1. Метрологические характеристики средств измерения и методы измерений

В процессе выполнения измерений и контроля требуется знать характеристики используемых приборов и инструментов, области их применения, методику проведения измерительных процессов и соблюдения при этом условий единства измерений.

Единство измерений - такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности из­мерений известны с заданной вероятностью. Без единства измере­ний невозможно сопоставление результатов измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием разных мето­дов и средств измерений. Для обеспечения единства измерений необходимо соблюдать одинаковые условия выполнения измерений. ГОСТ 8.050-73 устанавливает следующие нормальные значения влияющих величин:

– температура окружающей среды 20 °С (293 К);

– атмосферное давление 760 мм рт. ст. (101325 Па);

– относительная влажность воздуха 58 %;

– ускорение свободного падения 9,8 м/с²;

– относительная скорость движения внешней среды равна нулю;

– направление линии измерения линейных размеров до 160 мм у наружных поверхностей – вертикальное, в остальных случаях горизонтальное;

– положение плоскости измерения углов – горизонтальное.

Измерения подразделяются на три класса:

а) эталонные и специальные максимально возможной точности;

б) контрольно-поверочные измерения, выполняемые государ­ственными и заводскими измерительными лабораториями;

в) технические измерения, выполняемые в процессе произ­водства на предприятиях.

При выборе средства измерения в зависимости от заданной точности изготовления деталей необходимо учитывать их метрологические показатели. К ним относятся:

1) Длина (интервал) деления шкалы – расстояние между серединами двух соседних отметок (штрихов, точек и т. п.) шкалы (рис. 1.1, б).

2) Цена деления шкалы – разность значений величины, соответ­ствующих двум соседним отметкам шкалы (рис. 1.1, б).

а	б
Рис. 1.1
Рис. 1.2

Здесь следует иметь ввиду, что для простейших измерительных средств длина (интервал) деления шкалы и цена деления совпадают, т. е. с а (рис. 1.2). Для более сложных приборов эти величины не однозначны, т.е. с ≠ а (рис. 1.3).

3)Градуировочная характеристика – зависимость между значениями величин на выходе и входе средства измерений.

4) Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы, то есть наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины (рис. 1.1, б).

5) Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения. Диапазон измерений меньше или равен диапазону показаний. Например для вертикального оптиметра диапазон показаний равен 0,2 мм, а пределы показаний равны Для составных средств измерения диапазон измерений может быть равен диапазону перемещения головки (рис. 1.1, а).

6) Чувствительность – свойство, отражающее способность реагировать на изменение измеряемой величины.

7) Стабильность – свойство, отражающее постоянство во время метрологических показателей.

Рис.1.3

8) Измерительное усилие прибора – сила, создаваемая прибором при контакте с изделием и действующая по линии измерения. Оно обычно создается пружиной, обеспечивающей контакт чувствительного элемента прибора, например измерительного наконечника, с поверхностью измеряемого объекта.

По способу получения результатов измерения делятся на сле­дующие виды: прямое и косвенное.

Прямое – измерение, при котором искомое значение величины находится непосредственно из опытных данных.

Косвенное – измерение, при котором искомое значение вели­чины находится на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Например, расстояние (рис 1.4) можно найти на основании зависимости:

(1.1)

Рис. 1.4

О т н о с и т е л ь н о е – измерение отношения величины к одноимен­ной величине, играющей роль единицы или принятой за исходную.

При измерении используются различные методы.

М е т о д и з м е р е н и я – это совокупность приемов, производимых в определенной последовательности, посредством которых сравни­ваются однородные величины (ГОСТ 16263-70).

М е т о д н е п о с р е д с т в е н н о й о ц е н к и – значение измеряемой величи­ны получается непосредственно по отсчетному устройству измери­тельного прибора прямого действия.

М е т о д с р а в н е н и я с м е р о й – измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Д и ф ф е р е н ц и р о в а н н ы й м е т о д – измерение, при котором параметр каждого элемента изделия измеряют независимо от других элементов.

К о м п л е к с н ы й м е т о д – измерения, при которых определяют вли­яние комплекса параметров, характеризующих изделие сложной фор­мы, на точность изделия.

К о н т а к т н ы й м е т о д – значение измеряемой величины определяется при непосредственном контакте элементов измерительного устройства с измеряемым объектом.

Б е с к о н т а к т н ы й м е т о д – при измерении отсутствует непосредственный контакт средства измерения с измеряемым объектом, например, при измерении с помощью проектора (рис. 1.5).

Рис.1.5