5.4.2. Погрешность схемы измерения

Погрешность схемы измерения возникает из-за принятых при составлении схемы допущений и упрощений расчетов, производимых при вычислении контролируемого параметра.

Например, при измерении размера мы пренебрегаем отклонениями формы детали, считая их малыми по сравнению с отклонениями размера. При строгом подходе деталь необходимо измерить в разных сечениях и определить ее средний размер, который и будет действительным размером детали.

Если деталь не измеряется, а контролируется, то есть определяется ее годность, то принять деталь можно только в том случае, если и максимальный, и минимальный размеры этой детали не выходят за границы поля допуска.

При использовании рычажной передачи в схеме измерения возникает погрешность, которая увеличивается с увеличением угла поворота, поэтому рычажные передачи используют только при малых углах.

Схемы измерения отклонений формы и расположения поверхностей деталей должны строго соответствовать определениям отклонений по стандарту. На рис. 5.9,а представлена схема измерения отклонения от перпендикулярности плоскостей, у которой погрешность схемы отсутствует, то есть Х = _пер.

Рис. 5.9. Схемы измерения отклонения от перпендикулярности

На рисунке 5.9,б изображена упрощенная схема измерения отклонения от перпендикулярности. На упрощенной схеме мы пренебрегаем отклонением от прямолинейности контролируемой плоскости, и измеряем не у самых краев поверхности на длине L, а на длине L₁.

При измерении отклонения от перпендикулярности по упрощенной схеме измеряемая величина Х составит:

где:

_пр – отклонение от прямолинейности измеряемой плоскости,

_пер – отклонение от перпендикулярности на длине L,

L₁ – базовая длина при измерении отклонения от перпендикулярности.

Тогда погрешность схемы измерения с учетом того, что составляющие носят случайный характер и независимы составит:

Погрешность схемы измерения во многих случаях может зависеть от шероховатости поверхности. При контактном принципе измерения возможны западания измерительного наконечника во впадины между выступами. В зависимости от положения наконечника от положения наконечника над впадиной или над выступом будут изменяться показания прибора. С этой погрешностью можно бороться увеличением радиуса измерительного наконечника.

5.4.3. Погрешность базирования при измерении

Погрешность базирования возникает вследствие неточности взаимного расположения объекта измерения и измерительного устройства, что приводит к несовпадению линии измерения измерительного устройства с направлением отсчета измеряемого устройства. Например, на рис. 5.10 показан случай, когда погрешность базирования возникает из-за погрешности устройства крепления (перекоса линии измерения).

При перекосе погрешность базирования равна разности действительного и измеренного размеров:

_БАЗ = L(1/cos – 1).

Она зависит от угла перекоса и от размера измеряемого объекта. При измерении дифференциальным методом эта погрешность будет зависеть от величины хода измерительного стержня.

Рис. 5.10. Погрешность базирования из-за перекоса

Погрешность базирования из-за взаимного расположения измерительной и установочной баз возникает, когда нарушается принцип единства баз.

Согласно принципу единства баз при измерении должны совпадать измерительная и установочная базы объекта измерений. При соблюдении принципа единства баз погрешность не возникает, так как при измерении линейного размера L (рис. 5.11,а), который образует две измерительные базы – верхний и нижний торцы, нижняя измерительная база одновременно является и установочной базой.

На рисунке 5.11,б видно, что нарушение принципа единства баз приводит к возникновению погрешности базирования из-за неперпендикулярности между измерительной и установочной базами.

Рис. 5.11. Принцип единства баз и его нарушение

Измеренная величина:

,

при этом погрешность базирования будет равна разности действительной и измеренной величины:

.

Погрешность зависит от величины несовпадения оси центров и оси измеряемого диаметра и от величины измеряемого размера.

Базирующее устройство, на котором располагается деталь, тоже может создавать погрешность базирования, связанную с несовпадением линии измерения и диаметром измеряемого размера (рис. 5.12)

Рис. 5.12. Погрешность, связанная с устройством базирования

Несовпадение диаметра с линией измерения ведет к тому, что измеряется не диаметр, а хорда. Измеренная величина:

,

при этом погрешность базирования будет равна:

.

Погрешности базирования могут возникать при совместном проявлении погрешностей различных устройств.