Лекция 22.

Понятие о метрологии и технических измерениях.

Классификация методов измерения.

Основные метрологические показатели средств измерения.

Метрология –наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства.

Основные проблемы метрологии:

• развитие общей теории измерений;

• установление единиц физических величин;

• разработка методов и средств измерений;

• обеспечение единства измерений;

• установление эталонов и образцовых средств измерений;

• разработка методов передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений к рабочим средствам измерений.

Под измерением понимают нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специально для этого предназначенных технических средств.

Основное уравнение измерения:

Q=q·U,

Где Q – значение физической величины;

U – единица физической величины;

q – количество единиц физической величины.

На практике часто производят контрольгодности изделий без определения их фактических размеров.

Для унификации единиц физических величин в международном масштабе создана Международная система единиц СИ.

Технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства называются средствами измерения.

К ним относятся:

• эталоны единиц физических величин для их воспроизведения с наивысшей достижимой точностью;

• меры – средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера (плоскопараллельные концевые меры длины, гири, конденсаторы постоянной емкости и т. п.);

• образцовые средства измерения для проверки рабочих средств измерения, т.е. для обеспечения единства измерений. Сами образцовые средства проверяют по эталонам;

• рабочие средства измерений для выполнения повседневных измерений на практике.

Измерения могут быть основаны на различных методах.

Различают прямые и косвенные методы измерения.

При прямых измерениях значения измеряемой величины находят непосредственно из опытных данных.

При косвенных измерениях искомое значение величины находят вычислением по известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (контроль резьб методом трех проволочек; измерении толщины горячего металла рациональным методом).

На практике при прямых измерениях часто пользуются методом сравнения. При этом измерительный прибор настраивают по мерам длины на какой-то настроечный размер. А во время измерения по шкале прибора определяют не сам измеряемый размер, а его отличие от настроечного размера. Показание прибора алгебраически суммируют с настроечным размером.

Кроме того методы измерения разделяют на контактные и бесконтактные.

Различают два вида контроля: дифференцированный и комплексный.

Дифференцированный или поэлементный контроль характеризуется измерением каждого параметра изделия в отдельности (например, среднего диаметра, шага, половины угла профиля резьбы).

Комплексный контроль позволяет оценивать годность деталей одновременно по нескольким параметрам (например, контроль калибрами или совмещением контура детали с эталонным контуром на проекторе).

Основные метрологические показатели средств измерения.

Интервал деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок шкалы.

Цена деления шкалы – разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

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

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допустимые погрешности средства измерения.

Пределы измерений– наибольшее и наименьшее значения диапазона измерений.

Погрешность измерения – разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины.

Воспроизводимость измерений– близость результатов измерений одной и той же конкретной величины, выполняемых в различных условиях, в различных местах, различными методами и средствами.

Поправка – величина, которая должна быть алгебраически прибавлена к показанию измерительного прибора или к номинальному значению меры, чтобы исключить систематические погрешности и получить значение измеряемой величины или значение меры, более близкое к их истинным значениям.

В зависимости от пределов допустимых погрешностей средств измерений и других свойств, влияющих на точность измерения, большинству типов измерительных средств присваивают соответствующие классы точности.

В СССР создана Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ).

Для обеспечения и наблюдения за единством измерений в систему Госстандарта СССР входят метрологические институты и сеть лабораторий государственного метрологического надзора.

На большинстве заводов для этой цели есть отделы главного метролога и измерительные лаборатории.

В систему ГСИ включены ГОСТ 8.001-71 – 8.098-73, а также ГОСТ 8.050-73 на нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений.

Меры длины и угловые меры.

Меры длиныпо конструктивным признакам делят на штриховые и концевые.

Штриховые меры длины используют в качестве эталонов, образцовых и рабочих штриховых мер, в виде шкал измерительных приборов, а также в инструментах, предназначенных для грубых измерений (линейки, рулетки).

Плоскопараллельные концевые мерыдлины применяют для установки измерительных приборов и инструментов на нуль, для проверки и градуирования измерительных приборов и инструментов, для точных разметочных работ.

Плоскопараллельные концевые меры длины представляют собой бруски из закалённой стали или твердого сплава, имеющие форму прямоугольных параллелепипедов. Две противоположные измерительные поверхности каждой концевой меры очень точно обрабатывают путем шлифовки и доводки.

Концевые меры обладают способностью притираться, что позволяет набирать из них блоки разных размеров. Рекомендуется число концевых мер в блоке брать не более пяти штук.

23,435;

1,005;

1,03;

1,4;

20.

На концевых мерах гравируют их размер.

По точности наборы концевых мер разделяются на классы 0, 1, 2, 3, 4, 5 и разряды.

Для выполнения измерений используют 4 и 5 классы. Более точные классы используют как эталоны для настройки и проверки приборов.

Угловые меры выполняют в виде призм. Они предназначены для хранения и передачи единицы плоского угла, для проверки и градуировки угломерных приборов и шаблонов, а также для контроля углов изделий.

Угловые меры выпускают в виде отдельных мер, многогранных призм или комплектных наборов, позволяющих благодаря притираемости набирать блоки на любой угол с градацией в 1º, 10', 1', 30" и другие. Причем в блоках угловые меры можно как суммировать, так и вычитать.

15° + 5° = 20°; 15° − 5° = 10°

+

−

5° 5°

+ + +

−

15° − 15° −

Наборы угловых мер выпускают трех классов точности 0, 1, 2.