2.4.2. Процедура измерения деталей

Измерение – процесс определения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения. Процедуру измерения можно разделить на этапы: подготовка к. измерению, собственно измерение, обработка результатов измерения.

При подготовке к измерению необходимо иметь четкое представление об измеряемой величине. Она может быть постоянной или переменной, положительной или отрицательной, случайной или закономерной, зависимой или независимой. В то же время измеряемый параметр может находиться в состоянии покоя или перемещаться под действием каких–либо сил или при их полном отсутствии. Измеряемая величина может быть легкодоступна оператору, удобна для проведения процесса измерения, а может быть удалена от него на некоторое расстояние, иметь значительные размеры. Неодинакова и точность измерения, она зависит от точности изготовления параметра, от требований практики – с какой точностью определять искомую величину.

Все вышеперечисленные факторы надо учитывать при выборе средств и методов измерения и контроля.

Далее следует произвести предварительный выбор средств измерения (контроля). Если объем партии невелик, необходимы универсальные средства измерения; при значительных объемах – средства контроля. Одновременно устанавливают метод измерения – совокупность приемов использования применяемых средств измерения (контроля).

Различают методы:

1. В зависимости от характера оценки полученной измерительной информации.

1.1. Метод непосредственной оценки – значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора.

1.2. Метод сравнения с мерой – измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Данный метод, называемый относительным методом измерения, позволяет в принципе осуществлять более точные измерения.

2. В зависимости от приемов получения измерительной информации и характера оценки значений измеряемой величины.

2.1. Прямые измерения – искомое значение измеряемой величины находят непосредственно по прибору. Это можно выразить уравнением

Q = x , (39)

где Q – определяемое значение измеряемой величины; х – значение измеряемой величины, полученное в результате измерения.

2.2. Косвенные измерения – искомое значение величины определяют по известным зависимостям между измеряемой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. При этом используют зависимости

Q = F(x₁; x₂;…;x_i) , (40)

где F – знак функциональной зависимости, форма которой известна; х₁; х₂; …х_i – значения величин, подвергаемых прямым измерениям.

3. В зависимости от количества одновременно проверяемых параметров:

3.1. Комплексный – осуществление одновременного определения ряда параметров, например, нескольких размеров и формы сложнопрофильных деталей, как–то: шлицевых или резьбовых.

3.2. Дифференцированный (поэлементный) – каждый размер изделия измеряют индивидуально.

4. В зависимости от поставленной цели.

4.1. Находят численное значение параметра – процесс собственно измерения детали. Применяется, например, при микрометраже, наладке оборудования, поверке СИ.

4.2. Определяют годность детали, т.е. соответствие ее размеров, формы заданным на чертеже – контроль детали. Осуществляется при помощи бесшкальных СИ - калибров.

5. В зависимости от контакта измерительной поверхности СИ с поверхностью измеряемой детали:

5.1. Между измеряемой деталью и СИ имеется контакт. Различают контакты: точечные (измеряемая поверхность – сфера); линейные (форма детали цилиндрическая); поверхностные (соприкасаются две поверхности, например, концевая мера и плоская, поверхность пятки микрометра). Средства измерения могут быть: 1-о контактные (электроконтактная головка); 2-х контактные (индикаторный нутромер, микрометр); 3-х контактные (индикаторный глубиномер); 4-х контактные (микротаст, для измерения диаметра отверстия).

5.2. Бесконтактные СИ – механический контакт отсутствует. Представители – пневматические, оптические, индукционные, тепловые и подобные устройства.

Следующий этап подготовки к измерению – установление места и цели проведения измерения. Если измерения планируют проводить на рабочем месте с целью корректировки параметров процесса, необходимо применять индикаторные СИ, которые не показывают величину измеряемого параметра, но сигнализируют о его изменении на заранее установленную величину. Если измерение проводят с целью микрометража, требуются показывающие СИ, чтобы можно было установить истинное значение параметра.

Измерение могут проводить в Центральной измерительной лаборатории (ЦИЛ) предприятия – поверку, настройку СИ на размер; на рабочих местах – контроль параметров техпроцесса; в научных лабораториях – для подтверждения результатов теоретических исследований. В каждом конкретном случае следует выбирать такие СИ, которые наилучшим образом обеспечивают достижение поставленной цели.

Окончательно выбор СИ осуществляют в зависимости от требуемой точности выполнения измерений с учетом вышеперечисленных условий.

Методика выполнения измерений предусматривает:

– внешние влияющие условия должны быть приведены к значениям, регламентируемым ГОСТ 8.050 (прил. 26). В ином случае необходимо в результат измерения вносить поправку на несоответствие внешних влияющих условий нормальным значениям;

– точность применяемого инструмента должна соответствовать точности изготовления измеряемой детали.

lim  изм, (41)

где lim – предельная погрешность инструмента, мкм; изм – допускаемая погрешность измерения, мкм;

– инструмент должен быть исправен, комплектен, поверен в соответствии с требованиями соответствующих стандартов, настроен на нуль.

Поверка инструмента включает:

– внешний осмотр – соответствие внешнего вида и маркировки инструмента требованиям стандарта (паспорта). На рабочих поверхностях не допускаются забоины, царапины, следы коррозии. Шкалы должны быть видны отчетливо. Инструмент должен быть комплектным;

– проверка взаимодействия частей – подвижные части инструмента должны перемещаться легко, без заеданий. Не допускается стирание (задевание) штрихов шкалы подвижными частями инструмента. Стопорные устройства должны надежно фиксировать подвижные элементы;

– нахождение отклонения от плоскостности измерительных поверхностей инструмента и его нулевой установки – определяют плоскостность "на просвет" при сдвинутых измерительных поверхностях (если это возможно), а также наложением лекальной линейки на измерительную поверхность (образец "просвета" выполняют при помощи лекальной линейки и концевых мер длины) или при помощи стеклянных пластин интерференционным методом. При определении плоскостности "на просвет" нулевые штрихи шкал должны совпадать;

– определение погрешностей показания – "измеряют" инструментом детали более точные, чем сам инструмент, например, концевые меры длины. Измерения осуществляют на различных участках шкал. Погрешность показания не должна превышать величины, установленной соответствующим стандартом.^

Методика поверки СИ содержит этапы.

1. Поэлементная проверка годности СИ. При этом осуществляют последовательную проверку годности по всем параметрам, предусмотренным стандартами.

2. Комплексная проверка годности инструмента:

2.1. Устанавливают контрольные точки шкалы проверяемого СИ. Для этого диапазон измерения по шкале прибора делят на несколько равных частей.^1 Для инструментов низкой точности (штангенциркуль) берут 3-5 участков, средней точности (микрометр) – 5-7, высокой точности (рычажная скоба) – 7-9 участков.^2

2.2. Рассчитывают блоки концевых мер на каждую контрольную точку. Число мер в блоке должно быть наименьшим.

2.3. Устанавливают требуемую точность концевых мер. Погрешность блока (брать блок с максимальным числом мер) равна

бл  0,25 lim,

где бл, lim –погрешность соответственно блока концевых мер и инструмента, мкм.

2.4. Определяют комплексную погрешность СИ. Для этого инструментом "измеряют" блок концевых мер^3 Результаты заносят в таблицу 27.

2.5. Принимают решение о годности СИ. Инструмент годен к работе, если соблюдено условие

ф  п ,

где ф, п – погрешность инструмента соответственно фактическая и паспортная.

Задание 16.

Произвести поверку: штангенциркуля, микрометра, индикаторной скобы, рычажной скобы. Оформить отчет (табл. 27–29).

Таблица 27

Определение суммарной погрешности инструмента, мм

Размер блока мер	Результат измерения				Погрешность инструмента
	1	2	3	среднее

Таблица 28

Метрологическая характеристика (для штангенциркулей и микрометров), мм

Инструмент	Пределы измерения основной шкалы	Цена деления основной шкалы	Цена деления шкалы нониуса (барабана)	Предельная погрешность, lim
				паспортная	фактическая

Таблица 29

Метрологическая характеристика (для индикаторных и рычажных приборов), мм

Инсрумент	Пределы измерения		Цена деления		Предельная погрешность, lim
	головки	инструмента	головки	инструмента	головки		инструмента
					паспортная	фактическая	паспортная	фактическая