67. Вимірювальні головки координатно-вимірювальних машин.

68. Структурна схема вимірювального приладу. Вимі́рювальний при́лад) — засіб вимірювань, в якому створюється візуальний сигнал вимірюваної інформації. За видом структурної схеми — прилади прямого вимірювання і прилади, що працюють за принципом компенсації;  Принцип керування за збуренням, або принцип компенсації збурень, полягає в тому, що керуючий вплив у системі виробляється в залежності від результатів вимірювання збурення, що діє на об'єкт. Іншими словами, в даних системах керуючий вплив є функцією збурюючого впливу.Величина і знак керуючого впливу повинні бути такими, щоб повністю або значною мірою компенсувати вплив збурюючого впливу на об'єкт. Системи, побудовані за цим принципом, працюють за розімкненим колом, тобто не мають зворотного зв'язку. Якщо в автоматичній системі керуючий вплив виробляється на основі інформації про відхилення регульованої величини від заданого значення, то кажуть, що система побудована на основі принципу регулювання за відхиленням, або принципу зворотного зв'язку. Для реалізації цього принципу в регулюючому пристрої необхідно здійснювати порівняння дійсного значення регульованої величини із заданим значенням та управляти об'єктом в залежності від результатів цього порівняння.

69. Розрахунок пристроїв приладів на точність. Точністю засобу вимірювання називається характеристика засобу вимірювань, яка визначається за близькістю його показів до істинного значення вимірюваної величини або ж близькістю до нуля всіх його похибок (випадкових, систематичних методичних та інших).У виробничих умовах первинні вимірювальні перетворювачі (датчики), системи дистанційних передач, вимірювальні прилади, регулятори та інші засоби експлуатуються у складних умовах, які змінюються в часі. Це обумовлено тим, що контрольований виробничий процес, як і сам технологічний процес, змінюється у широких межах. Зміна технологічних параметрів і умов зовнішнього середовища (температури, тиску, вологості, вібрації) значно впливають на точномірні характеристики засобів вимірювальної техніки, на їхні статичні та динамічні характеристики. Кожний із впливових чинників, зазвичай, може бути виміряний окремо і врахований при одержанні результатів вимірювань, проте у виробничих умовах експлуатації всі їх врахувати майже неможливо. Тому кожний засіб вимірювання поряд з нормованою чутливістю до вимірюваної величини певним чином реагує на різні чинники, які обумовлюють підвищення похибки засобів вимірювання. В умовах експлуатації статичні похибки засобів вимірювальної техніки визначаються за відхиленням реальних статичних характеристик у(х) від номінальних (або ідеалізованих) функцій перетворення у0(х), які одержані у нормальних умовах їх роботи, тому забезпечення високої точності вимірювань пов'язано з мінімізацією цього відхилення: Δу = у(х)-у0(х). Розглянемо у загальному вигляді вплив основних чинників на похибку вимірювань Ау. У рівняння будь-якого засобу вимірювальної техніки (ЗВТ), крім вимірюваної величини, входить ряд конструктивних параметрів ЗВТ, які змінюють свої характеристики як у процесі експлуатації, так і при зміні зовнішнього середовища. Тому у загальному вигляді рівняння вихідної величини ЗВТ можна записати так: у = F(x; l1; 12; .ρ1; ρ2; . U; f . t; р; М), (1) де l1 12 — конструктивні розміри деталей; ρ1 ρ2 — фізичні характеристики матеріалів засобу вимірювань; U, f — напруга і частота джерела електричної енергії; t, p, M — температура, тиск, вологість зовнішнього середовища. Значення l, р, U, f, t, p, M можуть відрізнятись від номінальних значень залежно від технологічних чинників, коливань напруги чи частоти у мережі, зміни зовнішніх умов в процесі експлуатації тощо. Виходячи із функціональної залежності (1) можна розрахувати похибки засобів вимірювання при зміні кожного параметра означеного рівняння. Визначимо зміну показань засобу вимірювання, яка викликана зміною лише одного якогось параметра, наприклад l1 а всі решта залишаються постійними. Значення параметрів змінюються зазвичай досить обмежено, тому приріст функції можна розглядати як такий, що дорівнює її диференціалу:

(2)Відхилення Δl параметра деталі засобу вимірювання від номінального значення називається первинною абсолютною похибкою, вираз Δl1dy/dl1 — частковою похибкою. Аналогічно можна розрахувати похибки засобу вимірювання при зміні решти параметрів. Загальна похибка засобу вимірювання визначається сумою похибок від зміни всіх параметрів:

(3)

Якщо ж відомі статичні характеристики окремих ланок засобу вимірювань, то доцільніше спочатку розрахувати похибки для окремих ланок, а потім на їхній основі розрахувати загальну похибку засобу вимірювання. У загальному вигляді статична характеристика довільної ланки має вигляд у = f(x1; l1; 12; .ρ1; ρ2; . U; f . p; t; М), (4) Похибка довільної ланки Δyi буде частковою похибкою вимірювального засобу Δyi=dy/dyi. Для знаходження часткової похідної ду/дуі складається рівняння скороченого вимірювального кола у = f(yi), з якого і визначається часткова похідна ду/д(уп). На основі аналізу рівнянь (1), (4) можна визначити два методи зменшення похибок результатів вимірювань: метод стабілізації параметрів статичних характеристик та метод структурної надмірності.

70. Системи технічного зору. Скануючі лазерні системиСкануюча система, як правило, представляє собою сукупність двох дзеркал, що повертаються навколо перпендикулярних один одному осей. Кожне з цих дзеркал в «нульовому» положенні відхиляє лазерний промінь на 90 градусів. Після дзеркал по ходу променя знаходиться фокусуючий об'єктив, як правило - об'єктив плоского поля. Поворот дзеркал призводить до переміщення фокусної плями по предметній площині. Дзеркала наводяться в рух гальванопріводамі. До переваг цього типу систем управління лазерним випромінюванням відносяться: висока швидкість переміщення точки обробки (до 10 м/с); висока точність позиціонування і повторюваність (5 мкм); невисока вартість; компактність; можливість завдання складної програми обробки. Недоліком скануючих систем є порівняно малий розмір поля обробки. Цей недолік обмежує сферу застосування скануючих систем маркуванням, очищенням і ударним зміцненням. Цей недолік робить неістотним має місце обмеження по потужності, так як потужні лазери в цих сферах, як правило, не використовуються. Плотерна система (координатний стіл) являє собою пристрій переміщення фокусує головки у фіксованій площині роздільно по двох координатах. Функціонально така система складається з станини, напрямних, двигунів і власне фокусує голівки. Переваги: можливість створення координатного столу під будь-який заданий розмір; можливість використання лазера будь-якої потужності; порівняно висока точність позиціонування і повторюваність (5 - 100 мкм); можливість завдання складної програми обробки; висока швидкість (до 10 м/хв). До недоліків, а точніше, до конструктивних обмежень, слід віднести великі вага і розмір, а також високу вартість координатних столів.

71Оптичнi пiрометри безпосередньої оцiнки. Характернi особливостi. Оптичні пірометри широко застосовуються в лабораторних і виробничих умовах для вимірювання температур вище 800°С. Принцип дії оптичних пірометрів заснований на порівнянні спектральної яскравості тіла зі спектральною яскравістю градуйованого джерела випромінювання. Звичайно в оптичних пірометрах є дві шкали, однією з яких користуються при не встановленому поглинаючому світлофільтрі, наприклад від 800 до 1200°С, а другий — при встановленому світлофільтрі від 1200 до 2000°С. Існуючі в цей час оптичні пірометри призначені для вимірювання температур в інтервалі від 800 до 6000°С и мають різні модифікації з різними межами вимірювання. Клас точності оптичних пірометрів 1,5-4,0.На точність вимірювання температури оптичними пірометрами впливають ступінь відхилення властивостей випромінювача від властивостей чорного тіла, а також поглинання променів проміжним середовищем, через яку проводиться спостереження. На результатах вимірювання впливають наявність у навколишнім повітрі пилу, диму і великого змісту двоокису вуглецю. Крім того, усяке забруднення оптичної системи пірометрів також веде до збільшення похибки вимірювання.Достоїнствами оптичних пірометрів є порівняно висока точність вимірювання, компактність приладу і простота роботи з ними. До числа їхніх недоліків варто віднести потребу в джерелі живлення, неможливість стаціонарного вимірювання температури і автоматичного її запису, а також суб'єктивність методу вимірювання, заснованого на спектральній чутливості очей спостерігача.

72. Методи зменшення похибок засобів вимірювання.Похибка вимірювання  (error of a measurement - англ.)— це відхилення результату вимірювання від істинного значення вимірюваної фізичної величини[1]:Тут - результат вимірювання величини ; - її істинне значення.2. Метод стабілізації параметрів статичних характеристик Перший метод зводиться до підвищення стабільності параметрів статичних характеристик засобів вимірювання або ж до зведення до мінімуму часткових похибок Δyli; Δуρi, ΔyU; Δyf тощо. Ці методи підвищення точності результатів вимірювань називаються конструктивними, або технологічними. Стабілізація статичних характеристик на основі конструктивних методів полягає у виготовленні засобів вимірювань та їх елементів із сучасних високотехнологічних матеріалів, характеристики яких майже не залежать від зміни параметрів зовнішнього середовища. Відмінною рисою конструктивних методів є включення в засоби вимірювань тільки тих елементів і вимірювальних перетворювачів, без яких процес вимірювання взагалі неможливий. Конструктивні методи підвищення точності широко використовувалися у приладобудівній промисловості. їх ще називають класичними методами. Проте класичні методи майже вичерпали свої можливості. 3. Метод структурної надмірності Другий метод підвищення точності результатів вимірювань полягає у введенні в процес вимірювань структурної або ж тимчасової надмірності. Це дає можливість одержати додаткову інформацію про вимірювану величину та про перешкоди, що виникають у процесі вимірювань. Опрацювання таких даних вимірювань за спеціальними алгоритмами дозволяє підвищити точність вимірювань. Ці способи одержали назву структурних методів підвищення точності вимірювань. Відмінною особливістю структурних методів є забезпечення високоточних результатів вимірювань на звичайних засобах вимірювань, без зміни вимог щодо поліпшення їхніх метрологічних показників. Необхідна точність вимірювань досягається за рахунок опрацювання додаткової інформації за спеціальними алгоритмами.