3й курс 5 семестр / metrologia_pdf

ББк 34.4 ц99 УДК 621: 006.89 М 546

Сушков О.Д. Метрология, стандартизация управление качеством.: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004. 189 с.

ISBN

Соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Метрология, стандартизация и управление качеством», направления подготовки бакалавров 6.070104 – «Морской и речной транспорт».

Содержит сведения по основам метрологии и технических измерений, стандартизации и взаимозаменяемости гладких цилиндрических соединений, подшипников, резьбовых соединений и зубчатых зацеплений. Приводятся методы расчета размерных цепей, требования к шероховатости, форме и взаимному расположению поверхностей, установленные стандартами.

Предназначено для студентов механиков-морского факультета, факультета экономики и менеджмента и вечернего факультета технологии и автоматизации производства, изучающих курс: «Метрология, стандартизация и управление качечетвом».

Табл. 53. Ил. 100. Библиогр.: 8 назв.

2

после Октябрьской революции. Это развитие шло одновременно с развитием промышленности.

Врамках настоящего пособия требования к взаимозаменяемости деталей ограничиваются рассмотрением вопросов точности размера, формы, взаимного расположения и шероховатости поверхности.

По рассматриваемым параметрам разработаны научно обоснованные и проверенные на практике нормативы, обязательные для их использования.

Созданием системы нормативно-технической документации и контролем за правильностью их использования занимается стандартизация.

Внастоящее время работа по стандартизации из узконациональной переросла в международную. Ведущей международной организацией в этой области в настоящее время

является ISO (International Organization for Standardization). Ее рекомендации используются непосредственно или при разработке отечественных стандартов.

Неотъемлемой частью курса является метрологическое обеспечение взаимозаменяемости, связанное с контролем и измерением геометрических параметров деталей.

4

1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТРОЛОГИИ

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Нормативно-правовой основой метрологического обеспечения измерений является государственная система обеспечения единства измерений.

Термины и определения в области метрологии приведены в МИ 2247-98, которые вышли взамен ГОСТ 16263-70.

1.1. Физические величины

Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта (длина, масса, температура и т. д.).

Размер физической величины – количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.

Значение физической величины – выражение физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Отвлеченное число, входящее в значение физической величины, называется числовым значением. Например, диаметр отверстия

10 мм.

Действительное значение физической величины –

значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него. При технических измерениях значение физической величины, найденное с допустимой по техническим требованиям погрешностью, принимается за действительное значение.

Истинное значение физической величины – значение физической величины, которое идеальным образом характеризовало бы в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину.

Единица измерения физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.

5

Вкачестве единицы измерения длины в системе СИ принят метр. 17 Генеральная конференция мер и весов, проходившая в 1983 году, приняла определение метра. Метр – это длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299792458 долю секунды.

Единицей измерения плоского угла является радиан, который равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.

Вмашиностроении применяются дольные единицы (единицы,

вцелое число раз меньшие системной или внесистемной единицы): линейные единицы - миллиметры и микрометры; угловые единицы - градусы, минуты и секунды.

Истинный размер – размер, полученный в результате обработки, изготовления, значение которого нам не известно, хотя оно и существует.

Действительный размер – размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.

Линейный размер (размер) – числовое значение линейной величины в метрах или его частях.

Угловой размер – угол между двумя поверхностями или осями в радианах, градусах, минутах или секундах. Частный случай

– отклонение от прямого угла или точность расположения зубьев зубчатого колеса в микрометрах.

1.2. Измерения

Измерение физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.

Контроль – частный случай измерения, при котором устанавливается соответствие физической величины допускаемым предельным значениям.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно.

Косвенное измерение - определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

6

Метод измерения – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения.

Метод непосредственной оценки – метод измерения, в

котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерения.

Метод сравнения с мерой – метод измерения, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Контактный метод измерений – метод измерений,

основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения.

Бесконтактный метод измерений – метод измерений,

основанный на том, что чувствительный элемент средства измерений не приводится в контакт с объектом измерений.

Для проведения измерений используются различные средства измерений.

1.3. Средства измерений

Средство измерения (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным в течение известного интервала времени.

Мера физической величины – средство измерения,

предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

Однозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину одного размера (гиря, концевая мера длины).

Многозначная мера – мера, воспроизводящая ряд одноименных величин различного размера (штриховая мера, линейка).

Измерительный прибор – средство измерения,

предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.

Измерительная машина – измерительная установка крупных размеров, предназначенная для точных измерений физической

7

величины, характеризующих изделие. Например, координатноизмерительная машина.

Измерительный преобразователь – техническое средство,

служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измеряемый сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейшего преобразования, индикации или передачи и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Шкала средства измерения – часть показывающего устройства средства измерения, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ними нумерацией.

Деление шкалы – промежуток между двумя соседними отметками шкалы средства измерений.

Длина деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок шкалы, измеряемая вдоль воображаемой линии, проходящей через середины самых коротких отметок шкалы.

Цена деления шкалы – разность значений измеряемой величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерения.

Указатель – часть отсчетного устройства, положение которого относительно отметок шкалы определяет показания средства измерения (стрелка).

Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значением шкалы.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерения.

Измерительное усилие – сила, с которой измерительный прибор воздействует на измеряемую поверхность в направлении линии измерения.

Точность измерений – качество измерений, отражающее близость к нулю погрешности результата измерений.

1.4. Погрешности измерений

Погрешность результата измерений - отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения

измеряемой величины Х = Х - Хдейств.

Систематическая погрешность измерения -

составляющая погрешности результата измерения, остающаяся

8

постоянной или закономерно изменяющаяся при повторном измерении одной и той же величины.

Случайная погрешность - составляющая погрешности результата измерений, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях, проведенных с одинаковой тщательностью, одной и той же физической величины.

На результаты измерения влияет много различных факторов, которые определяют наличие случайной составляющей. Поэтому при выявлении погрешности измерения одно и тоже измерение, как правило, производят многократно.

Инструментальная погрешность измерения –

составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерения.

Погрешность метода измерений – составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятого метода измерений.

Рассеяние результатов в ряду измерений – несовпадение результатов измерений одной и той же величины в ряду равноточных измерений, как правило, обусловленное действием случайных погрешностей.

Промах – погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда.

Предел допускаемой погрешности средства измерения –

наибольшая (без учета знака) погрешность средства измерения, при которой оно может быть признано годным к применению.

1.5. Метрологическая служба и ее деятельность

Государственная система обеспечения единства измерений – комплекс нормативных документов межрегионального и межотраслевого уровня, устанавливающих правила, нормы, требования, направленные на достижения и поддержания единства измерений в стране, утверждаемых Госстандартом России.

Государственная метрологическая служба –

метрологическая служба, выполняющая работы по обеспечению единства измерений в стране на межрегиональном уровне и осуществляющая государственный метрологический контроль и надзор.

Государственная метрологическая служба находится в ведении Госстандарта России и включает:

9

-государственные научные метрологические центры;

-органы государственной метрологической службы на территориях республик, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга.

Метрологическая служба юридического лица –

метрологическая служба, выполняющая работы по обеспечению единства измерений и осуществляющая метрологический контроль

инадзор на данном предприятии.

Государственный метрологический контроль –

деятельность, осуществляемая государственной метрологической службой по утверждению типа средств измерений, поверке средств измерений, по лицензированию деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерения.

Государственный метрологический надзор –

деятельность, осуществляемая органами государственной метрологической службы по надзору за выпуском, состоянием и применением средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм, за количеством товаров при продаже, а также за количеством фасованных товаров в упаковке любого вида при их расфасовке и продаже.

Поверка средств измерений – установление органом государственной метрологической службы (или другим официально уполномоченным органом, организацией) пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям. Поверке подвергаются средства измерений, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору.

Первичная поверка средств измерений – поверка,

выполняемая при выпуске средств измерений из производства или после ремонта, а также при ввозе средства измерений из-за границы партии, при продаже.

Периодическая поверка средств измерений – поверка средств измерений, находящихся в эксплуатации или на хранении, выполняемая через установленные межповерочные интервалы времени.

Калибровка средств измерения – совокупность операций,

устанавливающих соотношение значением величины, полученным с помощью данного средства измерений и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью

10