораторная работа № 7. Контроль линейных размеров ……………………

Лабораторная работа № 8. Определение действительного значения

зазора в посадке ………………………………………………………

Лабораторная работа № 9. Измерение погрешностей формы и

расположения поверхностей …………………………………….......

Лабораторная работа № 10. Измерение отклонения от круглости и

параметров волнистости поверхности вращения …………….........

Лабораторная работа № 11. Измерение параметров шероховатости ………..

Лабораторная работа №12. Измерение толщины полупроводниковой

пластины и тонкой пленки …………………………………………..

Лабораторная работа №13. Контроль размеров и расположения

элементов интегральной микросхемы ………………………….......

Лабораторная работа №14. Элементный контроль резьбы ………………….

Лабораторная работа №15. Контроль точности зубчатого колеса ……….....

Лабораторная работа №16. Оценка микротвердости поверхности …………

- 3 -

Теоретическая часть

1.1 Термины и определения

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их

единства и способах достижения требуемой точности. Наблюдение – экспериментальная операция в процедуре измерения, в результате которой получают одно значение величины (отсчет) – результат наблюдения, который подлежит обработке для получения результата измерения.

Измерение – процедура сравнения конкретного проявления измеряемого свойства со шкалой измерений этого свойства с целью получения результата измерения.

Измерение с однократным наблюдением базируется на данных одного наблюдения; с целью повышения надежности результата измерения (исключения выбросов) иногда делают 2 или 3 наблюдения и за результат измерения принимают среднее арифметическое значение результатов этих наблюдений.

Измерение с многократными наблюдениями базируется на результатах не менее четырех наблюдений; для получения результата измерения и характеристики случайной составляющей погрешности этого результата выполняют статистическую обработку ряда результатов наблюдений.

Истинное значение величины – значение величины, которое идеальным образом отражает измеряемое свойство, характеризуемое количественными различиями.

Действительное значение величины – полученное экспериментальным путем значение величины, настолько близкое к ее истинному значению, что может быть использовано вместо него для цели конкретного измерения.

Единица измерения – величина фиксированного размера, для которой условно принято числовое значение, равное 1 (единице).

Результат измерения – оценка качественного свойства или значение величины, полученные путем измерения.

Точность – степень близости результата измерения к опорному (истинному, действительному) значению; количественно характеризуется погрешностью. Точность результата измерения количественно характеризуется его погрешностью.

- 4 -

1.2 Погрешности измерения

Погрешность результата измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. На практике

погрешность заменяется ее приближенной оценкой, равной отклонению результата измерения от действительного значения величины.

Различают следующие виды погрешностей измерения и их составляющих:

. абсолютная погрешность ΔX, равная разности между результатом измерения X_И и действительным значением Q измеряемой величины:

ΔX = X_И – Q ; абсолютная погрешность – величина алгебраическая, ее размерность равна размерности измеряемой величины;

. относительная погрешность , которая равна отношению абсолютной погрешности к значению измеряемой величины: δ = Δ X / Q; относительная погрешность имеет знак («плюс» или «минус»), она безразмерна;

· приведенная погрешность средства измерений есть отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению измеряемой величины: γ = ΔX / Q_Н;

. систематическая погрешность – составляющая погрешности измерения, остающаяся неизменной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях величины в одних и тех же условиях;

. случайная погрешность – составляющая погрешности измерения, изменяющаяся непредсказуемым образом при повторных измерениях величины в одних и тех же условиях;

. выброс (грубая погрешность, промах) – аномальная по величине случайная погрешность отдельного наблюдения, которая приводит к явному искажению результата измерения; выброс должен быть обнаружен и исключен при определении результата измерения;

. методическая погрешность – составляющая погрешности измерения, обусловленная влиянием способа применения средства измерений и алгоритма, по которому производится вычисление результата измерения;

. инструментальная погрешность – составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерений;

. субъективная (личная) погрешность обусловлена, в частности, погрешностью отсчета оператором показания по шкале средства измерений;

. дополнительная погрешность – составляющая погрешности измерения, обусловленная отклонением реальных условий измерения от нормальных условий (температура окружающей среды 20 ⁰С, атмосферное давление 1,013^.10⁵ Па, относительная влажность воздуха 58 %, ускорение свободного падения 9,8 м/с², отсутствие влияния внешних сил, отсутствие движения внешней среды и т.п.).

- 5 -

Поправка – алгебраическая величина, которую следует прибавить к показанию средства измерений, чтобы результат измерения стал более близким к действительному значению измеряемой величины. Поправка

численно равна погрешности, взятой с обратным знаком. Результат измерения, учитывающий поправку, называют исправленным.