Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрология, взаимозаменяемость, стандартизация и сертификация. Часть 1. Тексты лекций
.pdf
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Казанский государственный технологический
университет
Б.И. Таренко, Р.А. Усманов
Метрология, взаимозаменяемость, стандартизация и
сертификация
Часть 1
(Тексты лекций)
009
2
УДК 006
ББК 30.10.65.2/4.Ц
Составители: Б.И. Таренко, Р.А. Усманов.
Метрология, взаимозаменяемость, стандартизация и
сертификация: тексты лекций. Ч.1 /Б.И. Таренко, Р.А. Усманов.-.
Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2009.- 94 с.
ISBN 978-5-7882-0802-2
1) Рассмотрены в основном вопросы практической
(прикладной) метрологии, освещающей вопросы практического
применения разработок теоретической и положений
законодательной метрологии, а также виды взаимозаменяемости
и принципы нормирования требований к деталям, узлам и
механизмам, используемые при конструировании.
2) П
специальностей всех форм обучения при изучении дисциплины
«Основы метрологии, взаимозаменяемости, стандартизации и
сертификации», а также при подготовке к выполнению
контрольных работ и расчетно-графических заданий.
3) Подготовлены на кафедре «Машиноведение».
Печатаются по решению редакционно-издательского
совета Казанского государственного технологического
университета.
Рецензенты: доц. Ф.Ф. Субханкулов,
проф. Ф.М. Галимов
© Б.И.Таренко, Р.А.Усманов, 2009.
©Казанский государственный технологический
университет,2009.
редназначены для студентов механических
Введение
Динамичное развитие экономики России невозможно без
повышения конкурентоспособности отечественных товаров и
услуг, как на внутреннем, так и на внешнем рынке.
Современный этап научно-технического прогресса
характеризуется развитием отраслей промышленности,
непрерывным совершенствованием конструкций машин и
изделий, перевооружением действующих предприятий,
внедрением более эффективной технологии и новых
материалов, расширением межотраслевой специализации на
основе унификации и стандартизации изделий, возрастающими
требованиями к качеству, надежности и долговечности изделий.
Качество стало определяющим для потребителей во всех
странах мира.
Проблемы выпуска изделий высокого качества
охватывают множество вопросов, при решении которых
существенное значение имеют метрология, взаимозаменяемость,
стандартизация и сертификация.
Метрология - наука об измерениях, а измерения - один
из важнейших путей познания. Они играют огромную роль в
современном обществе. Наука, промышленность, экономика и
коммуникации не могут существовать без измерений.
Практически нет ни одной сферы деятельности человека, где бы
интенсивно не использовались результаты измерений,
испытаний и контроля.
Взаимозаменяемость изделий (машин, приборов и т.д.)
их частей или других видов продукции (материалы,
полуфабрикаты и т.д.) оценивается их свойством равноценно
заменяться другим однотипным экземпляром.
Стандартизация изучает вопросы разработки и
применения таких правил и норм, которые отражают действие
объективных технико-экономических законов, играют большую
роль в развитии промышленного производства, вносят
значительный вклад в рост общественного богатства;
способствуют улучшению использования основных фондов,
природных богатств.
Для регулирования механизмов рыночной экономики
большое значение приобрела сертификация. Для многих видов
продукции и процессов она стала обязательной. Сертификация
рассматривается как официальное подтверждение соответствия
стандартам и во многом определяет конкурентоспособность
продукции.
Предлагаемое учебное пособие адресовано студентам
всех форм обучения, изучающим теорию и практику
метрологии, системы метрологического обеспечения,
взаимозаменяемости, стандартизации и сертификации.
Раздел 1. МЕТРОЛОГИЯ
Потребность в измерениях возникла в незапамятные
времена. Для этого в первую очередь использовались подручные
средства. Например, единица драгоценных камней – карат, что
в переводе с языков древнего юго-востока означает „семя боба“,
„горошина“; единица аптекарского веса – гран, что в переводе с
латинского, французского, английского и испанского означает
„зерно“.
В Киевской Руси появились в обиходе вершок – длина
фаланги указательного пальца; пядь
концами вытянутых большого и указательного пальцев; локоть
– расстояние от локтя до конца среднего пальца; „сягать“,
„достигать“, т. е. можно достать, косая сажень – предел того,
что можно достать: расстояние от подошвы левой ноги до конца
среднего пальца вытянутой вверх правой руки; верста – от
„верти“, „поворачивая“ плуг обратно, длина борозды.
Древние вавилоняне установили год, месяц, час.
Впоследствии 1/86400 часть среднего периода обращения Земли
– расстояние между
вокруг своей оси (суток) получила название секунда.
Важнейшим метрологическим документом в России
является Двинская грамота Ивана Грозного (1550г.). В ней
регламентированы правила хранения и передачи размера новой
меры сыпучих веществ – осьмины. Ее медные экземпляры
рассылались по городам на хранение выборным людям –
старостам, соцким, целовальникам. С этих мер надлежало
сделать клейменные деревянные копии для городских
померщиков, а с них - для использования в обиходе.
Метрологической реформой Петра I к обращению в
России были допущены английские меры, получившие широкое
распространение особенно на флоте и кораблестроении - футы,
дюймы.
Идея построения системы измерений на десятичной
основе принадлежит французскому астроному Г. Мутону,
жившему в XVII веке. Позже было предложено принять в
качестве единицы длины одну сорокамиллионную часть земного
меридиана. На основе единственной единицы – метр –
строилась вся система, получившая название метрической.
В России указом „О системе Российских мер и весов“
1835г.) были утверждены эталоны длины и массы – платиновая
(
сажень и платиновый фунт.
В 1875г. семнадцать государств, в том числе и Россия,
подписали метрическую конвенцию, к которой в настоящее
время присоединились 48 стран. Конвенция устанавливает
международное сотрудничество стран, ее подписавших. Для
этого было создано Международное бюро мер и весов (МБМВ)
(Burean International des Poids et Mesures), находящееся в
г. Севре близ Парижа. Задача МБМВ состояла в том, чтобы
гарантировать международную однородность измерений и их
соответствие Международной системе единиц СИ.
В соответствии с международной Метрологической
конвенцией Россия получила платиноиридиевые эталоны
единицы массы № 12 и № 26 и эталоны единицы длины № 11 и
№ 28, которые были доставлены в новое здание Депо
образцовых мер и весов.
В 1892г. управляющим Депо был назначен Д. И.
Менделеев, которое в 1893г. он преобразовал в Главную палату
мер и весов – одно из первых в мире научно–исследовательских
учреждений метрологического профиля.
Тема 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ МЕТРОЛОГИИ
С 1 января 2001 г. на территории России и стран СНГ
взамен ГОСТ 16263-70 были введены РМГ 29–99 (рекомендации
по международной стандартизации ГСИ. Метрология. Основные
термины и определения), содержащие основные термины и
определения в области метрологии, согласованные с
международными стандартами ИСО 31(0 – 13) и ИСО 1000,
регламентирующими использование дольных, кратных и других
единиц при измерениях.
В соответствии с этими документами метрология –
наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их
единства и способах достижения требуемой точности.
В зависимости от цели различают три раздела
метрологии: теоретический, законодательный и прикладной.
В теоретической (фундаментальной) метрологии
разрабатывают фундаментальные основы этой науки.
Законодательная метрология устанавливает
обязательные технические и юридические требования по
применению единиц физических величин, эталонов, методов и
средств измерений, направленных на обеспечение единства и
необходимой точности измерений.
Мы будем рассматривать в основном вопросы
практической (прикладной) метрологии, освещающей вопросы
это
практического применения разработок теоретической и
положений законодательной метрологии.
Общие понятия
Основными задачами метрологии по РМГ 29–99
являются: установление единиц физических величин; создание и
применение государственных эталонов и образцовых средств
измерений (СИ); установление терминов и определений в
области метрологии; определение и уточнение физических
констант и физико-химических свойств материалов и веществ;
введение служб стандартных справочных данных и служб
стандартных образцов; разработка и применение стандартных
методов и средств поверки измерительных приборов;
обеспечение единства измерений и проведение государственных
испытаний средств измерений.
Классификация средств измерений
Средство измерения (СИ)
(устройство), предназначенное для измерений, вырабатывающее
сигнал (показание), несущий информацию о значении
измеряемой величины, или воспроизводящее величину
заданного размера и имеющее нормированные метрологические
характеристики. Средства измерений бывают образцовыми и
рабочими.
Средства измерений по конструктивному исполнению
подразделяются на эталоны; меры; измерительные приборы и
измерительные преобразователи.
Эталон – средство измерения, официально утвержденное
и обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы
физической величины с целью передачи ее размера
– это техническое средство
нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений
(например – метр через длину световой волны).
Виды эталонов (РМГ 29–99).
Первичный – обеспечивает хранение и воспроизведение с
наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами)
точностью. Первичные эталоны – это уникальные СИ, часто
представляющие собой сложнейшие измерительные комплексы,
созданные с учетом новейших достижений науки и техники.
Они составляют основу государственной системы обеспечения
единства измерений.
Международный – эталон, принятый по международному
соглашению в качестве международной основы для
согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и
хранимых национальными эталонами.
Государственный или национальный – это первичный или
специальный эталон, официально утвержденный в качестве
исходного для страны. Государственные эталоны создаются,
хранятся и применяются центральными метрологическими
научными институтами страны.
Вторичный – хранит размер единицы, полученной путем
сличения с первичным эталоном соответствующей физической
величины.
Мера – средства измерений, предназначеные для
воспроизведения заданного размера физической величины.
Измерительный прибор – средство измерения,
предназначенное для выработки числового показания в форме,
доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Измерительный преобразователь – средство
измерений, предназначенное для выработки сигнала
информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего
преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся
непосредственному восприятию наблюдателем.
Все средства измерения делятся на универсальные и
специального назначения.
Универсальные – предназначены для измерений длин и
углов в определенном диапазоне размеров изделий с
разнообразной конфигурацией.
Специальные – предназначенны для измерений
специальных элементов у деталей определенной геометрической
формы.
Средства измерений длин и углов подразделяются на
следующие группы:
1) штриховые, имеющие линейную или угловую шкалу
и нониус (штангенциркули, угломеры);
2) микрометрические, основанные на принципе
применения винтовой пары (микрометры);
) рычажно–механические: рычажные (миниметры);
3
зубчатые (индикаторы); пружинные (микрометры);
4) рычажно–оптические – (оптиметры) и другие.
Средства измерения специального назначения
предназначенны:
1) для измерений отклонений формы и расположения
поверхностей;
2) для измерений шероховатости поверхностей
(профилометры, профилографы);
3) для измерений резьб (резьбомеры, шагомеры);
4) для измерений углов и конусов;
5) для измерений элементов зубчатых колес, а также
деталей червячных передач.
Под метрологическими характеристиками понимают
такие характеристики средств измерения, которые позволяют
судить об их пригодности для измерений в известном диапазоне
с известной точностью. В отличие от средств измерения
приборы или вещества, не имеющие нормированных
метрологических характеристик, называются индикаторами.
Средство измерения - это техническая основа метрологического
обеспечения.
Средства измерений подразделяются:
1) по виду регистрации сигнала – показывающие,
регистрирующие, самописцы, печатающие;
2) по виду выходного сигнала – аналоговые, цифровые,
аналогово-цифровые;
3) по степени автоматизации – неавтоматизированные,
автоматизированные, автоматические;
4) по виду преобразования сигнала – прямого действия,
сравнения, интегрирующие (суммирующие); измерительные
преобразователи: первичные, промежуточные, передающие,
масштабные;
5) по виду прибора передачи информации –
одноканальные (однопредельные), многоканальные;
6) по виду шкалы – с равномерной шкалой, с
неравномерной шкалой, с нулевой отметкой внутри шкалы, с
нулевой отметкой на краю или вне шкалы;
7) по поверочной схеме – рабочие, образцовые, рабочие
эталоны;
8) по степени универсальности – универсальные,
специализированные;
9) по виду оценки параметров – комбинированные,
измерительные, допусковые (пороговые);
10) по назначению – испытательные, контрольные,
прогнозирующие, диагностические;
11) по измеряемым приборам – механические,
гидравлические, пневматические, акустические, электрические,
электронные;
12) по РМГ 29–99 – измерительные приборы,
измерительные преобразователи.
Измерение –
физической величины с помощью технических средств.
это процесс нахождения значения
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]