Назовите типы калибров и укажите порядок расчета их исполнительных разме­ров.

Глава 6

Нормативно-правовой основой метрологического обеспечения точ­ности измерений является Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Основные нормативные документы ГСИ

• государственные стандарты.

Принята Международная система единиц (СИ), на основе которой для обязательного применения разработан ГОСТ 8.417—81.

Главными единицами физических величин в СИ являются семь ос­новных единиц и свыше 50 производных, имеющих специальные на­звания. Основные единицы: метр — м (длина), килограмм — кг (мас­са), секунда — с (время), ампер — А (сила тока), кельвин — К (тер­модинамическая температура), моль (количество вещества) и кандела

• кд (сила света). В этой системе, например, единица силы является производной; она называется ньютон — Ни равна приблизительно 0,102 килограмм-сила.

Кратные и дольние единицы образуются умножением на степень числа 10. Им присвоены определенные названия и обозначения; мега

• М (10⁶), кило — к (Ю³), милли — м (10~³), микро — мк (10^-6) и др.

Для воспроизведения и хранения единиц величин применяются

эталоны, официально утверждаемые в качестве исходных для страны.

Для метра введен световой эталон: 1650763,73 длин волн в вакуу­ме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2р\о и 5d₅ атома Криптона — 86. Энергетические уровни 2рю и 5ds (термин по Меггерсу) соответствуют оранжевой линии спектра излучения изотопа криптона Кг⁸⁶.

Световой эталон воспроизводится на эталонной установке с по­грешностью порядка 1 • 10~⁹ м, на два порядка меньшей, чем погреш­ность воспроизведения метра посредством государственного штрихо­вого эталона метра, представляющего собой платиново-иридиевый стержень Х-образного сечения. Еще большей точностью воспроизве­дения будет обладать эталон метра как расстояние, проходимое све­том за определенный отрезок времена. Вводится новое определение эталона длины, воспроизводимое от лазерного излучения.

Единство измерений поддерживают путем передачи единиц вели­чин от элемента к рабочим средствам измерений, осуществляемой по ступенькам образцовых мер и измерительных приборов, как это пока­зано на принципиальной поверочной схеме (рис. 6.1). Точность ука­занных мер понижается от ступеньки к ступеньке в 2—4 раза.

Средства измерений (СИ) в соответствии с поверочной схемой пе­риодически подвергаются поверке, которая заключается в определе­нии метрологическим органом погрешности средств измерений А_сризм и установлении его пригодности к применению при условии Л < Л .

ср изм д

Государственные эталоны

точного преобразования в процессе контроля, так и окончательным этапом получения информации при испытаниях.

Технический контроль (ТК) — проверка соответствия объек­та установленному техническому условию (ТУ). ТК с совокупностью основных элементов (объект, средство контроля, исполнитель, норма­тивная документация) функционирует как единая система техническо­го контроля (СТК). Выполнение функции СТК сводится к осуществле­нию двух основных этапов:

1. получение информации о фактическом состоянии некоторого объекта, о признаках и показателях его свойств. Эту информацию можно назвать первичной, получаемой измерением;

2. составление первичной информации с заранее установленными требованиями, нормами, критериями, т. е. обнаружение соответствия или несоответствия фактических данных требуемым (ожидаемым). Информа­цию о рассогласовании (расхождении) фактических и требуемых данных можно назвать вторичной, находящуюся в сфере технического контроля.

В ряде случаев граница во времени между первым и вторым этапа­ми неразличима. В таких случаях первый этап может быть выражен не­четко или может практически не наблюдаться. Характерным примером является контроль размера калибром, сводящийся к операции сопостав­ления фактического и предельного допускаемого значения размера.

Выполнение функций СТК и управления технологическими про­цессами в современном машиностроении непрерывно связано с реше­нием проблемы автоматизации производства.

Испытания — экспериментальное определение количественных и качественных характеристик свойств объекта испытаний к результа­там воздействия на него, при его функционировании, при моделирова­нии объекта и воздействий. К числу воздействий, используемых с це­лью проведения испытаний, можно отнести факторы внешней среды, а также воздействия, возникающие внутри объекта. Осуществление воздействий при испытаниях в отличие от контроля имеет целью опре­деление характера и степени изменений объекта испытаний, возникаю­щих в связи с этими воздействиями. По виду воздействия различают испытания: радиационные, электромагнитные, магнитные, биологиче­ские, климатические, химические, механические, пневматические. Раз­новидность испытания, проводимого для контроля качества объекта, называют контрольным испытанием.

Техническое диагностирование — процесс опре­деления технического состояния объекта диагностирования с определен­ной точностью (по ГОСТ 20911—75). Результатом диагностирования (технического диагноза) является заключение о техническом состоянии объекта с указанием, при необходимости, места вида и причин дефекта.

1 6.3. Стандартизация в системе технического контроля и измерения

Основными объектами стандартизации СТК и измерения являются: общие положения, методология, технические средства, организация и управление. Причем в каждом объекте предусматриваются стандар­ты на терминологию, классификацию, отдельные элементы, отдельные системы и подсистемы. Вид стандартов «Общие положения» необхо­дим для увязки стандартов и методических материалов по СТК. В со­став стандартов этого класса входят документы на основные термины и определения СТК, стандарты и методики по проектированию общего характера, экономическая эффективность СТК, формы документов.

Вид стандартов «Организация и управление» необходим для обес­печения наиболее экономичных форм организации СТК. В состав стандартов этого направления входят документы на термины и опреде­ления по организации и управлению СТК, классификации СТК и ее элементов, стандарты ЕСТПП по разделу «Технический контроль», а также стандарты на организационные формы СТК, структуру функ­ционирования и управления, методы и процессы управления СТК. В этот же класс входят стандарты информационного и математическо­го обеспечения, которые разрабатываются и предназначены для авто­матизированных систем технического контроля. Математическое обес­печение СТК будет включать программы и алгоритмы задач СТК.

Вид стандартов «Метрология» необходим для оснащения СТК ти­повыми методами и процессами контроля на базе статистического й неразрушающего контроля. Стандарты на классификацию и терми­нологию должны охватывать объекты, методы, процессы и операции технического контроля, а также номенклатуру контролируемых пара­метров. Стандарты методик измерения Государственной системы обес­печения единства измерений должны быть использованы при стандар­тизации методов и процессов технического контроля.

Вид стандартов «Технические средства» необходим для установле­ния требований к средствам контроля и их элементам, используемым материалам и комплексам взаимосвязанных технических средств и си­стем. Стандарты на терминологию, классификацию и номенклатуру технических средств должны охватывать универсальные контрольные Инструменты и приборы, специальные контрольные приспособления и оборудование, а также контрольные образцы продукции, средства Механизации и автоматизации процессов технического контроля и ин- Женерно-технических работ, средства получения, передачи и обработ­ки информации в СТК, а также вспомогательное оборудование, инст­румент и материалы.

Вид стандартов «Основополагающие принципы контроля и измере­ния» необходим для соблюдения следующих принципов: стандартиза­ции, системности, оптимальности, динамичности, автоматизации, пре­емственности, адаптации и организации.

Принцип системности заключается в том, что при создании ТК процессы планирования, исследования и проектирования, изготов­ления, эксплуатации и ремонта рассматривают во взаимосвязи.

Взаимосвязь элементов в ТК должна быть однозначно описана и максимально формализована. К практическому решению всех задач ТК необходимо подходить с позиций системотехники (теории больших систем). При изучении связей между элементами и выделении элемен­тов ТК такой подход приводит к необходимости учитывать только ос­новные и наиболее устойчивые связи, что позволяет строить структу­ры элементов и связей в их строгой зависимости и переходить от рас­смотрения ТК к построению и изучению систем технического контро­ля (СТК).

При построении СТК с позиций системного подхода предусматри­вают:

структурное и функциональное описание системы и выявление всех основных элементов и связей между ними;

моделирование систем;

квантификацию системы (построение количественных зависимо­стей для связей и количественных характеристик элементов систем).

Принцип стандартизации состоит в том, что основные функ­ции, задачи и требования к системе СТК типизируются, унифицируют­ся и обеспечиваются государственными и отраслевыми стандартами и техническими условиями. Стандарты являются базой системы и обя­зательность их требований обеспечивает автоматизм в функционирова­нии системы. С помощью стандартов внедрение отдельных элементов системы выполняют одновременно во всех подразделениях промыш­ленного предприятия.

Принцип оптимальности предполагает, что каждый элемент СТК имеет оптимальный уровень, а сама система обеспечивает реше­ние поставленных задач при минимальных затратах на ее разработку и максимальном эффекте от ее функционирования.

Принцип динамичности заключается в том, что в СТК долж­на быть предусмотрена возможность ее непрерывного совершенствова­ния и развития с учетом требований технического прогресса. Принцип динамичности обеспечивается при создании СТК за счет открытой структуры, планомерного обновления ее подсистем и элементов.

Принцип автоматизации предусматривает максимальное ис- пользование средств вычислительной техники в системе технического

контроля, включая автоматизацию технологических процессов и опе­раций технического контроля, а также труда инженерно-технического и управленческого персонала.

Принцип преемственности применяют в каждой конкрет­ной разработке СТК; принцип состоит в максимальном использовании всех имеющихся возможностей (ресурсов) предприятия и передового опыта разработки СТК на предприятиях машиностроения и приборост­роения с учетом специфики производства и отрасли.

Принцип адаптации заключается в разработке и введении в СТК элементов, обеспечивающих быструю приспособляемость СТК и специфике объектов контроля в условиях периодически изменяю­щихся видов выпускаемой продукции.

Принципы организации технического контроля: соответствие контроля уровню техники, технологии и организации основных производственных процессов;

комплексность контроля (предполагает необходимость охвата кон­тролем всех элементов производственного процесса и всех факторов, определяющих качество продукции в ходе ее изготовления);

непрерывность (требует организации постоянного контроля на тех­нологических операциях изготовления продукции и ликвидации ка­ких-либо перерывов между операцией обработки и контроля);

параллельность в проведении операций ТК и операций обработки в целях сокращения времени на пролеживание изделий в ожидании контроля и сокращения длительности производственного цикла за счет уменьшения затрат времени на ТК;

совмещение производственных и контрольных функций или пере­дача ряда операций контроля под ответственность рабочих, мастеров и бригадиров;

профилактичность, т. е. предупреждение появления дефектных из­делий в процессе производства;

независимость органов контроля от производственных служб и подразделений;

организация бездефектного труда;

экономичность, основанная на минимизации затрат на контроль. На предприятиях, внедряющих системы управления качеством про­дукции, ведутся работы по стандартизации СТК и ее элементов с уче­том требований нормативной документации — ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП. При стандартизации системы технического контроля предусматривает­ся функционирование автоматических и автоматизированных СТК.

В настоящее время в системе технического контроля, измерений И испытаний действует более 3000 государственных стандартов.

4. Средства измерений

Где Гу_К — перемещение указателя (стрелки, луча света) или шкалы при Неподвижном указателе; 5_СТ — изменение измеряемой величины (пере­мещение измерительного стержня контактных приборов. _г Главным метрологическим (эксплуатационным) показателем прибо­ра, как и любого средства измерений, является его точность, количест­венно характеризуемая погрешностью Д. Рассеивание погрешности из­мерения зависит от цены деления функциональных шкал измеритель­ных приборов, поделенных на аналоговые и цифровые.

Аналоговые измерительные приборы рассматривают как устройст­во, отображающее множество возможных значений измеряемых вели­чин х в множестве элементов функциональной шкалы прибора. Значе­ния шкалы j наносятся в виде меток на отрезок дуги или прямой, а ре­

зультат измерения jc, определяется положением подвижного указателя относительно шкалы. Множество классов эквивалентности измерений определяется соотношениями (J. -А/)< х< (j) + Д/), где А/ равно поло­вине расстояния между соседними метками шкалы х\ и xi+\ (предпола­гается, что шкала равномерная).

При использовании цифровых измерительных приборов результат измерения получается в виде некоторого п — разрядного числа j е у, которое соответствует измеряемой величине jc, заключенной в интер­вале Ц -0,5)< х< (/, +0,5). Множество возможных значений х разби­вается на 10^я классов эквивалентности, каждый из которых характе­ризуется соответствующим ему образом /, из множества чисел (0, 1, 2, 10").

Принципы проектирования средств технических измерений и контроля. Принцип Тэйлора. При наличии погрешностей фор­мы и расположения геометрических элементов сложных деталей в со­ответствии с принципом Тэйлора надежное определение соответствия размеров всего профиля предписанным предельным значениям воз­можно лишь в том случае, если определяются значения проходного и непроходного пределов (ГОСТ 45346—82). Следовательно, любое изделие должно быть проконтролировано по крайней мере дважды, точнее, по двум схемам контроля: с помощью проходного и непроход­ного калибров по действительным значениям наибольшего и наимень­шего размеров.

На определение качественного состояния деталей могут влиять геометрические отклонения: отклонение от круглости, непараллель- ность торцов, несоосность поверхностей, отклонение шага и угла про­филя резьбы и др. Взаимодействие измерительного средства с контро­лируемым объектом может быть точечным (сферический наконечник), линейным (плоские профильные шаблоны) и поверхностным (калиб­ры-пробки). Большинство универсальных и специальных средств изме­рения имеют точечный контакт с контролируемым изделием и осуще­ствляют локальный контроль размеров в одном или нескольких сече­ниях. Такой контроль не гарантирует попадания бракованных изделий в годные. Контроль значительно усложняется, если к недопустимости попадания в годные бракованных изделий по непроходному пределу предъявляются повышенные требования. В этих случаях либо исполь­зуют двух- или трехкоординатные машины, либо применяют устройст­ва, обеспечивающие последовательный непрерывный контроль с за­данным шагом текущего размера детали.

Методы, основанные на использовании линейного и поверхностно­го контактов средств контроля с поверхностью детали, обеспечивают

высокую производительность и универсальность используемых средств измерения, но позволяют надежно отбраковывать детали лишь по проходному пределу. Часто выбор этих методов контроля обуслов­лен видом технологического процесса, обеспечивающего незначитель­ные погрешности формы и взаимного положения поверхностей.

Принцип Аббе. Рассматривая процесс сравнения контролируе­мых и образцовых штриховых мер на продольных и поперечных ком­параторах, сформулирован принцип, в соответствии с которым мини­мальные погрешности измерения возникают, если контролируемый геометрический элемент и элемент сравнения находятся на одной ли­нии — линии измерения. Принцип Аббе справедлив для поступатель­но перемещающихся звеньев. Его широко используют при выборе схем и конструирования средств измерения, при проектировании стан­ков и т. п. Однако последовательное расположение контролируемого и образцового элемента на одной линии приводят к увеличению габа­ритов измерительных средств, поэтому в ряде случаев применяют па­раллельное расположение сравнительных элементов, но и тогда необ­ходимо соблюдать условия, при которых погрешности измерения ми­нимальны.

Принцип инверсии. Принцип инверсии основывается на суще­ствовании преемственности между тремя последовательными процес­сами, в которых участвует деталь: обработки, контроля, эксплуатации. Хотя при расчете погрешностей механизма и самой детали главное эначение имеет эксплуатация, тем не менее анализ точности детали не­возможен без совместного последовательного изучения всех фаз про­хождения детали.

Из принципа инверсии (обращений) следует, что для определения Погрешностей схема измерения должна соответствовать кинематиче­ской схеме формообразования, а также схеме функционирования дета­ли, откуда вытекает условие правильности измерения.

Измерение считается правильным, если:

* траектория движения при измерении будет соответствовать траек­тории движения при формообразовании;

линия действия при измерении будет совпадать с линией действия При работе механизма (принцип Аббе);

базы измерения будут совпадать с конструкторской и технологиче­ской базами (правило единства баз).

Принцип инверсии применим почти при всяком измерении дета­лей, при котором осуществляется непрерывное перемещение измери­тельного наконечника прибора по поверхности детали. Наконечник

при этом образует с контролируемой деталью кинематическую пару. Непрерывное относительное перемещение элементов пары в процессе контроля совершается со сравнительно малыми скоростями и ускоре­ниями.

В тех случаях, когда принцип инверсии не может быть осуществ­лен полностью, следует установить, какой из показателей качества должен быть обеспечен в результате контроля и положить его в осно­ву схемы измерения.

Выбор средств измерения и контроля. По ГОСТ 14.306—73 выбор средств измерения и контроля основывается на обеспечении заданных показателей процесса технического контроля (ТК) и анализе затрат на реализацию процесса контроля. К обязательным показателям процесса контроля относят точность измерения, достоверность, трудоемкость, стоимость контроля. В качестве дополнительных показателей контроля используют объем, полноту, периодичность, продолжительность.

При выборе средств измерения точность средств измерений должна быть достаточно высокой по сравнению с заданной точностью выпол­нения измеряемого размера, а трудоемкость измерения и их стоимость должны быть возможно более низкими, обеспечивающими наиболее высокие производительность труда и экономичность.

Недостаточная точность измерений приводит к тому, что часть год­ной продукции бракуют, в то же время по той же причине другую часть фактически негодной продукции принимают как годную.

Излишняя точность измерений, как правило, бывает связана с по­вышением трудоемкости и стоимости контроля качества продукции и, следовательно, ведет к удорожанию производства и ограничению вы­пуска продукции.

Средства линейных измерений СЛИ и контроля СЛК подразделяют на контактные (К) и бесконтактные (£), автоматические (А) и неавто­матические (//).

В измерительный прибор для линейных измерений входят измери­тельная и установочная база, а также измерительный преобразователь с отсчетным устройством. Съемный измерительный преобразователь с встроенным отсчетным устройством обычно называют измеритель­ной головкой. При этом средства автоматических измерений могут иметь адаптирующийся цифровой отсчет (АЦО), самопишущий (СПВ) или цифропечатающий выход (.ЦПВ). Средства автоматического конт­роля делят на измерительные контрольные (ИКА), измерительные кон­трольно-сортировочные (ИКСА) автоматы (полуавтоматы) и средства активного (управляющего) размерного контроля (САРК) (рис. 6.3).

Неавтоматические сред- ства измерения различаются типом отсчетного устройст- ва (штриховое, цифровое, стрелочное и световое). Тип отсчетного устройства зави- сит от конструкции измери- тельного средства. Стрелоч- ный отсчет (СО) применяет- ся в механических системах (индикаторы, пружинные измерительные головки) и в ряде измерительных преобразователей. Световой отсчетный индекс (СИ), по- зволяющий исключить по- грешности параллакса, ис-

пользуют в оптико-механических приборах (оптиметры, оптикаторы, интерферометры контактные и т. п.). Оптические приборы выпускают с окулярным и экранным визированием и отсчетом. Последние меньше утомляют глаза оператора и способствуют повышению точности и производительности измерений. Отсчетные шкалы приборов и изме- рительных головок могут быть линейными, угловыми и круговыми. На каждой шкале имеются штрихи и числовые отметки. В ряде случаев используют измерительные и контрольные устройства с дистанцион- ным отсчетом, когда входной (чувствительный) элемент измеритель- ной системы и отсчетное устройство связаны мобильным соединяю- щим звеном и когда они находятся на значительном расстоянии друг от друга. При этом измерительный (контрольный) прибор (КП) обяза- тельно имеет измерительный преобразователь (Я/7). Контрольные средства используют и без преобразователя, например жесткие калиб- ры (ЖК) и автоматы с клиновой щелью для сортировки тел качения.

Средства измерения и контроля могут быть одномерными (измеря­ют и контролируют одну величину) и многомерными (измеряют и кон­тролируют несколько размеров изделия). При этом контактные средст­ва менее чувствительны к помехам на входе измерительной системы, Чем бесконтактные.

Все средства измерений в соответствии с их назначением можно разделить на универсальные и специализированные. При этом конк­ретные универсальные средства имеют предпочтительные области применения: для наружных и внутренних измерений, для измерения

отклонений формы поверхностей. Специализированные приборы име­ют весьма узкое назначение.

Основные средства автоматического измерения и контроля заклю­чаются в значительно большей производительности и объективности результата измерения; эти средства обычно являются более специали­зированными. Однако и в них предусматривается в ряде случаев воз­можность переналадки на различные размеры и даже на различные па­раметры измерения (контроль диаметров, длины, отклонений формы и расположения и т. п.).

Исходными при выборе средств измерения определенного назна­чения являются следующие положения: необходимая производитель­ность (на этой основе выбирают автоматические или неавтоматиче­ские, универсальные или специализированные средства измерений); допускаемая погрешность измерения; предел измерения в зависимо­сти от контролируемого допуска; механические характеристики изме­ряемой детали (габаритные размеры, масса, твердость материала, же­сткость конструкции, кривизна и шероховатость поверхности, дос­тупность контролируемой поверхности), возможные условия эксплуа­тации.

Автоматы, разделяющие детали на годные и на один или два вида брака, следует выбирать в ограниченных случаях: при недостаточной точности технологического процесса; при неустойчивом технологиче­ском процессе, практически не поддающемся регулированию; при из­готовлении ответственных изделий; при приемке сборных изделий, у которых неудачное сочетание отклонений размеров деталей может привести к выходу одного из эксплуатационных показателей за преде­лы допускаемых значений, а повышение точности изготовления оказы­вается экономически нецелесообразным.

Автоматы для разделения годных деталей на размерные группы целесообразно использовать для решения задач селективной сборки.

Приборы активного контроля позволяют повысить производитель­ность труда, качество изделий и облегчить работу станочников. При­менение приборов активного контроля целесообразно при обработке партии деталей в количестве более 10 шт.

В большинстве случаев предпочтение отдается механизированным измерительным приспособлениям с целью выборочной проверки точ­ности процесса обработки. В последние годы стали использовать мно­гомерные измерительные приспособления, компонуемые из унифици­рованных элементов.

При линейных измерениях по известному уровню точности изде­лия выбирают значение коэффициента А_иш точности измерения (ГОСТ 8.051—81).

Квалитет ИСО

Автоматизация выбора средств измерения. Применение ЭВМ для выбора контрольно-измерительных приборов (КИП) значительно сокращает трудоемкость проектных работ. Алгоритм выбора КИП, в реализации которого участвуют технолог, метролог, математик и программист, сводится к следующим процедурам:

задаются исходные данные в виде номинальных размеров парамет­ров, градации точности (квалитеты, степени, классы точности), вид де­тали (вал, отверстия), к которому относится порядок погрешностей из­мерения;

рассчитывается допустимая погрешность измерения по формуле

у,_ а\

2(VK>r’

где /, а — единица и число единиц допуска соответственно;

рассчитываются предельные погрешности методов измерения на основе типажа КИП;

выдаются на печать коды КИП с указанием цены деления и допус­тимой разности температур параметра и КИП;

определяется допуск на параметр, допустимая погрешность изме­рения.

Оптимизация выбора КИП многокритериальная и производится на основе критериев: точностного, т. е. на основе расчета на ЭВМ по­грешностей измерения с учетом действующих факторов в конкрет­ных или типовых условиях измерения; стоимостного (прямая связь с ценой деления: меньше цена деления КИП — выше стоимость), вы­бирается КИП по наибольшей цене деления; эффективность примене­ния ЭВМ характеризуется объективностью и высокой производитель­ностью в условиях машинного проектирования операции техническо­го контроля.

Типизация КИП. Под типизацией КИП понимается обоснованное сведение многообразия избранных конструкций к небольшому числу. В основу классификации КИП положены естественные признаки объ­ектов контроля и измерения. Выделены КИП для контроля физиче­ских, геометрических и функциональных параметров изделий разного служебного назначения.

Классификация КИП дается по конструктивному, технологическо­му, метрологическому признакам и кодируется по уровням системы контроля. Классификация по метрологическому признаку предусмат­ривает выбор конкретного прибора и устанавливает:

соответствие точности прибора техническим условиям чертежа; возможность использования прибора для определения габаритных размеров контролируемой детали;

производительность прибора;

наличие требуемого типа прибора на предприятии или возмож­ность его заказа;

возможность загрузки прибора на данной контрольной операции или аналогичных операциях.

Необходимым условием выбора измерительного прибора является точностной критерий, при контроле А _м < t, где А _м — погрешность из­мерения данным прибором; t — предельно допустимая погрешность измерения.

4. Методы и погрешность измерения

Методы измерения. При измерениях используют разнообразные методы (ГОСТ 16263—70), представляющие собой совокупность прие­мов использования различных физических принципов и средств. Измерения подразделяются на шесть методов: прямые (искомое значение — непосредственно из опытных дан­ных);

косвенные (на основании зависимости между искомой и полу­ченной при прямом измерении величинами);

совокупные (одновременные измерения одноименных величин, среди которых есть известные);

совместные (одновременные измерения неодноименных вели­чин для нахождения зависимости между ними);

абсолютные (прямые измерения основных величин и с исполь­зованием физических констант);

относительные (по отношению к одноименной величине, при­нимаемой за исходную).

Каждый из методов измерений подразделяют на семь внутренних видов.

При измерительном контроле линейных и угловых величин приме­няют главным образом прямые измерения, реже встречаются относи­тельные и косвенные измерения.

При измерительном контроле линейных и угловых размеров в про­мышленности используют в основном методы непосредственной оцен­ки и сравнения с мерой, причем последний доминирует при точных измерениях сравнительно больших размеров. Для грубых измерений используют штангенинструменты, работающие по методу совпадений. Дифференциальным методом пользуются при проверке и аттестации образцовых мер длины.

Для повышения точности измерений измеряемый размер детали стремятся расположить последовательно на одной прямой с измеряю­щим элементом прибора и шкалой, предназначенной для отсчетов (принцип Аббе).

Погрешность измерения. Способы выражения погрешно­стей измерения. Разработаны рекомендации МКМВ, на основе ко­торых с участием представителей ИСО, МЭК, МОЗМ опубликован до­кумент «Руководство для выражения неопределенности в измерениях. Термины и определения», предназначенный для использования в прак­тике метрологических служб. Понятиям погрешность измерения и не­определенность измерений Руководством дано толкование.

Под погрешностью измерения как характеристикой точно­сти подразумевают отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Точность измерения — свойство каче­ства измерения, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Количественно точность измерения может быть выражена величиной, обратной погрешности измерения, которую называют мерой точности.

Неопределенность измерений — это параметр, характери­зующий рассеяние результатов измерений в серии вследствие влияния случайных и неисключенных систематических погрешностей в виде оценок средней квадратической погрешности измерений или довери­тельных границ погрешности измерений.

Известно, что процесс измерений, в результате которого получают информацию о значениях измеряемых физических величин (измери­тельная информация), является процессом информационным. Обработ­ка результатов измерений проводится с использованием аппарата тео­рии вероятностей и математической статистики, положений теории ин­формации, при этом погрешности подразделяются на случайные и сис­тематические. Совокупность возможных сведений о множестве значе­ний физических величин х\₉ х_2у ..., x_s уподобляют полю случайного со­бытия Е с различными элементарными возможными исходными Ей Е₂, Е_Я9 имеющими соответственно вероятности р\, р_2у ..., p_s. Мерой неопределенности измерений этого поля дискретных величин служит энтропия

■V

Н(р_и рг, .... = ^loSiA-

ы

Мерой неопределенности поля для непрерывных величин ^с Pi ~ Ф (*<) служит энтропия 194

+00

Величина Н(Х) = I(X, X) = log₂(l / р,) носит название энтро­пия случайной величины X. Понятие энтропии относится к числу ос­новных понятий теории информации. Количество информации и энт­ропии связано соотношением

I(X, Y) = H(X) + H(Y)-H(X, Y), где Н(Х, У) — энтропия пары (X,, Y) т. е.

Н(Х,У) = ^\о_ё2(\/р_и).

Величина энтропии указывает среднее число двоичных знаков, не­обходимое для различия (или записи) возможных значений случайной величины. Это обстоятельство позволяет понять роль количества ин­формации при хранении ее в запоминающих устройствах измеритель­ных систем. Если случайные величины X и У независимы, то для запи­си значения X требуется в среднем Н(Х) двоичных знаков, для значе­ния Y требуется H(Y) двоичных знаков, а для пары (X, Y) требуется Н(Х) + H(Y) двоичных знаков. Если же случайные величины X и Y за­висимы, то среднее число двоичных знаков, необходимое для записи пары (X, Y), оказывается меньшим суммы Н(Х) + H{Y), так как

Н{Х; Y) = H{X) + H(Y)-I{X, ?).

Основной информационной характеристикой измерительных сис­тем является пропускная способность (или емкость информации). К ее определению вводится плотность р (jc, у) величин X и Y

ИХ, Y)= JJrf*, >)log,

где р и q — плотности вероятности X и Y соответственно. При энтро­пии Н(Х) и H(Y) не существуют, но формула имеет вид

1{Х, Y) = h(X) + h(Y)-h(X, Y), где h(X)= J р(х) log ₂ ^ dx; h (У) и Л (АТ) — дифференциальная энт­ропия.

Вероятностный подход к измерениям, используемый в теории ин­формации, позволяет также интерпретировать результат любого изме­рения на основе доверительных интервалов.

Искомое истинное значение измеряемой величины А о после исклю­чения из среднего значения х повторных результатов п наблюдений систематической погрешности измерений А_с охватывается доверитель­ным интервалом. Его границы получают поочередным алгебраическим

сложением исправленного среднего результата А=х-А_с с отрица­тельным и положительным значениями полуширины (о_и /2 поля рас­сеивания погрешностей измерений, поделенной на корень квадратный из числа п повторных наблюдений, т. е. доверительный интервал А₀ имеет вид

(А -со_и /24п\А +ю„ /2Vw). (6.1)

Результаты измерения представляют в виде

А = А; А от А_н =-со_м /24п до A_b =со_м /2л/и.

Доверительная вероятность определяется при нормальном распре­делении погрешности измерений и полуширине поля co_w / 2ып — по формуле ±со_ст /2 = ±3с_х с Р = 0,9973.

Если в формуле (6.1) полуширину со,, I2yfn поля рассеивания по­грешности измерений заменить полушириной со^ / 2л/й поля рассеива­ния для типа приборов, то доверительный интервал (с той же довери­тельной вероятностью) будет

(х -со„_г 12л/п\х +co_WI /2-УиХ

где (о_и1 = ^JgI £© = 6; *© = 6 (при нормальном распределе­

нии); а I — дисперсия случайной составляющей погрешности прибора; ^а (д ) — дисперсия систематических составляющих погрешностей при­боров данного типа.

Результат измерений с достаточными приближением и простотой можно интерпретировать как доверительный интервал

х - Д_д /л/п; х + Д_д 14п>

где Д_д — предел допускаемой суммарной погрешности в рабочих ус­ловиях; п — число повторных измерений.

Допускаемые погрешности измерения. Получаемая из­мерительная информация равна разности энтропии Н(х) измеряемой величины и условной энтропии в плотности ф (х) распределения слу­чайных погрешностей измерения Н(Д)

+00

Н(х)= j<p(x)ln<p(x)dx.

Для того чтобы измерительная информация I_q была положитель­ной, необходимо обеспечить условие

Н(х)>Н( А).

В противном случае результат измерения с отрицательной инфор­мацией следует рассматривать как дезинформацию.

Напомним, что энтропия погрешности связана с энтропийным зна­чением погрешности экспоненциально:

A,=V^W.

2

Из двух последних выражений следует требование

#(jc)> 1п2Д_э

или

A,<V^W.

2

Разделив обе части неравенства на интервал v_u поля рассеивания измеряемой величины, получим аналогичное условие для приведенной относительной погрешности измерения

_л=^<_е"<^л>.

v„

Используя выражение энтропии и доверительного интервала поля рассеивания в случае нормального закона распределения, имеем

2,07а г| = «0,35.

6а

Следует отметить, что такое требование соответствует многолет­ней метрологической практике [3] по выбору критерия малости по­грешностей измерения.

Согласно этому критерию, если погрешность Д_с, вызванная сум­марным действием ряда случайных частных погрешностей, Д,, при

Предполагается, что значения всех случайных погрешностей рас­пределены по нормальному закону.

Для погрешностей Д_С»Д'_С, выражающихся не более чем двумя значащими цифрами, справедливо неравенство Д_с - Д'_с<(0,05 ... 0,1)Д_С при условии Д* < (0,33 ... 0,4)Д_с.

Поэтому для определения достаточной малости погрешностей из­мерения Д_изм их надо сравнивать со значениями допуска изделия /Г, т. е. рассматривать относительную величину А_изм = • 10² %, где

А_тм — коэффициент точности измерения.

В ГОСТ 8.051—73 нормируется коэффициент точности Л_мет = ^-,

при этом Л_м€т * 0,5 А_нзм.

Для измерения действительных размеров должно выполняться ус­ловие

^ = |Д_изм|<(0,33...0,4)/7\

В серийном производстве результаты измерения изделий часто ис­пользуют для их разбраковки, т. е. разделения на годные и брак. Так, если в партии деталей, которая должна быть проверена, размеры дета­лей находятся в пределах поля допуска, то естественно, что при изме­рении даже со значительными погрешностями не будет неправильно принятых деталей, поскольку брака в действительности нет, но будут неправильно забракованные детали из-за погрешности измерения. Ес­ли контролируют партию деталей, все размеры которых выходят за пределы поля допуска, т. е. все негодные, то в проверенной партии не будет неправильно забракованных деталей независимо от погрешности измерения, а будут только детали неправильно принятые. Во всех ос­тальных промежуточных случаях будут неправильно принятые брако­ванные детали и неправильно забракованные годные. При этом коли­чество таких неправильно забракованных деталей зависит не только от погрешности измерения, но и от законов распределения отклонений размеров контролируемых деталей и отношения допуска изделия IT к среднему квадратическому отклонению а_тех технологического рас­пределения.

Нормирование погрешности измерений. Погрешность измерений как характеристику точности нормируют в виде предела Д_д допускаемых значений погрешности средств измерений данного типа.

Характеристикой систематической составляющей погрешности яв­ляется предел Д_сд допускаемого значения систематической составляю­щей, а характеристикой случайной составляющей — предел Д_д(Д_изм)

допускаемого значения среднего квадратического отклонения, норма­лизованная автокорреляционная функция гД„_зм (X) или спектральная плотность SA_mM (со) (ГОСТ 8.009—84).

Динамические характеристики средств измерений (важные при ав­томатическом измерении параметров деталей в процессе их изготовле­ния) задают видами функций связи между изменяющимися во времени входным и выходным сигналами.

Метрологические характеристики точности нормируют для нор­мальных условий, предусмотренных методиками их поверки, и для ра­бочих условий, в которых производится их эксплуатация; первые уста­навливают для производителей СИ, а вторые — для потребителей. Они могут быть выражены в единицах измеряемой величины (абсо­лютные погрешности), в долях, процентах и т.п. от истинного или нормируемого значения или предела измерений по шкале (относитель­ные погрешности).

Погрешность А_ру в рабочих условиях может значительно превы­шать А_н.у в нормальных условиях, определяемую метрологическим ор­ганом при поверке.

Соотношение между нормативными пределами Д_нор.ру и пределом Дд. ну может быть представлено в виде

Днор. ру ^_ ^нДд. ну»

где к_и = 1,3 + 2,6 — коэффициент, зависящий от типа средства измере­ний и от условий применения (при линейных измерениях).

В рабочих условиях возникают дополнительные погрешности и по­грешность Д_н линейно-угловых измерений представляет собой вероят­ностную сумму

Дизм. ру “ Дизм. ну (Ду Д| + Ддеф Дф)>

где Ддеф — погрешность установочной меры; Д, — температурная по­грешность; Дф — погрешность, вызванная макро- и микроотклонения­ми формы измеряемого объекта.

Каждая из указанных выше дополнительных погрешностей имеет в совокупности выполняемых измерений систематическую и случай­ную составляющие; они суммируются по общим формулам.

Вместе с этим систематическая составляющая конкретного экземп­ляра средств измерений бывает известна лишь в редких случаях. В то же время отдельные средства измерений одного типа имеют различ­ные величины систематических погрешностей Д_с/(/ = 1, 2, ..., /и), т. е. для типа Д_с является случайной величиной. Ее математическое ожида- 200

ние можно приравнять нулю М(Д_с) = 0 и тогда дисперсию будет ха­рактеризовать величина

ружных и внутренних размеров; штангенглубиномер для измерений глубин пазов и высот уступов; штангензубомер для измерений толщи­ны зуба шестерни; угломер с нониусом для измерений наружных и внутренних углов.

Измерительные головки. Под измерительной головкой пони­мают механические отсчетные устройства, преобразующие малые пе­ремещения измерительного наконечника в большие перемещения стрелки и имеющие шкалу, по которой отсчитывают величины переме­щения наконечника.

В качестве отдельного прибора эти головки не используют, их ус­танавливают в устройствах для отсчета перемещений. Поэтому изме­рительные головки еще называют «отсчетными головками». Головки при измерении устанавливают в универсальные приспособления — штативы и стойки.

По принципу действия измерительные головки подразделяют на пружинные (ГОСТ 6933—81); рычажно-зубчатые (ГОСТ 18833—73; ГОСТ 9696—82); рычажные. Измерительные головки устанавливают на стойки или штативы (ГОСТ 10197—70).

Пружинными измерительными головками называют головки, в ко­торых передаточным механизмом являются упругие элементы (пружи­на плоская или свернутая, торсионный вал) и используются их упру­гие свойства. Стандартизованы измерительные головки с механизмом в виде свернутой пружины. На базе пружинного механизма головки изготавливают в основном четырех видов: головки пружинные (микро- каторы); головки измерительные пружинно-оптические (оптикаторы); головки измерительные пружинные малогабаритные (микаторы) и го­ловки измерительные рычажно-пружинные (миникаторы).

К рычажно-зубчатым головкам относят: головки с зубчатым меха­низмом (индикатор часового типа); рычажно-зубчатые индикаторы с изменяемым положением измерительного рычага относительно кор­пуса для измерений отклонений формы и расположения;

многооборотный индикатор для относительных измерений наруж­ных размеров; скобы с отсчетным устройством — рычажная и индика­торная скоба; индикаторный глубиномер; индикаторный толщиномер для измерений толщин; индикаторный нутромер и нутромеры с цена­ми делений 1 и 2 мкм; рычажно-зубчатые измерительные головки осе­вого и бокового действия — для относительных измерений наружных размеров и отклонений формы и расположения; устройство информа­ционно-измерительное цифровое со струнным преобразователем для измерения линейных размеров.

Микрометрические инструменты. У микрометров измери­тельным элементом служит шпиндель, имеющий резьбу с очень точ­ным шагом. Осевое перемещение шпинделя для полных оборотов от­считывается при помощи штрихов, нанесенных на стебле, а для отсче­та долей оборота служат радиальные штрихи, нанесенные на барабане микрометра.

Форма выполнения микрометров различна и в основном зависит от конструкции его корпуса (скобы), который, собственно, и носит назва­ние измерительного инструмента. Шаг резьбы шпинделя для метриче­ских микрометров равен 0,5 или 1 мм. У микрометров с шагом 0,5 мм измерительный барабан имеет 50 штриховых делений. У микрометров с шагом 1 мм барабан имеет 100 штриховых делений, чтобы можно было отсчитать 0,01 мм. Длина шпинделя рассчитывается исходя из пределов измерения по шкале инструмента 25 мм. Избегают примене­ния шпинделей большой длины вследствие трудности выполнения микровинтов с точным шагом по всей его длине.

Барабан или гильза могут переставляться, поэтому микрометр мо­жет легко устанавливаться на ноль. Гайка шпинделя обычно регулиру­ется. Для жесткой установки измерительного шпинделя служит зажим­ное устройство. Чтобы всегда измерять с одним и тем же усилием, из­мерительный шпиндель снабжен храповиком или фрикционной муф­той (трещоткой). Микрометрический измерительный инструмент мо­жет быть встроен в различного вида скобы, измерительные приборы, приспособления.

К микрометрическим инструментам относят ручные микрометры, микрометрические глубиномеры и нутромеры (ГОСТ 6507—90; ГОСТ

4380. 86; ГОСТ 7470—78); головки микрометрические (ГОСТ 6507—90); микрометры настольные; микрометры рычажные (ГОСТ

4381. 87); микрометры окулярные.

Микрометры для наружных измерений имеют скобу, размер кото­рой соответствует измеряемой длине и изменяется ступенями через 25 мм.

Микрометры для внутренних измерений выполняют с губками или в виде штихмасов. Микрометрические штихмасы имеют на обоих кон­цах закругленные измерительные поверхности, которые прилегают к изделию только в одной точке. Они снабжаются удлинителями (от 25 мм) с интервалом 25 мм так, что один микрометрический инстру­мент с набором удлинителей имеет большие пределы измерения (от 100 до 500 мм). Для измерения глубин и уступов служат микрометри­ческие глубиномеры, у которых микрометрическая головка установле­на в траверсе, контактирующая плоская поверхность которой располо­жена перпендикулярно оси.

Оптические приборы. Действие оптических (оптико-механиче­ских) приборов основано на использовании световой энергии. С помо­щью приборов, дающих действительное изображение предмета и име­ющих в плоскости изображений пластинки с делениями или перекре­стием, можно производить измерения двояким путем.

1. Оптическая система вместе с жестко с ней связанной штриховой пластинкой может перемещаться относительно предмета. Точность ви­зирования в основном обусловливается увеличением, даваемым микро­скопом. Величина перемещения измерительного прибора равняется из­меряемому размеру изделия. Погрешность при измерении этого пере­мещения входит целиком в результат измерения. Определение масшта­ба изображения в этом случае не обязательно.

2. Оптическая система неподвижна; штриховая пластина либо пе­ремещается в плоскости изображения предмета относительно самого изображения, либо имеет шкалу. Средством измерения является опти­ческая система.

Точность визирования (контакта) с измеряемой поверхностью та же, что и в первом случае. Величина перемещения штриховой пла­стинки соответствует размерам действительного изображения. Следо­вательно, в результат измерения входит погрешность масштаба изо­бражения, поэтому она должна быть точно известна, а изображение строго подобно предмету. Для этого целесообразно применять теле- центрический ход лучей.

Оптические приборы подразделяют на три разновидности:

1. приборы с оптическим способом визирования с измеряемой по­верхностью и механическим измерением перемещения точки визирова­ния;

2. приборы с механическим соприкосновением с контролируемым изделием и оптическим измерением перемещения точки соприкоснове­ния;

3. приборы с оптическим устройством для наблюдения контроли­руемого изделия и оптическим измерением перемещения точки визи­рования.

1. К приборам первой разновидности относят инструментальные микроскопы и проекторы.

Микроскопы инструментальные предназначены для изме­рения наружных и внутренних линейных и угловых размеров изделий в прямоугольных и полярных координатах (ГОСТ 8074—82). Они со­стоят из головки главного микроскопа и приспособления, с помощью которого либо сама головка, либо контролируемое изделие могут пере­мещаться в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Во многих конструкциях микроскопов окулярная штриховая пластинка может вращаться, что позволяет производить, кроме линейных, и угло­вые измерения.

Величина перемещения измерительного стола определяется с помо­щью окулярного микрометра, концевых мер или штриховой меры. От­счеты по шкалам чаще всего производят с помощью отсчетных окуля­ров с неподвижными делениями.

Инструментальные микроскопы используют чаще всего непосред­ственно на рабочих местах, а также для измерения параметров резьбы. Изготовляют в основном двух видов: малая модель — ММИ и боль­шая модель — БМИ, которые различаются диапазоном измерения.

Прибор ММИ имеет диапазон измерения 75 мм в продольном на­правлении и 25 мм в поперечном. Величина отсчета по микропаре 0,01 мм. При размере свыше 25 мм используют концевые меры длины. Прибор БМИ имеет диапазон измерения до 150 мм в продольном на­правлении и 50 мм в поперечном. Величина отсчета на микропаре 0,005 мм, что достигается в основном увеличением диаметра барабана микропары. Появились микроскопы, у которых микропара снабжается импульсными устройствами с цифровым отсчетом.

Проектором в машиностроении называется оптический прибор, в котором оптическое устройство формирует изображение измеряемо­го объекта на рассеивающей поверхности, служащей экраном (ГОСТ 19795-82). Проектор служит для контроля и измерения изделий, имею­щих сложный контур (профильные шаблоны). С помощью отраженно­го света можно измерять также контуры заточек, канавок, расстояние между центрами нескольких отверстий. Различают:

контроль увеличенного действительного изображения, спроектиро­ванного на экран или матовое стекло;

измерение с помощью координатного измерительного стола и из­мерительного перекрытия на экране.

В первом случае необходимы объектив с телецентрическим ходом лучей и плоскостность изображения; масштаб изображения должен быть отъюстирован на расстояние экран—объектив. Поэтому увели­ченный профиль сравнения (эталонный образцовый чертеж) должен лежать строго в плоскости проекционного экрана;

чертеж не должен быть покрыт стеклянной пластинкой, так как иначе изменяется оптическая длина пути.

Необходим контроль масштаба изображения, который производит­ся путем измерения проекционного изображения с помощью точной шкалы. При необходимости увеличения меняют объектив и произво­дят подгонку телецентрического хода лучей от осветителя.

Во втором случае предмет перемещают в прямоугольной системе координат; оптическая система является только средством визирова­ния. Не требуется точной юстировки масштаба изображения, так как он лишь повышает точность измерения или визирования.

2. Приборы второй разновидности основаны на получении авто- коллимационного изображения. Автоколлимацией называется ход све­товых лучей, при котором они, выйдя из некоторой части оптической системы параллельным пучком, отражаются от плоского качающегося зеркала и проходят систему в обратном направлении. К этим приборам относят: оптиметр вертикальный и горизонтальный; оптический дли­номер вертикальный и горизонтальный; интерферометр; измеритель­ную машину; гониометр. Приборы этой группы применяют для изме­рения методом сравнения с установочной мерой (размер концевых мер длины) или сравнением размера со шкалой, встроенной непосредствен­но в прибор.

Оптиметр — прибор для измерения линейных размеров сравне­нием с мерой, преобразовательным элементом в котором является рычажно-оптический механизм. Непосредственно измерительной го­ловкой в этом приборе является трубка оптиметра, которая бывает окулярного и проекционного (экранного) типов. В трубке окулярного типа наблюдатель смотрит в окуляр и отсчитывает значения размера по шкале, а в трубке проекционного типа отсчет производится на эк­ране.

Оптиметры изготовляют в двух вариантах: вертикальные — с вер­тикальной линией измерения и горизонтальные — с горизонтальной линией измерения. Вертикальный оптиметр предназначен для контакт­ных измерений при контроле наружных линейных размеров методом сравнения измеряемого изделия с концевыми мерами, калибрами или деталям и-образцам и. Горизонтальный оптиметр предназначен для тех же целей, но позволяет кроме измерений наружных размеров прово­дить измерения внутренних размеров.

Стол горизонтального оптиметра может совершать ряд линейных и угловых перемещений, позволяющих проводить точную установку де­тали по линии измерения. Как вертикальные, так и горизонтальные оп­тиметры выпускают с отсчетом в окуляре или на проекционном экране (ОВО-1, ОВЭ-02, ОВЭ-1).

Оптический длиномер — прибор для измерения линейных размеров сравнением со значением по шкале, встроенной в этот при­бор и перемещающейся вместе с измерительным стержнем. Дробные значения отсчитываются по шкале с помощью нониуса, встроенного в специальный окулярный или проекционный микроскоп.

В зависимости от конструкции стоек, в которых устанавливают длиномеры, они, как и оптиметры, бывают вертикальные и горизон­тальные (ИЗВ-1; ИЗВ-2; ИЗВ-З). Горизонтальные длиномеры делят на группы в зависимости от их назначения.

Длиномеры на горизонтальных стойках типа ИЗВ предназначены для тех же целей, что и горизонтальные оптиметры, но измерения здесь ведут непосредственно прямым методом, без применения уста­новочных мер длины. Горизонтальный длиномер типа ИКУ-2 предназ­начен для измерения наружных и внутренних линейных и угловых размеров в прямоугольных и полярных координатах.

Длиномеры и измерительные машины относят к группе прибо­ров, предназначенных для измерения больших длин по одной оси координат.

Погрешность измерения длиномером зависит от измеряемого раз­мера и температурных условий. При рекомендуемых условиях измере­ния погрешность измерения составляет от 1,5 до 3 мкм при использо­вании только шкалы длиномера. При измерении методом сравнения с концевыми мерами длины первого класса погрешность составляет от 1,5 до 2,5 мкм.

Гониометры служат для измерения углов бесконтактным мето­дом с помощью автоколлиматора непосредственно по лимбу. Гонио­метры выпускают следующих типов: ГС-1, ГС-2, ГС-5, ГС-10, ГС-30 с ценой деления 1; 2; 5; 10 и 30" соответственно и погрешностью из­мерения любого угла одним приемом из трех наведений и отсчетов на любом участке лимба соответственно 1; 2; 5; 10 и 30". Серийно выпус­кают гониометры типов ГС-1М, ГС-5, ГС-10 и, ГС-30.

Принципиальная схема устройства гониометров в основном оди­накова. В основании прибора на опорах неподвижно установлена ось вращения прибора, на которую крепится лимб, алидада и пред­метный столик. Лимб может вращаться совместно со столиком или совместно с алидадой. Алидада имеет отсчетное устройство и ко­лонку со зрительной трубой, к которой прилагаются автоколлимаци- онные окуляры.

Отсчетное устройство представляет собой оптический микрометр. У большинства гониометров на основании неподвижно укреплена ко­лонка с установленным на нем коллиматором. Коллиматор служит для измерения углов и других различных оптических измерений.

Более точным и усовершенствованным прибором является гонио- метр-спектрометр ГС-1 М. Серийно выпускаемые образцы имеют пре­дел допускаемой погрешности измерения углов +2".

Диаметр делительной окружности лимба составляет 412 мм, цена деления лимба 10", цена деления шкалы оптического микрометра 0,5"; диаметр предметного столика 150 мм.

Гониометры поверяют по ГОСТ 13419—74.

Оптические делительные головки (ОДГ). Головки пред­назначены для проведения угловых измерений и делительных работ. Выпускают делительные головки следующих типов: ОДГЭ-1, ОДГЭ-2, ОДГЭ-5.

Принцип действия ОДГ основан на сравнении контролируемых уг­ловых величин с углами поворота их шпинделя, отсчитываемыми по точному лимбу. Основными деталями головки являются оптический лимб и шпиндель. Лимб неподвижно укреплен на шпинделе внутри корпуса. Шпиндель вращается в подшипниках, закрепленных в корпу­се головки. В нижней части корпуса головки расположен червяк, сцеп­ляющийся с червячным колесом, закрепленным на шпинделе. Установ­ленные углы отсчитывают с помощью отсчетного микроскопа.

ОДГ могут быть использованы как технологическое приспособле­ние для поворота изделий на заданный угол при легких работах на ме­таллорежущих станках.

Делительные головки поверяют по ГОСТ 8.046—73.

Интерферометр — измерительный прибор, основанный на ин­терференции света. Принцип действия всех интерферометров одина­ков, и различаются они только способами получения так называемых когерентных пучков света, т. е. таких складываемых пучков, которые обладают постоянством разности фаз: при их сложении определяется амплитуда суммарных колебаний.

Контактные интерферометры предназначены для измере­ния наружных размеров с использованием стеклянных пластин (ГОСТ 2923—75).

Диапазон измерения вертикального интерферометра до 150 мм, го­ризонтального — до 500 мм.

Погрешность измерения вертикальными интерферометрами при ис­пользовании концевых мер длины второго разряда составляет от 0,25 до 0,4 мкм. Эти интерферометры чаще всего используют для аттеста­ции концевых мер длины на третий разряд.

Измерительная машина — прибор для измерения линейных размеров сравнением со шкалой, встроенной неподвижно в этот при­бор, с отчетом дробных значений с помощью дополнительной шкалы, перемещающейся вместе с одним измерительным наконечником и по трубке оптиметра (тип ИЗМ-1, 2, 4, 6). Принципиальное построение машины аналогично оптическому длиномеру, т. е. имеется шкала

с большим интервалом, который делится с помощью дополнительной шкалы, и устройство для отсчета значений с ценой деления 0,001 мм. Измерительные машины предназначены в основном для измерения больших размеров (более 1000 мм) и относятся к горизонтальному ти­пу. Измерения на машине производятся непосредственным методом или методом сравнения с мерой. При измерении методом сравнения с мерой отсчитывается отклонение от настроенного размера с исполь­зованием шкалы трубки оптиметра.

Применяют измерительные машины в основном для аттестации больших концевых мер длины и очень часто для определения размера микрометрических нутромеров после их сборки.

Технические характеристики задаются интервалом размера в об­щем диапазоне до 10000 мм. Погрешность измерения на машинах ме­тодом сравнения с мерой размеров до 500 мм от 0,4 до 2 мкм. При из­мерении методом непосредственной оценки, т. е. с использованием всех шкал, погрешность измерения при рекомендуемых условиях со­ставляет от 1 до 20 мкм.

3. Основными представителями третьей разновидности оптических приборов являются универсальный микроскоп и универсальный изме­рительный микроскоп (УИМ). К этому виду приборов относятся и бес­контактные интерферометры.

Универсальным микроскопом называется оптический при­бор для измерения линейных и угловых размеров в плоскости с визи­рованием измеряемых точек или линий с помощью микроскопа и от­счетом значений размера по оптическим шкалам.

УИМ представляет собой двухкоординатную измерительную маши­ну (КИМ). Если в КИМ определяется размер только в одном направле­нии, то в УИМ измерения производятся и в перпендикулярном направ­лении. Положение продольных и поперечных салазок определяется по стеклянным шкалам с помощью отсчетных микроскопов, снабженных окулярами со спиральным нониусом. При измерении резьб для повы­шения точности часто используют измерительные ножи.

УИМ имеет диапазон измерений в продольном направлении 200 мм, в поперечном — 100 мм. Цена деления отсчетных линейных устройств 0,001 мм, а угломерного устройства Г. Изготовляют микроскопы для измерения размеров до 500 мм по продольной шкале и 200 мм — по поперечной. Отсчет размеров может производиться по проекционному устройству (экранный). В некоторых проекционных микроскопах име­ется цифровой отсчет размера. Приборы обычно снабжаются всевоз­можной оснасткой для проведения различных измерений, поэтому они и называются универсальными.

Применение лазеров для линейных измерений. Ис­пользование лазеров, особенно газовых лазеров видимого диапазона, чрезвычайно расширило область применения оптических методов из­мерения расстояний и углов. Пространственная погрешность лазерного света позволяет коллимировать пучки с расходимостью, вызванной только дифракцией. Благодаря этому приборы с применением лазера обеспечивают угловую точность около 1 мкрад при работе на расстоя­ниях порядка сотен метров.

Лазеры создают излучение наиболее высокой интенсивности по сравнению со всеми известными источниками света. Интенсивность лазера превышает наибольшую интенсивность неотфильтрованных не­когерентных источников света примерно в 10⁵ раз. Поэтому визирова­ние можно выполнять путем непосредственной посылки пучка света в заданном направлении, а интерферометрические измерения прово­дить в нормально освещенном помещении и даже на открытом возду­хе. Дистанции, на которых можно выполнять оптические измерения, возрастают при этом во много раз.

Одним из наиболее простых способов применения лазеров является метод визирования. Установив лазер, можно идти вдоль его условной «оптической струны», выверяя положения различных элементов конст­рукции. Визирование может быть дополнительно обеспечено серво­контролем. Технику визирования широко применяют при сборке и монтаже самолетов, нефтехимического оборудования, кораблей, при нивелировании, проходке туннелей, юстировке многоэлементных оп­тических систем, при строительстве больших сооружений.

Основным и наиболее распространенным методом измерения с по­мощью лазеров является измерение длины с использованием обычной оптической интерференции для коротких дистанций и техники моду­лированного света для длинных. Высокая временная когерентность га­зового лазера позволяет подсчитать число полос интерференции для значительно больших оптических путей.

Многие из существующих устройств для интерференционного из­мерения длины с помощью лазера имеют высокую точность. Точность каждого из них определяется главным образом степенью стабилизации частоты применяемого лазера и реально может быть порядка 10-⁹-10-¹⁰.

Высокая интенсивность луча лазера позволяет получить интерфе­ренционную картину, если в качестве отражателя в одном из плеч ин­терферометра использовать поверхность металла. Поэтому с помощью лазеров можно осуществлять также непрерывный интерферометриче- ский контроль размеров деталей в производственном процессе.

Весьма перспективным является использование лазеров в многоко­ординатных устройствах. Лазерные интерферометры и цифровая тех­ника сделали доступными контроль крупногабаритных изделий по от­клонениям размера, формы и расположения по новым методам оценки.

Особое развитие получает голографическая интерферометрия. Го­лографический метод позволяет записать на фотоэмульсию своеобраз­ную картину волнового поля, которую называют голограммой. Такая запись стала практически возможной с использованием лазера. Голо- графическая интерферометрия значительно расширяет область интер- ферометрических измерений и является одним из очень перспектив­ных направлений развития техники линейных измерений.

В лазерных интерферометрах цехового назначения применяют ла­зерный измеритель перемещений ТПЛ-ЭОК1 с устройствами автома­тического управления и ЭВМ. Цифровые растровые системы имеют унифицированную схему и оснастку, блок цифровой индикации. Одно­временно информация выводится на специальную шину в двоично-де­сятичном коде. Имеется кнопка установки нулевого положения показа­ний, что дает возможность реализации измерений по методу сравнения с мерой. Преобразователь перемещается по стойке. Прибор имеет стойку и измерительный столик, позволяющий проводить измерения как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости.

Фотоэлектрические устройства широко применяют для контроля размеров прокатываемых и протягиваемых изделий (полосы, ленты, трубы, проволока), при автоматизации измерений на проекторах, в раз­личных контрольно-сортировочных автоматах, а также в высокоточ­ных растровых и интерференциальных измерительных системах.

Пневматические измерительные приборы. Пневматическими из­мерительными приборами называются измерительные средства, в ко­торых преобразование измерительной информации, т. е. информации, содержащей сведения об измеряемом размере, осуществляется через измерение параметров сжатого воздуха в воздушной магистрали при его истечении через небольшое отверстие.

Принцип действия всех пневматических приборов для измерения линейных размеров основан на положении газовой механики о том, что если в какой-либо магистрали воздухопровода (камере) находится воздух под давлением и выпускается через небольшое отверстие в ат­мосферу с номинально постоянным давлением, то расход воздуха че­рез это отверстие в единицу времени будет зависеть от площади про­ходного сечения отверстия и от давления внутри магистрали. При по­стоянном давлении расход будет зависеть только от площади проход­

ного сечения. Если на пути распространения воздушного потока вбли­зи отверстия оказывается препятствие, то расход воздуха и давление внутри магистрали около отверстия меняются.

Деталь, линейный размер которой надо измерить, располагают пе­ред торцом сопла на определенном расстоянии. В зависимости от раз­мера детали изменяется зазор (расстояние между деталью и торцом со­пла), отчего изменяется расход воздуха (объем воздуха, проходящего в единицу времени через калиброванное отверстие — сопло). Обычно прибор настраивают по размеру образцовой детали или концевым ме­рам длины.

Прибор имеет узел подготовки воздуха, в котором осуществляется его очистка и стабилизация давления; отсчетное или командное уст­ройство, преобразующее изменение расхода или связанного с ним дав­ления в воздухопроводе в значение определяемого размера; измери­тельную оснастку с одним или несколькими соплами (диаметр отвер­стия 1—2 мм), из которых воздух вытекает на деталь. По видам от- счетных устройств приборы разделяют на ротаметрические и маномет­рические.

В приборе ротаметрического типа сжатый воздух под посто­янным давлением поступает в нижнюю часть расширяющейся кониче­ской прозрачной (обычно стеклянной) трубки, в которой находится по­плавок. Из верхней части трубки воздух подводится к измерительному соплу и через зазор выходит в атмосферу. В соответствии со скоро­стью воздуха поплавок устанавливается на определенное расстояние от нулевой отметки шкалы, которая отградуирована в единицах длины.

В приборах манометрического типа сжатый воздух под по­стоянным давлением поступает в рабочую камеру, в которой находит­ся входное сопло, далее в измерительное сопло и через зазор — в ат­мосферу. Давление в камере, зависящее от зазора S, измеряется мано­метром, шкала которого отградуирована в единицах длины. Применя­ют приборы манометрического типа высокого (30—40 кН/м²) и низко­го (5—10 кН/м²) давления.

Пневматические измерительные приборы используют в системах активного контроля и в контрольных автоматах. В качестве чувстви­тельного элемента используют упругие элементы (трубчатые пружины, сильфоны, мембранные коробки, упругие и вялые мембраны) или жид­костные дифманометры (U-образные и чашечные). Приборы разделяют на бесконтактные (воздух из измерительного сопла обдувает непосред­ственно деталь) и контактные (воздух из измерительного сопла на­правлен на торец измерительного стержня или на одно из плеч рычага, второй конец которого входит в контакт с деталью).

В метрологическом анализе точности пневматического измеритель­ного прибора особое значение уделяется анализу точности пневмати­ческой системы. К преимуществам приборов относят: сравнительную простоту конструкции, возможность бесконтактных измерений при очистке измеряемой поверхности струей воздуха, большое увеличение при измерении (до 10 тыс. раз) и, как следствие, высокую точность, возможность определения размеров, погрешностей формы, суммирова­ния и вычитания измеряемых величин, получение непрерывной инфор­мации и дистанционного измерения. К недостаткам относят: необходи­мость иметь очищенный воздух со стабилизированным давлением; инерционность пневматической системы; колебание температуры в зо­не измерения.

Перспективными являются созданные конструкции, в которых со­четаются преимущества пневматического метода с использованием ин­дуктивных или других преобразователей.

Электрические приборы. В электрических приборах для линей­ных измерений процесс измерения осуществляется путем превращения линейной величины в электрическую, которая в зависимости от целе­вого назначения прибора в свою очередь превращается либо снова в линейную величину (например, перемещение стрелки по шкале), ли­бо в сигнал, либо в механическую величину перемещения отдельных элементов в автоматических контрольных, регистрирующих или регу­лирующих устройствах. Измеряемая линейная величина превращается в электрическую с помощью электромеханических преобразователей (головок), чувствительные элементы которых ощупывают контролиру­емое изделие.

Превращение линейного перемещения в электрическую величину с последующим измерением ее электрическими приборами дает ряд преимуществ по сравнению с механическими или оптическими изме­рительными приборами:

возможность территориального разделения места измерения и мес­та получения результатов;

возможность использования результатов измерения в виде электри­ческих величин как в электромеханических показывающих, регистри­рующих и сигнализирующих приборах, так и в автоматических конт­ролирующих и обрабатывающих машинах; удобство эксплуатации.

Электрические измерительные приборы для линейных измерений представляют собой приборы, в которых результат снижается в виде электрической величины, или приборы с электрическими передаточны­

ми устройствами. Обычно они состоят из преобразователя, показываю­щего прибора, содержащего шкалу или сигнальные лампы, выходные элементы схемы, не смонтированные в датчике преобразователя.

В соответствии с принципом действия преобразователя различают электроконтактные, индуктивные, емкостные и болометрические изме­рительные приборы.

Электроконтактные измерительные приборы. Прибо­ры преобразуют определенное изменение контролируемой величины в электрический сигнал через замыкание (размыкание) электрических контактов цепей, управляющих исполнительными элементами систе­мы. Контакты обычно изготовляют из вольфрама, реже* из благород­ных металлов. Включение прибора происходит при срабатывании пре­рывателя измерительного устройства в зависимости от размера контро­лируемого изделия. Если рычаг прерывателя не контактирует с контак­тами, то изделие изготовлено в допуске. Если изделие выходит за пре­делы поля допуска, контакты замыкаются и загораются лампочки.

Различные виды преобразователей по принципу настройки разделя­ют на две группы. К первой группе относят преобразователи, настрой­ка которых производится с помощью точных установочных винтов, не имеющих делений, по параллельным концевым мерам или специаль­ным установочным калибрам. Ко второй группе относят приборы, пре­образователи которых настраиваются на нулевое положение с помо­щью только одного калибра с номинальным размером контролируемо­го изделия по зазору. С помощью преобразователя устанавливают пре­делы изменяемого размера, а по его шкале — фактическую величину контролируемого изделия.

Контроль размеров с помощью электроконтактного измерительно­го прибора имеет ряд преимуществ по сравнению с некоторыми шкальными приборами или жесткими калибрами. Наряду с меньшей утомляемостью контролера и получением меньшей погрешности изме­рений значительно сокращается время контроля. Указанные преиму­щества делают возможным создание многомерных контрольно-измери­тельных приборов, у которых электроконтактные преобразователи рас­положены таким образом, что за один установ изделия на измеритель­ную позицию автоматически проверяются несколько размеров. Наибо­лее подходящими для многомерных приборов являются электрокон­тактные преобразователи, так как они обладают сравнительно малыми габаритами (модели 228-2, 228-5, 248-6 и др., ГОСТ 3899—81). Приме­няя электромагниты, которые воздействуют на специальные стрелки, передающие импульсы от контактов преобразователя на точное реле, конструируют автоматические контрольно-сортировочные приборы. Электроконтактные преобразователи применяют в адаптивных систе­

мах управления станками для подачи управляющих импульсов на при­вод или подающий механизм для измерения режима обработки детали при достижении настроенных предельных размеров.

Путем включения в измерительную цепь сигнальных ламп с элект­росчетчиками, которые считают всю совокупность контролируемых изделий, одновременно с операции контроля можно получать данные для оценки качества технологического процесса.

Индуктивные измерительные приборы. Определение действительных размеров деталей в цеховых измерениях рекомендует­ся проводить электроиндуктивными методами.

Принцип работы индуктивных измерительных приборов заключает­ся в том, что с изменением размера контролируемого изделия изменя­ется воздушный зазор в замкнутом дросселе и сопротивление в цепи переменного тока. Электросхема прибора представляет собой мосто­вую схему. Измеряемая величина находится в определенной зависимо­сти от тока, протекающего в цепи и выпрямленного для измерения, сортировки или регулирования; необходимые управляющие процессы осуществляются с помощью специального реле. Ввиду того, что маг­нитная цепь индуктивных преобразователей обладает очень малыми воздушными зазорами, незначительное изменение измеряемой величи­ны соответствует сравнительно большому изменению магнитного со­противления. Существенным преимуществом индуктивных приборов для контроля размеров является отсутствие в преобразователе чувстви­тельных опор, шарниров, контактов, которые вызывают чувствитель­ность прибора к сотрясениям, ограничивают его надежность и срок службы при эксплуатации.

Снимаемые с прибора электрические величины имеют простейший вид и не зависят от внешних влияний.

Принцип действия индуктивного измерительного преобразователя поясняется. У индуктивного преобразователя положение подвижного якоря между обеими измерительными магнитными катушками опреде­ляется величиной контролируемого изделия. Если якорь находится по­середине между катушками, то воздушные зазоры, а вместе с ними и индуктивности обеих измерительных катушек равны между собой, если же якорь приближается к одной из катушек, то ее сопротивление увеличивается, в то время как сопротивление другой катушки умень­шается. Так как обе измерительные катушки включены в смежные вет­ви электрического измерительного моста, то переменное напряжение, приложенное к соответствующей диагонали моста, является мерилом контролируемой величины. Равновесие моста, т. е. установку якоря в среднее положение, осуществляют с помощью концевых мер.

По сравнению с предельными электроконтактными преобразовате­лями индуктивные преобразователи более дорогие, однако они имеют следующие преимущества: отсутствие обратного механического воз­действия на измерительный штифт; надежны в эксплуатации; возмож­на электрическая настройка необходимых пределов измерения; воз­можна настройка на несколько полей допусков в зависимости от задач измерения.

Индуктивные преобразователи имеют модели 212, 276, 76503 и др.

Емкостные измерительные приборы. Изменение контро­лируемого размера влечет изменение величины воздушного зазора ме­жду пластинками конденсатора и, следовательно, изменение емкости. Так как емкость преобразователя составляет около 100 пФ, то измере­ние емкости практически возможно только с помощью высокочастот­ных методов с применением дорогостоящих вспомогательных уст­ройств. Однако значительное преимущество емкостного метода заклю­чается в возможности изготовления легких и жестких подвижных электродов и достижения высокой собственной частоты. Кроме того, по сравнению с индуктивным емкостной преобразователь имеет еще то преимущество, что у него значительно меньше обратное воздейст­вие на измерительный шток, так как силы, возникающие от напряже­ния, приложенного на подвижные электроды, значительно меньше магнитных сил в индуктивном преобразователе. В конструктивном от­ношении емкостной преобразователь должен обладать незначительным рассеиванием, тщательно выполненной экранировкой, высококачест­венной изоляцией, простотой выполнения и достаточной механической жесткостью. Преобразователи изготовляют в виде двухпластинчатого конденсатора, из которых одна пластина подвижная, либо в виде трех­пластинчатого конденсатора с одной подвижной и двумя неподвижны­ми пластинами.

Фотоэлектрические приборы (ФЭП). В ФЭП информация о перемещении меры относительно указателя поступает в виде свето­вых сигналов на фотоэлемент. С помощью фотоэлемента информация преобразуется в электрические сигналы, по разности амплитуд или фаз которых определяют изменение контролируемой величины.

В качестве оптических мер в приборах используют измерительные растры, дифракционные решетки, штриховые меры, кодовые решетки, шкалы длин волн и другие меры.

Измерительно-информационная система. В развитии современ­ной измерительной техники наметились общие тенденции, из которых главными являются: переход от единичных приборов к измерительным системам, в том числе к самонастраивающимся и адаптивным системам; развитие измерительных подсистем в робототехнических комплек­

сах и совершенствование систем активного контроля; применение мик­ропроцессоров в измерительных системах и устройствах для перера­ботки измерительной информации, применение числового программ­ного управления процессом измерений, приведшим к созданию инфор­мационно-измерительных систем (ИИС).

Измерительно-информационная система — комплекс измеритель­ных устройств, обеспечивающих одновременное получение необходи­мой измерительной информации о состоянии точности объекта. Зада­ча, решаемая ИИС, обратная задаче отдельного измерительного уст­ройства: не расчленять параметры объекта измерения с целью выде­лить и воспринять их по отдельности, а объединить данные о всех главных параметрах объекта и создать тем самым достаточно полное, совокупное его описание. Таким образом, отличительными особенно­стями ИИС являются: одновременное измерение многих параметров объекта (т. е. многоканальность) и передача измерительной информа­ции в единый центр; представление полученных данных, в том числе их унификация, в виде, наиболее удобном для последующей обработки получателем.

Создание ИИС связано с решением системных вопросов: метроло­гическая унификация средств измерений (датчиков, преобразователей, указателей) независимо от вида измеряемых величин; оптимизация распределения погрешностей между различными средствами измере­ний, входящими в ИИС; наиболее целесообразное размещение указате­лей перед оператором.

Датчики воспринимают различные параметры объекта измерения и передают по каналам связи сигналы в единый пункт сбора данных. Программное устройство воспринимает информацию датчиков и пере­дает ее получателю информации.

В ИИС наиболее перегруженным звеном оказывается получатель информации, который практически не в состоянии одновременно вос­принять показания многих приборов. Для облегчения его работы при­меняют мнемонические схемы, т. е. схематические изображения объек­та измерения, на которых приборы заменены условными сигнализато­рами. Обычно сигнализаторы показывают уже не абсолютные значе­ния измеряемых величин, а их отклонения от заранее установленной нормы. При очень большом числе точек контроля приборы заменяют световыми сигнализаторами с условным цветовым кодом.

Источником управляющих сигналов являются аналоговые или циф­ровые измерительные преобразователи, служащие для восприятия ве­личин, характеризующих, например, процесс обработки на станке

с числовым программным управлением (линейные и угловые переме­щения, силы резания, вращающий момент, температура, потребляемая мощность). Источником командных сигналов является постоянное и программное запоминающие устройства.

Постоянные запоминающие устройства служат для хранения неиз­менных программ. Они выполняются в виде коммутационных схем и на интегральных схемах. Оперативные запоминающие устройства содержат программоносители в виде дискет.

Вычислительная машина в соответствии с заданной программой отрабатывает командные сигналы, результаты измерения, включая ана­лиз, а затем выдает результат измерения.

ИИС нашли широкое применение при контроле линейных и угло­вых величин, резьб, зубчатых колес, в адцаптивном управлении техно­логического процесса, в метрологическом обеспечении в условиях мо­дульного производства корпусных конструкций.

Создание автоматизированных поточных линий, являющихся не­отъемлемой частью модульного производства крупногабаритных кор­пусов, предусматривает использование встроенных в общий техноло­гический поток автоматических измерительных устройств ИИС. При этом методы измерений должны обеспечивать возможность измерений без предварительного выравнивания конструкций по контрольным ли­ниям. Измерения должны выполняться при тех пространственных по­ложениях конструкций, которые определяются технологией их изго­товления.

Создан автоматизированный комплекс, состоящий из лазерного профилографа, системы сбора измерительной информации и мик- ро-ЭВМ с программным обеспечением.

Лазерный профилограф включает светодальномер, работающий от диффузно-отражающих поверхностей, какими являются поверхности металлов, сканатор для бесконтактного измерения текущих радиу- сов-векторов от центра вращения сканатора до контролируемых точек профиля цилиндрического корпуса.

Система сбора результатов измерения предназначена для автомати­ческой записи полученных данных заданного сечения в переносной модуль памяти, выдачи команды на устройство автоматической смены точки измерения с определенным шагом по типу «от точки к точке», хранения записанной информации в модуле памяти, сопряжения моду­ля памяти с каналом ЭВМ и ввода результатов измерения в ЭВМ. Вы­числительная машина обрабатывает результаты измерения по разрабо­танной программе и выдает требуемые данные на экран дисплея или выводит на печать в форме таблицы.

4. Координатно-измерительные машины

нять базу измерения составляет значительное преимущество КИМ по сравнению с традиционными средствами измерения.

Для математического базирования используют настольный кальку­лятор, который служит для устранения влияния неточности базирова­ния измеряемой детали. Он корректирует результаты для последую­щих измерений, учитывая расстояние между осями машины и осями детали.

В КИМ имеется измерительная головка с щупом, перемещения ко­торой контролируются фотонмпульсной системой. Смещение щупа с нулевого положения по отношению к головке, вызванное неточным расположением измерительной поверхности, корректируется с помо­щью трехкоординатного датчика.

Области применения КИМ весьма различны и условно могут быть разделены на две категории: контроль размеров механически обраба­тываемых деталей и контроль формы деталей, ограниченных непре­рывной поверхностью.

В первом случае основным требованием является проверка или контроль размеров известной детали для сравнения полученных ре­зультатов с теоретическими при соблюдении допусков, заданных на чертеже. Измерением «от точки к точке» пользуются при контроле корпусов, валов, фасонного литья, зубчатых колес.

Во втором случае основное требование заключается в измерении поверхности неизвестного тела для запоминания его формы, а также представления этой формы с помощью графика в соответствии с тре­бованиями.

4. Автоматизация процессов измерения и контроля

Средства автоматизации и механизации контроля. К средствам начального уровня стандартизации,автоматизации и меха­низации контроля размеров относятся приспособления, в которых опе­рации загрузки и съема осуществляются вручную. Действие автомати­зированных приспособлений основано на использовании различного рода измерительных преобразователей. Измерительный первичный преобразователь — это средство измерения, предназначенное для вы­работки сигнала в форме, удобной для передачи, дальнейшего преоб­разования, обработки 11 хранения. Измерительный преобразователь как составной элемент входит в датчик, который является самостоя­тельным устройством, и кроме преобразователя содержит измеритель­ный шток, рычаг с наконечником, передающий механизм, элементы настройки. Наибольшее распространение получили измерительные

средства со следующими преобразователями: функциональные узлы к управляющим приборам, индикаторы контакта, электроконтактные, пневмоэлектроконтактные, пневматические, фотоэлектрические, сорти­ровочные, механотропные, индуктивные, электронное реле, лазерный измеритель перемещений.

Блоки управления являются отсчетно-командным устройством, вы­дающим в соответствующей цепи соответствующие управляющие ко­манды.

Устройства активного контроля и самонастраиваю­щиеся контрольные системы. Обработка деталей проводится методом пробных проходов, управлением по программам, с помощью активных измерительных устройств.

В методе пробных проходов станок останавливается между дву­мя технологическими операциями, и деталь измеряется. Станок из протяженности штучного времени t_m работает только в течение ос­новного технологического времени /₀,и отношение tjt_m всегда мень­ше единицы.

Метод управления обработкой деталей по программе характеризу­ется тем, что станок налаживается один раз, а затем в процессе работы подналаживается. Контроль осуществляется выборочным путем или с помощью контрольного автомата, включаемого в технологический процесс после обработки на станке. Отношение tjt_m уменьшается с уменьшением времени наладки, которое зависит от величины допус­ка и износа инструмента. Отношение tjt_m становится еще более благо­приятным при использовании активных измерительных устройств.

С помощью активных измерительных устройств после достижения предписанных размеров вручную или автоматически отключается ста­нок. Время измерения и основное время совпадают, исключается вре­мя пуска и остановки, на изделие назначаются более узкие допуски. Повышается производительность обработки без снижения качества, со­кращается вспомогательное время на остановку станка для измерения детали, и возрастает возможность многостаночного обслуживания* По­вышается качество изделий от автоматического поддержания заданных режимов обработки. Облегчается труд, снижается квалификация и соз­даются безопасные условия работы станочника.

Основная область применения приборов активного контроля — это массовое и серийное производства.

Устройствами активного контроля называются средства, предназ­наченные для измерения деталей в процессе обработки их на станке, в результате чего получают информацию о необходимости изменения режимов обработки или об изменении взаимного расположения заго­

товки и режущего инструмента, или о необходимости прекращения процесса обработки. Название «активные» эти средства измерения по­лучили из-за того, что они непосредственно участвуют в технологиче­ском процессе изготовления продукции, а не «пассивно» фиксируют ее качество после окончания изготовления.

Устройства активного контроля должны иметь большое передаточ­ное отношение, малую погрешность измерения, должны быть нечувст­вительны к шлифовальной пыли, колебаниям, сотрясениям, средствам охлаждения при обработке, просты и удобны в обслуживании. Управ­ление автоматическими станками, агрегатами и линиями должно быть удобным.

Измерение должно осуществляться или во время обработки, или между подачами, но на вращающихся или перемещающихся изделиях.

Приборы активного контроля по основным видам делятся в зависи­мости от места использования, от вида обрабатывающих станков, по способу выдачи измерительной информации, по воздействию на тех­нологическое оборудование.

В зависимости от места использования приборы активного контро­ля разделяются на приборы, устанавливаемые непосредственно на станке, и приборы, устанавливаемые вне станка. Приборы, устанавли­ваемые на станке, обычно управляют режимами резания и выдают ко­манды на остановку станка при достижении требуемых размеров. При­боры, устанавливаемые вне станка, измеряют деталь после обработки и дают команду на подналадку станка (т. е. необходимо изменить вза­имное положение инструмента и заготовки). Чаще всего приборы, ус­танавливаемые вне станка, называют подналадчиками. По своей прин­ципиальной схеме подналадчики близки к контрольным автоматам.

В зависимости от вида обрабатывающих станков приборы разде­ляются на приборы для круглошлифовальных, плоскошлифовальных станков. Наибольшее применение приборы активного контроля полу­чили на шлифовальных станках, так как на этих станках размер изме­няется медленно, и есть возможность непрерывно следить за измене­нием размера и выдавать команды на изменение режима обработки, т. е. на параметр, которым можно управлять.

По способу выдачи измерительной информации приборы активно­го контроля разделяются на показывающие, когда значение размера определяется непосредственно оператором по шкале отсчета устройст­ва, и командные, когда сигнал на подналадку в станок подается без участия оператора. В командных приборах выдается световой сигнал о режиме работы и имеется шкала для отсчета значения текущего раз­мера.

По воздействию на технологическое оборудование различают четы­ре вида устройств активного контроля: управляющие автотолераторы, регулирующие автоподналадчики, защитные устройства и автоблоки­ровщики.

Автотолераторы автоматически изменяют характер процесса при достижении действительным контролируемым параметром предписан­ного значения. Автоподналадчики автоматически осуществляют на­стройку производственной системы, обеспечивая равенство контроли­руемых параметров предписанным значениям. Защитные устройства предотвращают попадание в рабочую зону изделий, параметры кото­рых выходят за предписанные значения. Автоблокировщики прекраща­ют течение процесса при выходе контролируемых параметров изделий за предписанные значения или при возникновении других недопусти­мых критических ситуаций. Самонастраивающиеся системы способны автоматически, самостоятельно изменять свои параметры настройки, обеспечивая предписанные показатели качества при изменяющихся ус­ловиях.

Большинство устройств активного контроля являются контактны­ми: одноконтактными, двухконтактными, трехконтактными и с кон­тактом поверхности. На работу одноконтактных приборов влияют: погрешность установки контролирумой детали на станке и ее прогиб; влияние прогиба ослабляют расположением линии измерения перпен­дикулярно действию силы. Прогиб детали отражается и на результа­тах измерений с помощью двухконтактных приборов, поскольку при настройке прибора по калибру и образцовой детали последние не подвергаются силовым воздействиям. При отжатии детали на величи­ну Ду за счет измерения по хорде, смещенной на х относительно пра­вильного положения измерительных наконечников, очевидно, соста­вит Д _v =2(г-л/r² -х²), где г — радиус детали. Трехконтактные при­боры базируются на измеряемой детали и поэтому погрешность уста­новки детали на станке и погрешность за счет прогиба не влияют на их показания. Однако перемещение у измерительного наконечника зависит не только от изменения Дг радиуса детали, но и от централь­ного угла ф между радиусами в точках контакта изделия с опорами, т. е. определяется соотношением >>=(1 +1 /зтф/2Дг). Эти погрешно­сти практически не отражаются на точности активного контроля, ес­ли настройку выполняют по калибру и сигнал подается только по до­стижении определенного размера.

На рис. 6.4 показана структурная схема командного прибора для активного контроля, с помощью которого измеряется размер

а) 6)

Рис. 6.5. Контрольные автоматы: а — с электроконтактным преобразователем; б — с фотоэлектрическим преобразователем

Внедрение САК проводится поэтапно с учетом максимальной эко­номической и технической эффективности, повышения качества про­дукции и производительности труда в зависимости от точности и ста­бильности технологических процессов ГПС.

На первом этапе реализуется применение гибких измерительных модулей, средств электронного контроля, координатно-измерительных машин; на втором этапе — внедрение структур САК на уровне ГПМ группы или участка станков, отделения приемочного контроля; на третьем этапе — полный САК ГПС с постепенным расширением ее функций.

В состав САК входят следующие технические средства: пункт приемочного контроля, оборудованный автоматизированны­ми рабочими местами контролеров, измерительными стендами, стола­ми, шкафами и стеллажами для хранения контрольно-измерительных инструментов, приборов, оснастки и др.;

посты технического контроля с пультами ввода измерительной ин­формации;

контрольно-измерительные позиции; накопители деталей;

устройства транспортирования и подачи деталей на измерительные позиции, в том числе на основе промышленных роботов;

изоляторы брака;

координатно-измерительные машины, измерительные роботы, гиб­кие (переналаживаемые) измерительные модули (ГИМ);

контрольно-измерительные приборы на основе индукционных, фо­тоэлектрических и других преобразователей, инструменты и приспо­собления для обеспечения технологических процессов технического контроля;

приборы для настройки инструментов к станкам с ЧПУ;

электронные блоки и компараторы для статконтроля;

индикаторы контакта;

контрольно-измерительные наладки на основе электронных прибо­ров;

эталоны и эталонные детали для настройки и поверки средств из­мерения;

аппаратура передачи данных и каналы связи;

средства вычислительной техники;

периферийные устройства ЭВМ, печатающие устройства, графопо­строители.

На рис. 6.6 приведен контрольный автомат мод. 1282, обслуживае­мый промышленным роботом (ПР). С загрузочного лотка 1 механиз­мом поштучной выдачи 2 деталь типа вал подается в зону действия охвата 3. Робот 4 подает деталь 8 для контроля на измерительную стан­цию 5, где она базируется в роликовой паре 6. При вращении детали от привода 7 плавающая скоба 9 перемещается вдоль оси. Проконтроли-

рованная по винтовой линии деталь за счет срабатывания магнитоуп- равляемых упоров 10 направляется в лоток-исполнитель 11.

САК является подсистемой ГПС и полностью с ней интегрирована. Структура и состав САК определяется структурой конкретной ГПС, номенклатурой и типом контролируемых деталей, программой выпус- ка, принятой технологией контроля, требуемой достоверностью конт- роля. Сведение элементов САК в единую систему выполняется на раз- личной структурной основе.

Оптимальное решение задач автоматизированного контроля воз- можно только на основе системного подхода к построению САК с по- зиции определения ее места в составе ГПС и взаимосвязей с другими автоматизированными системами — САПР, АСТПП, АСЧ. В контуре ГПС обратная связь САК с внутренними модулями и системами осу- ществляется через систему управления (СУ) на основе результатов контроля. По каналу связи СУ — САК осуществляется управление си- стемой контроля (команды на смену алгоритмов и программ, другие диспетчерские команды).

Принципы организации контроля в ГПС. При разработ- ке принципов организации контроля в ГПС рекомендуется руководст- воваться следующими общими положениями.

1. Необходимо стремиться к сокращению расходов на обеспечение

качества изделий за счет более раннего обна- ружения и рационального сокращения потерь из-за дефектности (кривая 2) в достижении оптимального качества (рис. 6.7). С экономи- ческой точки зрения все усилия по повыше- нию технического уровня качества промыш- ленной продукции выражаются в форме за- трат, направленных либо на увеличение дохо- дов от расходов по обеспечению качества по базовым показателям, либо на сокращение из- держек производства для установления соот- ветствия показателей качества продукции техническим условиям. Обычно высокая сте- пень соответствия техническим условиям мо- жет быть достигнута путем использования более дорогостоящих производственных про- цессов, затрат на основные издержки произ-

I — расходы на контроль качест- ВОДСТВа И раСХОДОВ На КОНТрОЛЬ. ИсПОЛЬЗОВа-

ва, 2 — потери из-за дефектно- ние ДОРОГОСТОЯЩИХ ПрОИЗВОДСТВвННЫХ ПрО- сти, J — общая сумма издержек ,

на производство; 4 — основные Цессов снижает потери из-за дефектности

издержки производства и повышает качество продукции. Чем основа­

тельнее осуществляется контроль, тем скорее снижаются потери, свя­занные с дефектностью; при этом резко возрастают расходы на конт­роль. Допускается возможность существования оптимума качества, ко­торый соответствует точке минимума в кривой общих затрат. Следова­тельно, точка С₀, отражающая минимальные издержки производства, показывает оптимальное значение Р₀ (см. рис. 6.7).

2. Организация контроля должна обеспечивать управляемость про­изводственной системы по результатам контроля.

3. Необходимо включать в область рассмотрения решение задач контроля параметров, не имеющих эксплуатационного значения, но определяющих возможность и точность выполнения автоматизирован­ных операций и их элементов.

4. В качестве контролируемых следует рассматривать три группы параметров: изделий, процессов и оборудования.

5. Выбор рационального соотношения уровня расходов на реализа­цию контроля производится на основе определения ущерба (потерь) от недостатка информации по каждому параметру соответствующей груп­пы при максимальной эффективности функционирования.

По аналогии с типовой структурой системы управления ГПС струк­тура САК должна содержать три уровня: верхний, средний, нижний.

Методы контроля в ГПС. Основная задача САК в ГПС — обеспечение возможности предупреждения брака. Это достигается пу­тем оперативного получения информации непосредственно в парамет­рах изготовляемого объекта или с помощью косвенных методов в про­цессе изготовления.

При измерении параметров деталей в САК наиболее широкое рас­пространение получили методы и средства активного прямого контроля.

Основными направлениями развития автоматических средств изме­рения параметров деталей являются как средства измерения парамет­ров деталей, встраиваемых в станки, так и средства выносных позиций контроля: средства измерения, встраиваемые в станки с ЧПУ; встраи­ваемые координатно-измерительные машины; измерительные работы; лазерные измерительные устройства и др.

Контроль деталей непосредственно на станке в процессе обработки с помощью встраиваемых измерительных систем, основанных на ис­пользовании измерительных щупов, является наиболее оперативным. Станок выполняет функции координатно-измерительной машины.

Для выполнения измерений измерительные инструменты помеща­ются на одной из позиций инструментального магазина и для контроля автоматически устанавливаются в шпиндель станка. Процесс измере­ния осуществляется по определенному циклу, предусмотренному

в программе станка. Получаемая информация передается в вычисли­тельное устройство блока коррекции.

Роботизация контрольных операций в САК. Для повы­шения производительности контроля изделий, снижения затрат на кон­троль, сокращения доли монотонного утомительного труда в произ­водственном процессе требуется автоматизировать и вспомогательные, к которым относятся операции загрузки, ориентирования, установки, снятия, сортировки по результатам контроля и т. д. С ростом степени автоматизации контрольного оборудования оператору в основном ос­тается выполнять именно эти малоквалифицированные операции.

Применение промышленных роботов (ПР) на контрольных опера­циях развивается в двух направлениях: для загрузки и разгрузки пози­ции контроля или в качестве устройства сканирования с установкой на манипуляторе устройств неразрушающего контроля.

Важным и экономически целесообразным направлением роботиза­ции технологического контроля является входной контроль. Это обус­ловлено, с одной стороны, возрастающим объемом входного контроля по мере усложнения элементной базы и самих изделий, повышением требования к их параметрам, а с другой — весьма ощутимой долей за­трат времени на вспомогательные операции, все увеличивающиеся по мере совершенствования измерительных средств и уменьшения време­ни непосредственно измерений.

Для автоматизации технологического контроля размеров, формы и расположения в условиях мелкосерийного производства ПР применя­ются совместно с цифровыми измерителями линейных перемещений и статистическими анализаторами. В условиях крупносерийного и мас­сового производства используют автоматические стенды и линии конт­роля, сортировки и разбраковки деталей по линейным и диаметраль­ным размерам, включающие в себя специализированные манипулято­ры. Каждый параметр контролируется на отдельной измерительной по­зиции, выполненной в виде унифицированного модуля.

Помимо ПР в состав ГПС входят устройства контроля и разбраков­ки изделий, а также специализированные устройства связи контроль­ных устройств, робота и объекта контроля.

4. Сертификация средств измерений

В России создана Система сертификации средств измерений, кото­рая носит добровольный характер и удостоверяет соответствие изме­рительных средств Заявителей метрологическим правилам и нормам. При организации Системы принимались во внимание и в большой сте­

пени учитывались нормативные документы международных организа­ций ИСО, МЭК, Системы сертификации ГОСТ Р.

Организационно в Систему входят: Управление метрологии Гос­стандарта РФ — Центральный орган системы, Координационный Со­вет, Апелляционный комитет, Научно-методический центр — Всерос­сийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС), органы по сертификации, испытательные лаборатории (центры) средств измерений.

Основные цели Системы: обеспечение единства измерений, содей­ствие единства измерений. Основные задачи Системы: проверка и под­тверждение соответствия средств измерений установленным в распро­страняющихся на них нормативных документах метрологическим нор­мам и требованиям;

проверка и подтверждение соответствия средств измерений уста­новленным в распространяющихся на них нормативных документах метрологическим нормам и требованиям;

проверка обеспеченности сертифицируемых средств измерения ме­тодами и средствами калибровки для передачи размеров от утвержден­ных Госстандартом России эталонов;

проверка соответствия средств измерений дополнительными требо­ваниями, указанными заявителем.

Система открыта для вступления и участия в ней юридических лиц. Предусмотрен свободный доступ изготовителям, общественным организациям, органам по сертификации, испытательным лаборатори­ям, а также всем другим заинтересованным предприятиям, организаци­ям и отдельным лицам к информации о деятельности в Системе, ее правилах, участниках, результатах аккредитации, сертификации. Сис­тема обеспечивает конфиденциальность информации, составляющей коммерческую тайну.

Сертификацию средств измерений осуществляют аккредитованные органы по сертификации средств измерений с учетом результатов ис­пытаний, проведенных аккредитованными на техническую компетент­ность и независимость испытательными лабораториями. Проведение испытаний в лабораториях, аккредитованных только на техническую компетентность, допускается при наличии лицензионного соглашения с органом по сертификации, который в таких ситуациях несет ответст­венность за объективность и достоверность результатов. Аккредита­цию органов по сертификации проводит Центральный орган Системы.

Сертификат соответствия выдает заявителю Центральный орган Системы или орган по сертификации на основе лицензионного согла­шения с Центральным органом: они устанавливают и срок действия

сертификата. Центральный орган Системы организует инспекционный контроль за работой аккредитованных органов по сертификации.

Введение в действие Системы сертификации средств измерений основано на соответствующих рекомендациях по порядку проведения работ, аккредитации органов по сертификации, Реестру Системы (МИ 2277—93—МИ 2279—93).

Порядок проведения сертификации в общем случае включает: представление заявителем в Центральный орган заявки на проведе­ние сертификации;

рассмотрение заявки и принятие по ней решения; направление заявителю решения по заявке; проведение испытаний;

сертификацию производства или системы качества, если это преду­смотрено принятой схемой сертификации;

анализ полученных результатов и принятие решения о возможно­сти выдачи сертификата соответствия;

регистрацию материалов испытаний и выдачу сертификата соот­ветствия;

информацию о результатах сертификации.

4. Международные организации по метрологии

Международная организация мер и весов. Испытания и контроль качества продукции, сертификация, аккредитация метроло­гических лабораторий сопряжены с действиями, основанными на на­циональных системах измерений. При оценке соответствия продукции требованиям стандартов осуществляются измерения различных пара­метров, начиная от характеристик самой продукции до параметров внешних воздействий при ее хранении, транспортировке и использова­нии. При сертификационных испытаниях, устанавливающих соответст­вие товара обязательным требованиям, методика и практика измерений прямо сказываются на сопоставимости результатов, что непосредст­венно связано с признанием сертификата. Следовательно, метрология будет обеспечивать интересы международной торговли, если соблюда­ется единство измерений как необходимое условие сопоставимости ре­зультатов испытаний и сертификации продукции. Эта задача и являет­ся важнейшей в деятельности международных организаций по метро­логии, благодаря усилиям которых в большинстве стран мира принята Международная система единиц физических величин (СИ), действует сопоставимая терминология, приняты рекомендации по способам нор­мирования метрологических характеристик средств измерений, по ис­

пытаниям средств измерений перед выпуском серийной продукции. Международные метрологические организации работают в контакте с ИСО и МЭК, что соответствует более широкому международному рас­пространению единства измерений.

Наиболее крупные международные метрологические организации — Международная организация мер и весов (МОМВ) и Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ).

В 1875 г. 17 странами (в том числе и Россией) была подписана Метрическая конвенция, цель которой — унификация национальных систем единиц измерений и установление единых фактических этапов длины и массы (метра и килограмма). На основе этой Конвенции была создана межправительственная Международная организация мер и ве­сов. Официальный язык организации — французский. Среди инициа­торов создания организации была Петербургская Академия наук. Мет­рическая конвенция действует по сей день. Членами ее состоят около 50 государств мира. В соответствии с Конвенцией было создано Меж­дународное бюро мер и весов (МБМВ) — первая международная науч­но-исследовательская лаборатория, которая хранит и поддерживает ме­ждународные эталоны: прототипы метра и килограмма, единицы иони­зирующих излучений, электрического сопротивления и др. Деятельно­стью МБМВ руководит Международный комитет мер и весов (МКМВ). Главная практическая задача МБМВ — сличение различных единиц измерений. Фактически МБМВ координирует деятельность метрологических организаций более 100 государств.

Научное направление работы организации — совершенствование метрической системы измерений. МБМВ постоянно совершенствует международные эталоны, разрабатывает и применяет новые методы и средства точных измерений, создает новые и заменяет устаревшие концепции основных единиц измерений, координирует метрологиче­ские исследования в странах-членах.

Программы научной и практической деятельности МБМВ утвержда­ет Генеральная конференция по мерам и весам — высший международ­ный орган по вопросам установления единиц, их определений и мето­дов воспроизведения. В ее работе участвуют все страны, присоединив­шиеся к Конвенции. Генеральная конференция собирается не реже од­ного раза в четыре года. В промежутках между конференциями работой МОМВ руководит избираемый на конференции Международный коми­тет мер и весов. В состав комитета входят крупнейшие физики и метро­логи мира, всего 18 членов. В составе Международного комитета мер и весов работают 8 Консультативных комитетов, которые подготавлива­ют материалы и решения для генеральных конференций.

Важным следствием участия в работе МОМВ является синхронный переход стран на новые единицы измерения или новые эталоны основ­ных единиц. Участие России в МОМВ положительно сказывается на сохранении позиций и международного авторитета российской метро­логии и содействует процессу присоединения России к ВТО и вступ­ления в Европейский союз.

Международная организация законодательной мет­рологии. Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) учреждена на основе межправительственной Конвенции, где Россия участвует как правопреемница СССР. Организация объединяет более 80 государств. Цель МОЗМ — разработка общих вопросов зако­нодательной метрологии, в том числе установление классов точности средств измерений; обеспечение единообразия определения типов, об­разцов и систем измерительных приборов; рекомендации по их испы­таниям для унификации метрологических характеристик, порядок про­верки и калибровки средств измерений; гармонизация поверочной ап­паратуры, методов сличения, проверок и аттестация эталонных, образ­цовых и рабочих измерительных приборов; выработка оптимальных форм организации метрологических служб и обеспечение единства го­сударственных предписаний по их ведению; установление единых принципов подготовки кадров в области метрологии.

На 4-й Международной конференции МОЗМ в 1972 г. ее цели бы­ли дополнены более обобщенной формулировкой, отражающей суть основных задач международного сотрудничества. На последующих конференциях задачи дополнялись в соответствии с развитием серти­фикации, а также стандартизации систем управления качеством на ос­нове международных стандартов ИСО серии 900.

Высший руководящий орган МОЗМ — Международная конферен­ция законодательной метрологии, которая созывается раз в четыре го­да. Решения МОЗМ носят рекомендательный характер и лишь мораль­но обязуют страны внедрить их.

Россию в МОЗМ представляют Госстандарт РФ, а также 12 мини­стерств и ведомств. Участие в МОЗМ дает возможность активно вли­ять на содержание принимаемых документов, добиваясь их соответст­вия российским метрологическим стандартам, позволяет совершенст­вовать метрологическую работу в стране, гармонизировать ее с между­народными правилами и нормами, что необходимо для вхождения в ВТО.

Особо следует отметить деятельность МОЗМ по сертификации средств измерений. Сертификат МОЗМ — это документ, подтвержда­ющий соответствие средства измерений определенной Международной рекомендации (МР) МОЗМ. МР содержит технические требования,

описание процедуры испытаний и форму отчета по испытаниям. Сер­тификат МОЗМ дает гарантию изготовленным средствам измерений в том, что изделие соответствует международным требованиям, кото­рые признаются большинством государств мира.

Основные международные нормативные документы по метро­логии. Для реализации на практике единства измерений в междуна­родном масштабе необходимы соответствующие нормативные доку­менты, устанавливающие рекомендации, позволяющие обеспечить единство измерений, и введенные в национальные системы нормы и правила в области метрологии. Международные нормативные доку­менты по содержанию и области применения охватывают четыре со­ставляющие метрологической практики:

терминологию в области метрологии;

единицы величин, их наименование, обозначение и определение;

требования к метрологическим характеристикам средств измере­ний;

способы выражения погрешностей результатов измерений величин. Перечисленные составляющие изложены в разделах главы.

Контрольные вопросы

1. Какие задачи решает метрология в экономике народного хозяйства? Соблюдение каких основополагающих условий необходимо для обеспечения единства измерений и роль в этом единиц физических величин СИ?

Как поддерживают единство измерений с учетом сопутствующих факторов?

Какое толкование терминов метрологии дает нормативная документация? Что по­нимается под техническими измерениями?

Какими характерными особенностями обладают измерения, контроль, испытания и в чем проявляется взаимосвязь между ними?

Как стандартизация обусловила метрологическое обеспечение народного хозяйст­ва? Поясните назначение стандартизации в системе технического контроля, измерения, испытания и роль, выполняемую прикладными фондами стандартов. Определите норма- тивно-правовые основы и статус стандартизации в метрологии.

Какая принята классификация средств измерений и какая методическая основа заложена в проектировании и выборе средств измерений?

Назовите методы измерения в существующей классификации, и какими рекомен­дациями пользуются при их выборе?

Виды погрешностей измерения и их оценка по видам.

В чем состоит назначение автоматизации контроля в машиностроении?