Глава 3. Формы государственного регулирования в области обеспечения единства измерений.

Глава 4. Калибровка средств измерений.

Глава 5. Аккредитация в области метрологии.

Глава 6. Информация в области обеспечения единства измерений.

Глава 7. Организационные основы обеспечения единства измерений.

Глава 8. Ответственность за нарушение законодательства Российской Федерации об обеспечении единства измерений.

Глава 9. Финансирование работ и оплата услуг по обеспечению единства измерений.

Результаты работы оформить в виде таблицы 1.

Таблица 1 - Содержание требований закона РФ «Об обеспечении единства измерений»

Название главы	Название статьи	Краткое содержание	Ответственное лицо (контролирующий орган)

Задание 2. Разработать варианты тестовых заданий на основе закона РФ «Об обеспечении единства измерений».

Выполнение задания состоит в разработке каждым студентом индивидуального теста по содержанию глав и статей закона и в обсуждении их в группе.

Тест должен быть представлен в виде вопросов (количество вопросов 20) с тремя вариантами ответов (верный ответ только один), выполняется на отдельных листах и прикладывается к отчету по практической работе. После обсуждения тестов в группе, студент должен сделать вывод о правильности и актуальности поставленных вопросов и ответов.

Контрольные вопросы:

1. Что понимается под метрологическим обеспечением?

2. Дайте определение понятию «единство измерений».

3. В каких областях, установлены обязательные требования и распространяется сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений на измерения?

4. Перечислите требования к выполнению измерений относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.

5. Перечислите требования к единицам величин.

6. Перечислите требования к эталонам единиц величин.

7. Перечислите требования к стандартным образцам.

8. Перечислите требования к средствам измерений.

9. Перечислите требования к техническим системам и устройствам с измерительными функциями.

Практическое занятие № 2 Выбор средств измерений

Цель работы: Ознакомиться и изучить принципы выбора средств измерения.

Задание для практической работы:

1. Изучить основные положения выбора средств измерения.

2. Провести выбор точности средства измерения, основанный на принципе выбора СИ по коэффициенту уточнения.

Теоретическая часть

При выборе СИ учитывают:

- совокупность метрологических характеристик (цена деления, погрешность, пределы измерений, измерительное усилие);

- эксплуатационные и экономические показатели, к которым относятся: массовость (повторяемость измеряемых размеров) и доступность их для контроля;

- время, затрачиваемое на настройку и процесс измерения;

- масса, габаритные размеры, рабочая нагрузка;

- жесткость объекта контроля, шероховатость его поверхности;

- режим работы и т.д.

Учитывая различные цели контрольно-измерительных операций и их различную принадлежность к этапам жизненного цикла технических средств (производство, эксплуатация, ремонт), становится очевидной, невозможность предложения единой методики выбора СИ. Однако некоторые общие принципы выбора на основании накопленного опыта сводятся к следующим положениям.

1. Для гарантирования заданной или расчетной относительной погрешности измерения _и относительная погрешность _си СИ должна быть на 25-30 % ниже, чем _и (т.е. _си = 0,7_и). Если известна приведенная погрешность _и измерения, то приведенная погрешность СИ рассчитывается по следующей формуле

_си = _и , (1)

где х и х_н – результат измерения и нормированное значение шкалы СИ.

2. Выбор СИ зависит от масштаба производства или количества находящихся в эксплуатации однотипных (одноименных) ТС.

В массовом производстве с отработанным технологическим процессом, включая контрольные операции, используются высокопроизводительные механизированные и автоматизированные средства измерения и контроля.

В серийном производстве основными средствами контроля должны быть жесткие предельные калибры, шаблоны, специальные контрольные приспособления. Возможно применение универсальных СИ.

В мелкосерийном и индивидуальном производстве основными являются универсальные СИ, поскольку применение других организационно и экономически не выгодно: неэффективно будут использовать специальные контрольные приспособления или потребуется большое количество калибров различных типоразмеров.

3. Метод измерения, определяемый целью контроля, выдвигает требования к СИ по базировке: если контролируется точность технологического процесса, то выбирают СИ технологических баз; если техническое средство контролируется с точки зрения эксплуатации, то СИ выбирается под эксплуатационные базы.

4. При выборе СИ по метрологическим характеристикам необходимо учитывать следующее:

- если технологический процесс неустойчив, т.е. возможны существенные отклонения измеряемого параметра за пределы поля допуска, то нужно, чтобы пределы шкалы СИ превышали диапазон рассеяния значений параметра;

- цена деления шкалы должна выбираться с учетом заданной точности измерения. Например, если размер необходимо контролировать с точностью до 0,01 мм, то и СИ следует выбирать с ценой деления до 0,01 мм, так как СИ с более грубой шкалой внесет дополнительные субъективные погрешности, а с более точной ценой деления выбирать не имеет смысла из-за удорожания СИ. При контроле технологических процессов должны использоваться СИ с ценой деления не более 1/6 допуска на изготовление.

Поскольку качество измерения определяется величиной относительной погрешности =(Δ/х)100 %,т.е. с уменьшением х величина  увеличивается (качество измерения ухудшается). Следовательно, качество измерений на разных участках шкалы неодинаково.

Поэтому при измерениях рабочий участок шкалы СИ должен выбираться по правилу: относительная погрешность в пределах рабочего участка шкалы СИ не должна превышать приведенную погрешность более чем в 3 раза (<3). Из этого правила следует: а) при односторонней равномерной шкале с нулевой отметкой в ее начале рабочий участок занимает последние две трети шкалы; б) при двусторонней шкале с нулевой отметкой посередине – последнюю треть каждого сектора; в) при шкале без нуля рабочий участок может распространяться на всю длину шкалы.

В пределах рабочего участка шкалы наибольшая возможная абсолютная погрешность равновероятна на всех отметках. Таким образом, при выборе СИ важно определить рабочий участок шкалы и ее цену деления. Последняя зависит от класса точности СИ и числа nш делений шкалы.

Если класс точности СИ определяет наибольшую допустимую погрешность с заданной вариацией, то цена деления должна учитывать эту вариацию, а именно – должна быть равна удвоенному значению приведенной погрешности СИ: С = 2 или nш = 100/ 2.

Исходя из требований удобства считывания показаний, допускается использование более крупных делений шкалы, но обязательно кратных nш (в пределах 2-10). Кроме того, цена деления должна составлять целое число единиц измеряемой величины (1, 2, 5, 10 и т.д.).

5. К регистрирующей аппаратуре предъявляются следующие основные требования:

- сигнал, проходящий через СИ, должен сохранять необходимую информацию, не подвергаться искажению и отделятся от помех;

- первичные преобразователи (датчики) должны потреблять минимум энергии от объекта измерения, и их подключение не должно нарушать его нормальной работы. Особые требования предъявляются к точности и чувствительности датчиков, так как эти низкие показатели сведут на нет все усилия по повышению точности измерений;

- носитель информации должен иметь достаточный объем для регистрации всех необходимых сведений;

- регистрирующая аппаратура должна обеспечить получение информации в возможно сжатые сроки.

Если аппаратура не может одновременно удовлетворять всем предъявляемым требованиям, то выбираются наиболее важные из них, позволяющие наилучшим образом справиться с выполнением поставленной задачи.

Самостоятельная работа

по теме

«Выбор средств измерений»

Самостоятельная работа студентов заключается в изучении дополнительной литературы по вопросам принципов выбора средств измерений.

практическая часть

Задание 1. Изучить основные положения выбора средств измерения.

Выполнение задания заключается в устных ответах на вопросы:

1. Что учитывается при выборе СИ?

2. Назовите общие принципы выбора СИ.

3. Как выбор СИ зависит от объемов производства?

4. С учетом чего должна выбираться цена деления шкалы?

5. Насколько должна быть ниже относительная погрешность СИ, по отношению к погрешности измерения?

6. Почему при выборе СИ, важно определить рабочий участок шкалы СИ?

7. Какие требования предъявляются к регистрирующей аппаратуре?

8. Согласно, какому правилу выбирается рабочий участок шкалы СИ?

9. С какой ценой деления должны использоваться СИ при контроле технологических процессов?

10. С учетом чего выбирается цена деления шкалы СИ?

Задание 2. Провести выбор точности средства измерения основанный на принципе выбора СИ по коэффициенту уточнения.

Выполнение данного задания заключается в выборе средства измерения, основанного на принципе выбора СИ по коэффициенту уточнения. Варианты задания для решения поставленной задачи выдаются преподавателем каждому студенту отдельно.

Выбор СИ по коэффициенту уточнения, это самый простой способ, предусматривающий сравнение точности измерения и точности изготовления (функционирования) объекта контроля. Здесь предусматривается введение коэффициента уточнения К'_Т (коэффициента закона точности) при известном допуске Т и предельном значении [Δизм] погрешности измерения, который рассчитывается по формуле 2.

К'Т = Т/2 [Δизм] (2)

В соответствии с ГОСТ 8.052-81 значения пределов допускаемых погрешностей [Δ_изм] для линейных размеров задаются в зависимости от допусков и квалитета (таблица 1) и рассчитываются по формуле 3

[Δизм]= (0,20 – 0,35)Т = ρТ (3)

Таблица 1 - Зависимость ρ от диапазона допусков и квалитета

Квалитет	2 - 5	6 - 7	8 - 9	10 - 16
Средний коэффициент, ρ	0,35	0,30	0,25	0,26
Диапазон допусков, мкм	0,8–2,7	6-63	14-155	40-4000
Диапазон [Δизм], ±мкм	0,25-10,00	2-19	3,5-39,0	8-800

Для линейных размеров указанное соотношение между [Δизм ] и Т от 20 до 35 %, что соответствует К' _Т = 2,5 -1,4. При выборе СИ по величине К'_Т необходимо иметь соответствующие справочные данные о погрешностях конкретных СИ (Приложение 2). Тогда, если измеряемый размер попадает в стандартизированный ГОСТ 8.051 – 81 интервал 0…500 мм, то используют среднее значение К'_Т.СР., а предел основной допускаемой погрешности СИ находится по формуле 4:

(4)

Пример.

Для контроля вала диаметром ø = 45_-0,025 мм выбрать СИ.

Решение.

Половина допуска размера определяется как Т/2 = 25/2 = 12,5 мкм.

Среднее значение К'_Т.СР.= (2,5 + 1,4)/2 = 1,95. Тогда по формуле 4 имеем:

Используя таблицу Приложения 2 видно, что предел, наиболее близкий к расчетному, имеет рычажный микрометр.