Класифікація засобів вимірювання

Під засобом вимірювання розуміють технічні пристрої для проведення вимірювальних процедур вимірювання або безпосереднього порівняння вимірюваної величини з одиницями вимірювання для отримання необхідної інформації про вимірювану величину.

Всі засоби вимірювання можна віднести до наступних видів: міри, вимірювальні інструменти, вимірювальні пристосування і прилади.

1. Міри

Мірами називають вимірюючі елементи з високою точністю виконання для збереження одиниць вимірювання або точних величин.

Залежно від призначення міри бувають:

1. Еталонні міри – виконані з високою точністю для збереження найточніших одиниць вимірювання, які зберігаються в центральних метрологічних центрах, і з якими порівнюються інші заходи для періодичної перевірки.

2. Зразкові високоточні міри – випускаються спеціальними підприємствами за спеціальною ліцензією і призначені для тиражування точних одиниць вимірювання – точних мір на великих підприємствах і в наукових організаціях шляхом порівняння. Це, наприклад, зразковий набір розмірних плиток, зразковий набір гирь і міліграм, зразкові еталони шорсткості.

3. Робочі міри – виконані (виготовлені) з високою точністю робочі контрольно-вимірювальні засоби: шаблони, калібри, пробки, скоби і т.д.

Міри також бувають:

- з постійним значенням;

- із змінним значенням;

- магазини мір (зразкові).

Під мірами з постійним значенням або одновимірними мірами розуміють засоби,які відтворюють значення будь-якої одиниці вимірювання або її дріб значенні; наприклад – гирі, кінцеві міри – плитки довжини, кутові плитки і т.д.

Багатовимірні міри – міри із змінним значенням ,які можуть відтворювати певні кратні значення одиниць вимірювання.

Магазини мір розширюють можливості вимірювань і широко застосовуються на виробництві – кінцеві плитки, зразки шорсткості.

Під калібрам розуміються однозначні міри, тобто безшкальні вимірювальні інструменти для перевірки необхідних розмірів, кутів, форми поверхні і т.д. Калібри можуть виконаються і у вигляді шаблонів.

Ці прості безшкалові елементи у вигляді граничних калібрів – шаблонів, мають завжди два допустимі розміри:

рис.1

- допуск на можливі відхилення розміру при виготовленні.

Таким чином прохідний розмір калібру перевіряє точність виготовлення верхньої межі . Не прохідний розмір перевіряє мінімально допустимий розмір .

Для зручності використання таких швидко перевіряючих засобів на виробництві є два види таких замірів-калібрів:

1. Робочі калібри – граничний інструмент контролю придатності на робочих місцях при виготовленні партії деталей.

2. Контр – калібри для контрольної служби заводу для періодичної перевірки робочих калібрів, тобто для перевірки робочої скоби – калібру буде контр – калібр – пробка і навпаки.

Особливо потрібні контр – калібри при перевірці робочих калібрів – по перевірці придатності різьблення різьбових кілець і різьбових пробок, що мають складні багатовимірні профільні поверхні.

ІНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ

Це прості шкалові пристрої для перевірки і вимірювання величини або параметрів на виробництві і інших місцях. Це такі інструменти, як лінійки, штангенциркулі, глибиноміри, транспортири, термометри, ртутні або рідинні, мікрометри.

ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИСТОСУВАННЯ

Вимірювальні пристосування – це спеціалізовані пристрої для вимірювання або перевірки певних характеристик різної розмірності,які створені для спрощення або підвищення продуктивності процедури вимірювання. Вони забезпечують необхідне чітке положення вимірюваної деталі або пристрою щодо елементів, для вимірювання – щупів, упорів, контактів і т.п.

До цієї групи вимірювальних засобів відносяться і контрольні стенди для складних технічних вимірювань або тривалих спостережень, що працюють в напівавтоматичному режимі.

ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ

Вимірювальні прилади – це складні метрологічні пристрої з широким діапазоном вимірювання будь-якої величини, тому вони називаються універсальними засобами в певних межах вимірювання величини.

1. Компаруючі прилади, вимірюють величину, яка досліджкється, шляхом порівняння її із мірами або зразками мір. Найпоширенішими такими пристроями є медичних ваги, де на одну чашку поміщається об'єкт вимірювання, а на іншу кладеться набір гирь – замірів різної величини.

2. Прилади, що показують. Такі прилади забезпечені пристроями індикації у вигляді шкал, числових лічильників, табло, записуючих пристроїв і т.д., що дають можливість відразу визначити величину вимірюваного параметра в певних розмірних одиницях вимірювання. Прилади заздалегідь точно проградуйовані на необхідні одиниці вимірювання шляхом прямого або непрямого порівняння із заходами і фіксують результат на відлікових індикаторах візуального спостереження або на самописцях.

3. Інтегруючі прилади – під ними розуміють вимірювальні прилади, що видають інтегральне (сумарне) значення величини, що вимірюється, за весь час вимірювання. Процес вимірювання при цьому полягає в безперервному підсумовуванні малих одиниць вимірювання і кінцевий результат визначається по відліковому пристрою. Часто такі прилади називають лічильниками і вони вимірюють витрату і зміну вибраного параметра, енергії речовини, часу, матеріалу або елементів в штуках. Найбільш відомі прилади – хронометри, годинник, секундоміри, електричні і газові лічильники.

4. Регулюючі прилади – прилади, які при вимірюванні автоматично регулюють який-небудь процес по визначених параметрах при досягненні або відхиленні їх від заданих значень в межах . Такі прилади мають складні пристрої порівняння в вигляді балансних мостів або інші рухомих механізмів, що подають сигнали на виконуючі пристрої для регулювання необхідної величини. Це, наприклад, стабілізатори напруги струму або тиску газу в мережі, регулятори температури, датчики курсу або крену літаків і ракет і т.д. Всі такі прилади включаються в систему автоматики по управлінню необхідними параметрами складних процесів або об'єктів.

5. Зразкові вимірювальні прилади – невеликий клас приладів, призначений для контролю і перевірки правильності роботи інших приладів по певних одиницях вимірювання. Такі прилади виготовляються і випускаються малими партіями по високому класу точності, перевіряються і атестуються метрологічними службами і служать для відтворення якої-небудь міри або одиниці вимірювання з високою точністю. Такі зразкові прилади звичайно зберігаються на підприємствах в службах головного контролера або метролога, в центральних вимірювальних лабораторіях і необхідні для постійної перевірки всіх інших робочих приладів, використовуваних на даному підприємстві.

ПОХИБКИ ВИМІРЮВАНЬ

Класифікація

1. Методичні похибки

   1. Через неправильно обраного методу вимірювань.

   2. Через неправильно обрану схему контролю

   3. Через неправильно обраного інструменту для вимірювання

2. Похибки роботи вимірювальних засобів

   1. Схемні похибки приладів.

   2. Від неточності виготовлення приладів.

   3. Від наявності зазорів в схемі.

3. Похибки від зносу засобів вимірювання.

   1. Знос граничних калібрів через тертя.

   2. Розбалансування системи приладів, старіння елементів.

4. Похибки від впливу зовнішніх умов

   1. Зміни температури.

   2. Від дії магнітних полів.

5. Похибки від неправильної роботи оператора.

   1. Неточність налаштування складних систем.

   2. Можливий паралакс стрілки.

   3. Великі зусилля вимірювань.

   4. Недостатнє число вимірювань.

Будь-який процес вимірювання незалежно від засобів і умов вимірювання зв'язаний з похибками різної величини, що спотворюють результат вимірювання від дійсного значення величини.

Якщо дійсне значення вимірюваної величини Х₀, то похибка її вимірювання Х, то результат вимірювання будь-якої величини Х_вим: Х_вим= Х₀+Х. Тоді похибка вимірювання як абсолютна величина: Х=Х_вим - Х₀. Ця похибка є величиною випадкової при разовій процедурі вимірювання. При багатократному повторенні процедури вимірювання така похибка може приймати значення як випадкової, так і систематичної змінної або постійної похибки.

Для можливого зменшення або усунення небажаних похибок необхідно виявити і вивчити причину їх виникнення.