Контрольные вопросы
1. Что означают понятия: метрология, единство измерений, физическая величина, измерение, погрешность измерения?
2. Назвать основные единицы физических величин по ГОСТ 8.417-2002.
3. Какие разновидности средств измерения Вы знаете?
4. Чем отличается поверка от калибровки?
6. Дать определение методов измерения: прямой, косвенный, абсолютный, относительный, контактный, бесконтактный.
7. Дать определение метрологических характеристик средств измерения:
• цена деления;
• диапазон показаний;
• пределы измерения (верхний и нижний).
8. Перечислить виды погрешностей измерения.
9. Как рассчитывается абсолютная погрешность измерения?
10. Подчеркнуть какие погрешности опаснее: случайные или систематические?
11. Какие погрешности вызывают рассеивание (разброс) размеров?
12. Как устранить систематические погрешности?
13. Как рассчитать блок КМД, указать на примере. Правила обращения с КМД во время и после проведения измерений.
Нормативная документация
1. РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.
2. ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы физических величин.
2.2. Измерение вала и втулки. Лабораторные работы 1, 2
2.2.1. Описание конструкции и принципов действия
универсальных инструментов
Штангенинструменты
К ним относятся: штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы, штангензубомеры. Штангенциркули (рис. 4) предназначены для сравнительно грубых измерений наружных и внутренних поверхностей абсолютным методом. Они являются приборами массового применения. Технические требования на штангенциркули установлены в ГОСТ 166-89.
В зависимости от типа инструмента (рис. 4) губки имеют одну или две пары измерительных поверхностей: 1 – для наружных и внутренних, 2 – для наружных измерений. У некоторых разновидностей штангенциркулей (рис. 4, б) имеется хомутик 6 с фиксатором 5 и гайкой 9 микрометрического перемещения.
Принцип действия всех штангенинструментов общий: отсчет производится по основной штриховой шкале с делениями 1 мм и шкале нониуса. Основная шкала 8 для отсчета значений целых миллиметров с ценой деления i=1 мм нанесена на штанге 7. Рамка 3 с нониусом 10 перемещается вдоль штанги и фиксируется в нужном положении винтом 4. По нониусу отсчитывают десятые и сотые доли миллиметра. Нониус необходим для повышения точности отсчета долей делений основной шкалы. Отсчет по нониусу сводится к определению совпадения одного из штрихов нониуса с соответствующим штрихом основной шкалы.
Основные типы нониусов штангенциркулей показаны на рис. 5. Выпускаются штангенциркули с ценой деления нониуса а=0,1 и 0,05 мм.
Цена деления нониуса: а = i/n, где i –цена деления основной шкалы, мм;
n – число делений нониуса.
Интервал деления шкалы нониуса; iH=n1/n, где n1- число делений основной шкалы, охватываемых нониусом.
Длина шкалы нониуса: LH = (γn - 1)i, где γ-модуль нониуса, γ = ( LH + i)/ n i.
Модуль нониуса – целое число (обычно 1 или 2), показывающее, скольким делениям основной шкалы соответствует одно деление нониуса. С увеличением модуля растет интервал деления шкалы нониуса iH и длина нониуса LH.
Например: 1) γ=2; i=1мм; n=20; n1=39; iH=39/20=1,95
LH=(2х20-1)х1=39мм; а=1/20=0,05мм
2)LH=19; i=1мм; n=10; n1=19;
γ= (19+1)/(10х1)=2; а=1/10=0,1мм; iH=19/10=1,9
При измерении внутренних размеров наружные поверхности губок 1 (рис. 4) приводят в слабое соприкосновение со стенками отверстия, при этом стопорные винты 4 и 5 должны быть отжаты. Затем стопорят рамку 6 винтом 5, вращением гайки 9 перемещают рамку 3 до тех пор, пока обе измерительные губки 1 не будут плотно прижаты к стенкам отверстия в строго диаметральной плоскости, в чем убеждаются путем небольшого покачивания инструмента, стопорят винт 4 и производят отсчет.
Отсчет размера отверстия по нониусу: нулевой штрих нониуса является указателем для отсчета целых делений N основной шкалы. Число дробных делений миллиметра определяет тот штрих (назовем его «K») нониуса, который наилучшим образом совпадает с каким-либо штрихом основной шкалы. При измерении внутренних размеров ЩЦ-II и ЩЦ-III к показанию прибора следует прибавить толщину измерительных губок, маркированную на них(рис. 4, б, в).
Полный размер отверстия складывается из трех слагаемых: D=Ni+Kа+B,
где N – число делений по основной шкале, Kа- сотые (или десятые) доли по нониусу, B – ширина губок 1 (обычно В =10мм).
При износе губок их размер становится меньше 10 мм и обязательно должен быть указан на штангенциркуле.
Рис.4. Штангенциркули:
а инструмент с глубиномером ШЦ-I; б с двухсторонним расположением губок ШЦ-II; в с односторонним расположением губок ШЦ-III;
1 – губки для наружных и внутренних измерений; 2 – губки для наружных измерений и разметки; 3 – рамка; 4 – стопорный винт; 5 – стопорный винт для зажима рамки микрометрической подачи; 6 – рамка микрометрической подачи; 7 – штанга; 8 – основная шкала штанги;
9 – гайка и винт микрометрической подачи; 10 – нониус; 11 - губки для наружных измерений; 12– губки для внутренних измерений; 13 – линейка глубиномера
i=1
мм a=0,1
мм γ=1 LH=9
мм n=10 n1=9
i=1
мм a=0,1
мм γ=2 LH=19
мм n=10 n1=19
i=1
мм a=0,05
мм γ=2 iH=n1/n LH=39
мм n=20 n1=39
а)
б)
в)
Рис. 5. Типы нониусов: а – тип 1; б – тип 2; в – тип 3