Предельная погрешность измерения и ее составляющие

Общие сведения

ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

Погрешности средств измерения (СИ) приводят к тому, что результат измерения не соответствует истинному размеру детали. Из-за погрешностей измерений детали с правильными размерами могут быть ошибочно забракованы и, наоборот, детали с неправильными размерами иногда признаются годными. Попадание на сборку деталей с неправильными размерами приводит к выпуску бракованных изделий и может принести существенный материальный ущерб. Для правильного выбора СИ необходимо уметь оценить влияния погрешностей измерения на результаты контроля.

Влияние погрешностей измерения на результат контроля определяется величиной предельной погрешности измерения. Пределы допустимых погрешностей измерения, в зависимости от допусков на изготовление и номинальных измеряемых размеров, не должны превышать значений, указанных в табл.30 ГОСТ 8.053-81 «Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм».

Табл.30 построена так, что для каждого интервала диаметров (от самого маленького интервала до 3 мм до самого большого 400-500 мм) предусмотрено 16 рядов пределов допускаемых погрешностей измерения: от наиболее точного ряда, соответствующего квалитету 2, до наименее точного - квалитету 17. В каждом ряду приводятся две величины: допуск (IT) на изготовление детали (который берется непосредственно с чертежа контролируемой детали) и допускаемая погрешность измерения (δ).

Принцип выбора средств измерения заключается в сравнении предельной (суммарной) погрешности измерений Δ∑ с табличной допустимой погрешностью измерений δ. Соотношение этих погрешностей для получения результата измерений с погрешностью не более заданной должно быть Δ∑ ≤ δ.

Из каких оставляющих погрешностей складывается суммарная погрешность измерения?

При многих видах линейных измерений имеются ряд погрешностей, которые наиболее существенно влияют на качество измерений, и поэтому, при измерении, их рассматривают в первую очередь. К этим слагаемым суммарной погрешности относятся:

1) погрешности, зависящие от вида измерения;

2) погрешности, зависящие от средств измерения;

3) погрешности, обусловленные влиянием внешних факторов;

4) погрешности, зависящие от оператора.

Метод измерений - это способ решения измерительной задачи.

Погрешность метода измерения обусловлена несовершенством выбранного метода измерения, например, неправильно выбранной суммой базирования изделия, неправильно выбранной последовательностью измерения, погрешностью применяемой схемы измерения и т.д.

Под погрешностью средств измерений подразумевают погрешности используемых СИ.

Измерению всегда сопутствуют условия измерения, которые могут оказывать влияние на найденное при измерении значение физической величины. Эти сопутствующие условия называются внешними факторами, которыми обусловливается появление соответствующей погрешности.

Погрешности, зависящие от оператора (субъективные погрешности), связаны с квалификацией оператора при подготовке к измерениям и их проведением, снятием отсчета и обработки результатов измерений.

Таким образом, условие Δ∑ ≤ δ может быть представлено в виде:

где Δ∑ - суммарная погрешность измерения; Δ_М - предельная погрешность метода измерений; Δ_СИ - предел допускаемой погрешности используемых средств измерений; Δ_усл - предельная погрешность, обусловленная влиянием внешних факторов; Δ_о – предельная погрешность оператора; Δ _д - допустимая погрешность измерения.

Как выбрать средство измерений?

При выборе СИ по точности необходимо учитывать требования к погрешности результата измерения (Δ _д) и долю ее, приходящуюся на погрешность используемых средств измерения (Δ_СИ). Зная это соотношение можно определить необходимую точность СИ. В том случае, если погрешностью метода и оператора можно пренебречь, а погрешность средств измерений под воздействием влияющих величин в нормальных условиях измерения может изменяться на 35 % от Δ _д, Δ_СИ рассчитывают по формуле:

Δ_СИ = Δ _д - 0,35 · Δ _д = 0,65 · _Δд.

Полученное значение Δ_СИ сравнивают с предельными погрешностями измерений в данном интервале размеров различных измерительных средств, приведенных в табл. 31. Выбирают то СИ, погрешность измерений которым меньше Δ_СИ.

Всегда ли при расчете Δ_СИ погрешности метода измерений и оператора приравнивают к нулю?

Нет, не всегда. В том случае, если Δ_М и Δ_о значительны, методика оценки Δ_СИ следующая:

задают различные значения погрешностей измерения (Δ_СИ), вычисляют Δ∑ и проверяют выполнение условия Δ∑ < Δ _д.

Таблица 30

Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм

в соответствии с ГОСТ 8.051-81. мкм

Номинальные размеры, мм	Для квалитетов
IT	α	IT	α	IT	α	IT	α	IT	α	IT	α	IT	α	IT	α
До 3 мм	1,2	0,4	2,0	0,8		1,0		1,4		1,8		3,0		3,0
Cв. 3 до 6	1,5	0,6	2,5	1,0		1,4		1,6		2,0		3,0		4,0
Св. 6 до 10	1,5	0,6	2,5	1,0		1,4		2,0		2,0		4.0		5,0
Св. 10 до 18	2,0	0,8	3,0	1,2		1,6		2,8		3,0		5,0		7,0
Св. 18 до 30	2,5	1,0	4,0	1,4		2,0		3,0		4,0		6,0		8,0
Св. 30 до 50	2,5	1,0	4,0	1,4		2,4		4,0		5,0		7,0		10,0
Св. 50 до 80	3,0	1,2	5,0	1,8		2,8		4,0		5,0		9,0		12,0
Св. 80 до 120	4,0	1,6	6,0	2,0		1,0		5,0		6,0	3S	10,0		12,0
Св. 120 до 180	5,0	2,0	8,0	2,8		4,0		6,0		7,0		12,0		16,0
Св. 180 до 250	7,0	2,8	10,0	4,0		5,0		7,0		8,0		12,0		18,0
Св. 250 до 315	8,0	3,0	12,0	4,0		5,0		8,0		10,0		14,0		20,0
Св. 315 до 400	9,0	3,0	13,0	5,0		6,0		9,0		10,0		16,0		24,0
Св. 400 до 500	10,0	4,0	15,0	5,0		6,0		9,0		12,0		18,0		26,0
Номинальные размеры, мм	Для квалитетов
IT	α	IT	α	IT	α	IT	α	IT	α	IT	α	IT	α	IT	α
До 3 мм
Cв. 3 до 6
Св. 6 до 10
Св. 10 до 18
Св. 18 до 30
Св. 30 до 50
Св. 50 до 80
Св. 80 до 120
Св. 120 до 180
Св. 180 до 250
Св. 250 до 315
Св. 315 до 400
Св. 400 до 500

Таблица 31

Измерение наружных линейных размеров, биений и глубин

№ п/п

Средства измерений

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

До 10

св. 10 до 50

св. 50 до 250

св. 250 до 500

1.

Штангенциркули (ШЦ-1, ШЦТ-1, ШЦ-11, ШЦ-П1) с отсчетом по нониусу 0,1 мм.

2.

Штангенциркули (ШЦ-11, ШЦ-1П) с отсчетом по нониусу 0,05 мм.

№ п/п

Средства измерения

Варианты использования

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 25

св.25 до 75

св.75 до 100

св. 100 до 150

св.150 до 200

св.200 до 250

св.250 до 275

св.300 до 400

св.400 до 500

3.

Микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на ноль по установочной мере

а*

б**

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

до 10

св.10 до 30

св. 30 до 50

св.50 до 80

св.80 до 180

св.180 до 200

св.200 до 300

св.300 до 400

св.400 до 500

4.

Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм.

а

б

№ п/п

Средства измерений

Варианты использования

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазонов размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 25

св. 25 до 50

св. 50 до 75

св. 75 до 100

св. 100 до 125

св. 125 до 150

св. 150 до 175

св. 175 до 200

св. 200 до 250

св.250 до 300

св.300 до 400

св.400 до 500

5.

Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0.002 мм и 0,01 мм при установке на ноль по установочной мере и скобы рычажные с ценой деления 0.002 мм при настройке на ноль по концевым мерам длины при использовании на всем пределе измерения

а

б

4,5

* - при работе приборы находятся в руках;

** - при работе приборы находятся в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора.

№ п/п

Средства измерений

Перемещение измерительного стержня, мм

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

св.1 до 3

св.3 до 18

св.18 до 50

св.50 до 80

св.80 до 120

св.120 до 180

св.180 до 250

св.250 до 315

св.315 до 400

св.400 до 500

6.

Индикаторы часового типа (ИЦ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1.

№ п/п

Средства измерений

Перемещение измерительного стержня, мм

Предельные погрешности измерения, (мкм), для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

св. 1 до 500

то же при измерении биений

0,1

№ п/п

Средства измерений

Перемещение измерительного стержня, мм

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 3

св.3 до 6

св.6 до 10

св.10 до 18

св.18 до 30

св.30 до 50

св.50 до 80

св.80 до 120

св. 120 до 160

7.

Головки измерительные пружинные (микрокаторы) (2ИГП, 2ИГПГ) с ценой деления 0,002 и пределом измерений ±0,060 мм

±0,060

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

2,5

2,5

8.

Головки измерительные пружинные (микрокаторы) (1ИГП, 1ИГПГ) с ценой деления 0,001 и пределом измерений ±0,030 мм

±0,030

0,7

0,7

0,8

0,9

1,0

0,9

1,0

1,2

1,2

Продолжение табл. 31

9.

Головки измерительные пружинные (микроквторы) (05ИГП) с ценой деления 0,0005 и пределом измерений ±0,015 мм

±0,015

0,50

0,50

0,60

0,60

0,60

0,60

0,70

0,90

0,80

№ п/п

Средства измерений

Перемещение измерительного стержня, мм

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 3

св. 3 до 6

св. 6 до 10

св. 10 до 18

св. 18 до 30

св. 30 до 50

св. 50 до 80

св. 80 до 120

св. 120 до 160

10.

Головки измерительные пружинно-оптические (оптика-торы) (05П) с ценой деления 0,0005 и пределом измерения

±0,050

0,50

0,50

0,50

0,60

0,60

0,60

0,70

0,90

0,80

11.

Головки измерительные пружинно-оптические (оптика-торы) (02П) с ценой деления 0,0002 и пределом измерения 0,050 мм

±0,020

0,30

0,30

0,30

0,30

0,35

0,35

0,35

0,45

0,45

12.

Головки измерительные пружинно-оптические (оптика-торы) (02П) с ценой деления 0,0001 и пределом измерения 0,024 мм

±0,10

0,25

0,25

0,25

0,30

0,30

0,35

0,35

0,40

0,40

13.

Оптиметр вертикальный, оптиметр горизонтальный (ОБО, ОТО) с ценой деления 0,001 мм и пределом измерения по шкале 0,1 мм при измерении методом сравнения с мерой

±0,1

№ п/п

Средства измерений

Перемещение измерительного стержня, мм

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 3

св.3 до18

св.18 до 50

св.50 до 80

св.80 до 120

св.120 до 150

14.

Микроскопы инструментальные (большая и малая модель) (БМИ, ММИ)

-

№ п/п

Средства измерения

Перемещение измерительного стержня, мм

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 3

св.3 до 6

св.6 до 10

св.10 до18

св.18 до 50

св.50 до 80

св.80 до 100

15.

Длинномеры: горизонтальный и вертикальный при абсолютных измерениях

1,2

1,3

1,3

1,6

2,5

№ п/п

Средства измерения

Увеличение

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 6

Св. 6 до 18

Св. 18 до 100

16.

Проекторы измерительные

10^х

20^х

50^х, 100^х, 200^х

№ п/п

Средства измерения

Варианты использования

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 10

св. 10 до 50

св. 50 до 400

17.

Штангенглубиномер (ШГ) отсчет по нониусу 0,05 мм

-

№ п/п

Средства измерения

Варианты использования

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

до 25

св. 25 до 50

св. 50 до 75

св. 75 до 100

св. 100 до 125

св. 125 до 150

18.

Глубиномеры микрометрические (ГМ)

При абсолютном методе измерения

При измерении с настройкой по установленным мерам

Измерение внутренних размеров

№ п/п

Средства измерения

Варианты использования

Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм

Наименование и случаи применения

св. 3 до 18

св. 18 до 50

св. 50 до 120

св. 120 до 250

св. 250 до 500

1.

Штангенциркули (ШЦ-1, ШЦГ-1, ШЦ-И ШЦ-Ш) с отсчетом по нониусу 0,1 мм

-

Окончание табл. 31

2.	Штангенциркули (ШЦ-II, ШЦ-III) с отсчетом по нониусу 0,05 мм	-
3.	Нутрометры микрометрические (НМ) с величиной отсчета 0,01 мм	-	-	-
4.	Нутрометры индикаторные (НИ) с ценой деления отсчетного устройства 0,01 мм	вся шкала 0,1 мм
№ п/п	Средства измерения	Варианты использования	Предельные погрешности измерения (мкм) для диапазона размеров, мм
Наименование и случаи применения	св. 13 до 50	св. 50 до 120	св. 120 до 250
5.	Оптиметры и длиномеры горизонтальные с ценой деления 0,001 мм.	-	1,5	2,5
до 18	св. 18 до 150
6.	Микроскопы инструментальные (большая и малая модели) (БМИ, ММИ)	-

Дата добавления: 2014-11-29