Цели и задачи работы

Цель работы: изучение методов обеспечения точности при выборе методик выполнения измерений.

Задачи: 1. Научиться выбирать допустимые погрешности измерений корректно нормированных физических величин.

2. Познакомиться с методами выбора допустимых погрешностей измерений для оценки рассеяния неопределенных физических величин.

Материальное обеспечение работы

Объекты измерений:

Детали типа тел вращения, призм, резисторы, источники постоянного тока, др.

Измеряемые параметры:

линейные размеры, объем, масса, сила, электрическое сопротивление, напряжение, сила тока, температура.

Средства измерений:

Меры длины, угла, объема и массы (линейка измерительная, набор плоскопараллельных концевых мер длины, транспортир, сосуды измерительные, набор разновесов).

Накладные и станковые приборы для измерений длины (штангенциркуль, микрометр гладкий, микрометр рычажный или скоба рычажная, измерительные головки со штативом или стойкой и др.).

Весы для измерения массы взвешиванием, динамометр.

Мультиметр (авометр) для измерений электрических величин.

Термометр или другое средство для измерений температуры.

Средства измерения времени (секундомер, часы, часы-будильник и др.).

Порядок выполнения работы Задание

1. Выбрать допустимую погрешность измерительного приемочного контроля заданной физической величины и методику выполнения ее измерения. Измерить ряд объектов с номинально одинаковыми физическими величинами, проанализировать результаты измерений и дать заключения о годности по каждому объекту.

2. Выбрать допустимую погрешность и методику выполнения измерений для арбитражной перепроверки результатов приемочного контроля по п.1. Повторно измерить физические величины и проанализировать результаты измерений.

3. Выбрать допустимые погрешности и методику выполнения измерений неизвестных параметров, входящих в ряд детерминированных величин, для идентификации нескольких подобных объектов. Выполнить измерения и идентифицировать измеренные величины.

4. Выбрать допустимую погрешность и методику выполнения измерений для исследования различий номинально одинаковых величин одного объекта. Выполнить измерения и проанализировать их результаты.

5. Выбрать допустимую погрешность и методику выполнения измерений для исследования различий номинально одинаковых величин взаимозаменяемых объектов. Выполнить измерения и проанализировать их результаты.

Выбор допустимых погрешностей и выполнение измерений

Выбор допустимой погрешности измерения [Δ] при приемочном контроле детерминированной физической величины, если известен ее допуск Т, представляет собой тривиальную задачу. После назначения допустимой погрешности в соответствии с требованием [Δ]  Т/3 следует выбрать МВИ, которая обладает погрешностью Δ, не превышающей допустимую. Для измерительного контроля линейных размеров до 500 мм допустимые погрешности измерений нормированы ГОСТ 8.051-81, а МВИ для измерительного приемочного контроля таких размеров и для арбитражной перепроверки его результатов можно выбрать по РД 50-98-86. Необходимые измерения проводят с использованием выбранной МВИ. При арбитражной перепроверке результатов приемочного контроля принимают допустимую погрешность измерений, не превышающую 1/3 часть погрешности приемочного контроля.

Для установления номинального значения параметра из ряда с известной закономерностью построения допустимую погрешность измерения следует назначить как (1/5…1/3) долю ступени градации параметрического ряда, наименьшей на рассматриваемом интервале. Например, для определения номинального размера посадочного отверстия подшипника качения диаметром более 20 мм (градация ряда размеров 5 мм), допустимая погрешность измерений может составлять (1,0…1,6) мм.

При измерениях «однотипных величин» (номинально одинаковых физических величин на одном объекте и на ряде взаимозаменяемых объектов), следует оценить рассеяния однотипных величин на выбранном объекте (одном или нескольких), а затем переходить к исследованию группы объектов. Если предварительно выбранная МВИ не позволила обнаружить значимое рассеяние (R) однотипных величин в пределах одного объекта и размах однотипных величин нескольких объектов (Rn), значит 2Δ > R и 2Δ > Rn, и погрешность измерения слишком велика для оценки значений рассеяния.

Если выбранная МВИ не позволила обнаружить рассеяние однотипных величин в пределах одного объекта (R ≤ 2Δ), а различия между однотипными величинами нескольких объектов обнаружены (Rn > R) погрешность измерения слишком велика для эффективной оценки R, хотя (с некоторыми ограничениями) может быть признана допустимой для выявления Rn, поскольку Rn ≥ R.

Если выбранная МВИ позволила обнаружить рассеяние однотипных величин в пределах одного объекта (R > 2Δ), а различия между однотипными величинами нескольких объектов не обнаружены (Rn ≈ R), МВИ может быть признана допустимой для оценки Rn (с некоторыми ограничениями), поскольку очевидно, что Rn ≥ R. В такой ситуации следует признать, что погрешность измерения слишком велика для уточненной оценки R и Rn, хотя позволяет оценить порядки их значений.

Если предварительно выбранная МВИ позволила обнаружить рассеяние R однотипных величин в пределах одного объекта и размах этих величин на группе объектов Rn (то есть можно утверждать, что Δ < R, а Rn ≥ R), выбранная погрешность измерения обеспечивает решение обеих задач и можно принять [Δ] = Δ.

Для получения более информативных оценок параметров и характеристик рассеяния следует выбрать более точную МВИ. Для этого используют соотношение [Δ] < Δ. Выбор меньшей допустимой погрешности дает возможность более строго оценить рассеяние R однотипных величин в пределах одного объекта и размах этих величин на группе объектов Rn (при Rn ≥ R), причем уточненные оценки будут наиболее информативными при соотношениях

Δ ≈ (1/10)Rn и

Δ ≈ (1/10)R.