Похибки роботи приладів від похибок виготовлення

Самі вимірювальні прилади, як будь-який інший пристрій, виготовляються з деякими похибками, що впливають на точність їх роботи. Такі похибки закладаються в прилад унаслідок не точного виготовлення всіх його деталей і від похибок – відхилень при складанні виробу.

Так всі деталі, що входять в кінематичну схему вимірювального приладу мають відхилення від ідеального – номінального значення розмірів (похибки виготовлення довжин важелів, похибки кроку на зубчатих колесах, похибки нанесення кроку штрихів шкал і т.п.), що в результаті змінює розмірні характеристики елементів приладу від розрахунково-ідеального варіанту і викликає у результаті похибки в роботі приладу.

Розглянемо приклад, коли похибка вимірювання виникає в показуючому приладі із-за можливого зсуву осі стрілки щодо шкали приладу (Рис. ) на величину .

Рис.14 від зсуву осі стрілки щодо шкали приладу

При вимірюванні виникає періодична синусоїдальна похибка вимірювання, яка дорівнює куту повороту стрілки на кут : . У такому разі найбільша похибка вимірювання буде тоді, коли стрілка повернена рівно вгору або вниз, а найменша (=0), тоді коли стрілка розташовуватиметься горизонтально. Тому прийнято у всіх приладах з шкалою вважати за величину одного ділення шкали з урахуванням всіх вище перерахованих погрішностей системи приладу.

Похибки вимірювання від наявності зазорів в схемі приладу

У всіх вимірювальних приладах кінематичні схеми містять рухомі елементи, що переміщаються або обертаються при вимірюванні. Природно для їх вільного переміщення в місцях сполучення обов'язково роблять зазори, щоб при температурних деформаціях системи приладу при коливаннях температури навколишнього середовища не було заклинювання або силового тертя.

Ці зазори беруть участь в точності початку руху механізму шляхом їх послідовної вибірки по всьому кінематичному ланцюгу, оскільки завжди вимірювальні прилади працюють в реверсивному русі (поворотно – поступальному циклі). З'являється певний малий вільний хід від вимірювального щупа до стрілки покажчика на шкалі .

Величина залежить від точності виготовлення приладу, і вона завжди є, і впливає прямо на точність вимірювання, як випадкова величина: .

Висновок: із-за наявних в системі вимірювальних приладів вище вказаних похибок прийнято офіційно вважати за стандартом, що максимальна похибка вимірювання рівна ціні одного ділення шкали, не залежно в яких розрядах одиниць вимірювання проводиться дана процедура.

Похибки вимірювання від зовнішніх умов вимірювання

В деяких випадках зміна певних умов при вимірюванні надає негативну склаову на точність одержуваної інформації. До таких шкідливих умов можна в першому наближенні віднести температуру зовнішнього середовища, зміна вимірювальних зусиль і деякі інші, що менш впливають.

Похибки від значних відхилень навколишньої температури

При вимірюваннях високоточних величин стандартами передбачена нормальна температура середовища +20°С. Але у багатьох випадках в цехах виробництва температура середовища коливається в значних межах по часах роки. Зустрічаються випадки, коли під час проведення технологічних процесів виділяється багато тепла, що розігріває деталь і приводить до її теплових деформацій, що міняють її лінійні розміри.

Виникаючу похибку вимірювання від спотворення інформації, викликаної відхиленням температури від нормальної, можна визначити по наступному виразу:

,

де - вимірювана величина;, - коефіцієнти лінійного розширення металу деталі і засобу вимірювання; - відхилення температури деталі і засобу вимірювання від нормальної температури. При цьому такі похибки значні. Так при деталі із сталі розмірів в 100 мм - =0,02 мм.

Похибки вимірювання від зносу засобів вимірювання

При тривалій роботі з часом засоби вимірювання, як і все інші механізми, зношуються під впливом тертя, можливих у виробництві перевантажень. Особливо схильні до такого зносу граничні калібри, губки штангенциркулів і інших часто використовуваних інструментів.

Всі пробки і особливо скоби, що мають малі площі контакту, при контролі деталей випробовують часто силове тертя, коли розміри деталей виготовлені на граничних значеннях допуску.

На Рис. показаний шаблон двосторонній для вимірювання виступу кронштейна по висоті . Якщо кронштейн або інша деталь, виготовлена із сталі те гострі губки шаблону, особливо його нижньої частини, завжди в контакті і через 200ч300 вимірів зрадять контрольні розміри шаблону на 10ч20 мкм.

Рис.15 Знос шаблону ( - знос інструменту, А – місця зносу)

На Рис.16 показаний характерний знос робочих губок універсального штангенциркуля, які завжди щільно затискають деталь, а потім її під зусиллям виймають з губок.

Рис.16 Характерний знос робочих губок штангенциркуля

Тому завжди має місце: . Стандартом передбачені допустимі величини зносу вимірювальних засобів: .