Лабораторная работа №4 Поверка рабочих средств измерения

Цель работы: изучить поверочную схему для средств измерения линейных величин; получить навыки поверки штангенциркуля.

Оборудование, оснастка, инструмент:

Штангенциркуль ШЦ-I-250 мм по ГОСТ 166-89 с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм или 0,1 мм.

Набор плоскопараллельных концевых мер длины 5-го разряда по ГОСТ 9038-90 с погрешностью измерений 0,002 мм.

Лекальная линейка типа ЛД, класс точности 1 по ГОСТ 8026-92.

Ролик диаметром 5,493 мм, класс точности по ГОСТ 2475-88.

Металлическая измерительная линейка по ГОСТ 8026-92.

Микрометр I класса по ГОСТ 6507-90.

Основные теоретические положения

Поверка средства измерений – совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы или другими уполномоченными на то органами, организациями с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.

Поверка является обязательной операцией для средств измерения, применяемых в сферах государственного регулирования обеспечения единства измерений. К числу таковых относят:

1. Осуществление деятельности в области здравоохранения.

2. Осуществление ветеринарной деятельности.

3. Осуществление деятельности в области охраны окружающей среды.

4. Осуществление деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях.

5. Выполнение работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда.

6. Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.

7. Осуществление торговли и товарообменных операций, выполнение работ по расфасовке товаров.

8. Выполнение государственных учетных операций.

9. Оказание услуг почтовой связи и учет объема оказанных услуг электросвязи операторами связи.

10. Осуществление деятельности в области обороны и безопасности государства.

11. Осуществление геодезической и картографической деятельности.

12. Осуществление деятельности в области гидрометеорологии.

13. Проведение банковских, налоговых и таможенных операций.

14. Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.

15. Проведение официальных спортивных соревнований, обеспечение подготовки спортсменов высокого класса.

16. Выполнение поручений суда, органов прокуратуры, государственных органов исполнительной власти.

17. Осуществление мероприятий государственного контроля (надзора).

Средства измерений, подлежащие метрологическому контролю и надзору, подвергаются поверке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при продаже и выдаче на прокат, а также при эксплуатации.

В иных сферах деятельности по желанию лица, эксплуатирующего средства измерения, возможно проведение их калибровки. Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений. В качестве методик калибровки допускается применение методик поверки или разработка самостоятельных методик.

Допускается применение четырех методов поверки (калибровки) средств измерений: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения величины; косвенные измерения величины.

Метод непосредственного сличения поверяемого (калибруемого) средства измерения с эталоном соответствующего разряда широко применяется для различных средств измерений в таких областях как электрические и магнитные измерения, для определения напряжения, частоты и силы тока. В основе метода лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым (калибруемым) и эталонным приборами.

Метод сличения с помощью компаратора основан на использовании прибора сравнения, с помощью которого сличаются поверяемое (калибруемое) и эталонное средства измерения.

Метод прямых измерений применяется, когда имеется возможность сличить испытуемый прибор с эталонным в определенных пределах измерений.

Метод косвенных измерений применяется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые.

Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений.

Поверочная схема – это утвержденный в установленном порядке документ, регламентирующий средства, методы и точность передачи размера единицы физической величины от государственного эталона или исходного образцового средства измерений рабочим средствам измерений.

Поверочная схема может быть: государственной и локальной.

Государственная поверочная схема устанавливает передачу информации о размере единицы в масштабах страны. Она возглавляется государственными или специальными эталонами.

Государственная поверочная схема в общем виде представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Общий вид государственной поверочной схемы

Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических служб министерств (ведомств) и юридических лиц. Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой.

При поверке средств измерений необходимо определить погрешности прибора и сравнить с допустимыми, которые устанавливаются в зависимости от их класса точности.

Последовательность выполнения работы

1. Поверка штангенциркуля проводится по ГОСТ 8.113-85.

Определить метрологические характеристики штангенциркулей, в том числе используя формулы (1.1-1.3), и заполнить таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Наименова-ние прибора	Пределы измерения	Величина отсчета по нониусу	Цена деления основной шкалы	Длина нониуса	Число делений нониуса	Класс точности

2. В зависимости от типа поверяемого штангенциркуля определяют длину губок: для ШЦ-I определяют длину губок l и l₂, для ШЦ-II – l, l₁ и l₂, для ШЦ-III – l и l₁ (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Схема измерения длины губок штангенциркуля

3. Произвести внешний осмотр. При внешнем осмотре должны быть установлены отчетливость и правильность оцифровки штрихов шкал, комплектность маркировки, наличие зажимного устройства для зажима рамки. Не допускаются заметные дефекты (пятна, ржавчина, царапины, вмятины и т.д.), перекос края нониуса к штрихам шкалы штанги, препятствующий отсчету показаний.

4. Опробовать работу штангенциркуля. При опробовании проверяют плавность перемещения рамки вместе с микрометрической передачей на штанге, возможность продольного регулирования нониуса штангенциркулей ШЦ-II и ШЦ-III, возможность зажима рамки в любом положении в пределах диапазона измерения.

5. Длину вылета губок определяют при помощи металлической измерительной линейки. Длина вылета должна соответствовать значениям, установленным ГОСТ 166-89 (табл. 4.2). Результаты измерений заносят в таблицу 4.3.

Таблица 4.2

Пределы измерений, мм	l, мм		l1, мм	l2, мм
	Допустимые значения по ГОСТ 166-89
	Не менее	Не более	Не менее	Не менее
0 – 125	35	40	16	-
0 – 160	45	50	6	16
0 – 200	50	63	8	20
0 – 250	60	80	10	25

Таблица 4.3

Наименование показателя		Допуск по ГОСТ 166-89	Измеренное значение, мм	Заключение о годности
Длина губок, мм	l
	l1
	l2
Плоскостность и прямолинейность губок
Размер g губок
Смещение нулевого штриха

6. Отклонение от плоскостности и прямолинейности измерительных поверхностей губок, а также торца штанги штангенциркуля ШЦ-I определяют лекальной линейкой. Ребро лекальной линейки устанавливают на проверяемую поверхность параллельно длинному ребру. Значение просвета определяют визуально – сравнением его с образцом для определения значения просвета (рис. 4.3). Отклонение не должно превышать значений, установленных ГОСТ 166-89 (табл. 4.4). Результаты измерений заносят в таблицу 4.3.

Рисунок 4.3 – Образец для определения значений просвета: 1 – лекальная линейка; 2 – плоскопараллельные концевые меры длины;

3 – плоская стеклянная пластина; А, Б – значения просвета

Таблица 4.4

Наименование показателя		Значение отсчета по нониусу
		0,05 мм	0,1 мм
			1 класс	2 класс
		Допуск по ГОСТ 166-89, мм
Плоскостность и прямолинейность губок при длине измерительной поверхности, мм	не менее 40	0,04
	не менее 70		0,07
Параллельность измерительных поверхностей губок		0,02/100	0,03/100
Смещение нулевого штриха		 0,05	 0,05	 0,1
Размер g		 0,003
Погрешность измерения на участке шкалы, мм	0	 0,05	 0,05	 0,1
	Св. 0 до 100		 0,06
	Св. 100 до 200		 0,07
	Св. 200 до 250		 0,08

7. Размер g (см. рис. 4.2) сдвинутых до соприкосновения губок для внутренних измерений на штангенциркулях ШЦ-I и ШЦ-II определяют микрометром при зажатом стопорном винте рамки. Размер указывается в маркировке. Отклонение от размера, указанного на штангенциркуле, по ГОСТ 166-89 не должно превышать  0,003 мм (см. табл. 4.4). Результаты измерений заносят в таблицу 4.3.

8. Нулевую установку штангенциркуля определяют при помощи концевой меры длины 1,05 мм, которую перемещают между измерительными поверхностями губок. Погрешность не должна превышать значений, установленных ГОСТ 166-89 (см. табл. 4.4). Результаты измерений заносят в таблицу 4.3.

9. Отклонение от параллельности плоских измерительных поверхностей губок определяют при помощи концевых мер длины и ролика диаметром 5,493 мм (рис. 4.4) при трех положениях подвижной губки (по краям и в середине диапазона измерений). За отклонение от параллельности плоских измерительных поверхностей принимают наибольшую разность а = а₁ – а₂ при каждом положении подвижной губки, которая не должна превышать значений, установленных ГОСТ 166-89 (см. табл. 4.4). Результаты измерений заносят в таблицу 4.5.

Рисунок 4.4 – Измерение отклонения от параллельности плоских измерительных поверхностей губок штангенциркуля: 1 – губки;

2 – концевая мера длины; 3 – ролик

10. Погрешность измерений штангенциркуля определяют по концевым мерам длины, которые помещают между измерительными поверхностями губок. Усилие сдвигания губок должно обеспечивать нормальное скольжение концевых мер по измерительным поверхностям губок при отпущенном стопорном винте рамки.

Таблица 4.5

Отклонение от параллельности губок

Точка на шкале штанги	Допуск по ГОСТ 166-89	Размер, мм		Абсолютная погрешность а = а1-а2, мм	Заключение о годности
		а1	а2
Начало шкалы
Середина шкалы
Конец шкалы

Погрешность определяют в трех точках, равномерно расположенных по длине штанги и нониуса. Погрешность не должна превышать значений, установленных ГОСТ 166-89 (см. табл. 4.4). Результаты измерений заносят в таблицу 4.6.

Таблица 4.6

Погрешность показаний штангенциркуля

Точка на шкале штанги	Допуск по ГОСТ 166-89	Размер блока концевых мер lм, мм	Показания штанген-циркуля li, мм	Абсолютная погрешность l = lм - li, мм	Заключение о годности
Начало шкалы
Середина шкалы
Конец шкалы

11. Дать заключение о годности штангенциркуля.

Контрольные вопросы:

1. Что понимается под метрологической характеристикой?

2. Что такое система единиц физических величин?

3. Дайте определение погрешности средства измерения.

4. Присутствует ли в данной работе инструментальная погрешность?

5. В чем различие поверки и калибровки?

6. Чем отличается первичная поверка от периодической?

7. От чего зависит величина межповерочного интервала?