Погрешность как важная метрологическая характеристика средств измерений

Заключение

В завершение подводится итог о проделанной работе в виде заключения. Данный раздел содержит в себе необходимые практические выводы и результаты достижения целей обучения.

3. Теоретические основы выбора средств измерений

Геометрическими величинами деталей являются:

- размеры элементов деталей;

координирующие размеры, определяющие положение элементов относительно баз, материализующих систему координат детали;

- отклонения расположения элементов от номинального положения;

- отклонения формы поверхностей элементов от правильной геометрической формы;

- шероховатость поверхностей.

Измерить размер элемента детали - значит найти опытным путем с помощью измерительных приборов два его значения - наибольшее и наименьшее. Измерить отклонение расположения элемента или отклонение формы поверхности - значит найти наибольшее значение отклонения в пределах длины или площади сопряжения.

Измерительные приборы могут быть цельными или сборными. Сборные приборы собираются, как правило, на поверочной плите как основании прибора из штатива, устанавливаемого на плиту, измерительного преобразователя, закрепляемого в штативе, и устройства базирования (призма, синусная линейка) для ориентирования объекта измерения относительно линии измерения преобразователя. В более точном варианте сборный измерительный прибор собирается из стойки, имеющей измерительный столик для базирования объекта измерениями измерительного преобразователя, закрепляемого в кронштейне стойки. Таким образом, в сборном приборе измерительным устройством является только измерительный преобразователь, остальные устройства - вспомогательные средства измерения.

В цельном измерительном приборе измерительный преобразователь и устройство базирования объединены корпусом прибора в одно целое (штангенциркуль, микрометр). Цельные измерительные приборы бывают упиверсалыіыми и спсциальиыми, ручными я станковыми (микроскоп).

В состав измеритсльных приборов, работающих по методу сравнения с мерой, должен входить набор мер для иастройки прибора.

Методические указаиия ио выбору охватывают стандартизованныс средства измерения геометричсских величин (смотри приложение).

Для получения достоверных значений измеряемых величин допускается погрешность измерения прибором Т­_изм не должна превышать 60% допуска измеряемой величины Т_В [2]:

Т_изм = U, 3T_В (1)

Погрешность измерения Е_изм состоит из двух суммарных погрешностей: инструментальной Е_инс и методической Е_мет­.

Е_изм = Е_инс + Е_мет­ (2)

Инструментальная погрешность зависит от допускаемой погрешности выбранного измерительного преобразователя, используемой части его диапазона измерения и способа настройки на нуль [1].

Методическая погрешность характеризует точность метода измерения, т.е. зависит от схемы измерения, принципов, способов, приемов, условий измерения и складывается из погрешности схемы измерения Е_сх, погрешности базирования объекта измерения относительно линии измерения измерительного преобразователя Е_баз, погрешности от температурных деформации Е_т, погрешности от силовых деформаций Е_с, субъективной погрешности Е_л, которую вносит оператор, погрешности настройки Е_н, и смещения настройки Е_см.

Е_мет = Е_сх + Е_баз + Е_т + Е_с + Е_л + Е_н + Е_см (3)

Выбор средств измерения осуществляется в процессе разработки [1] методики выполнения измерений после проектирования схемы измерения геометрической величины.

Главным критерием для выбора средства измерения является допускаемая погрешность средства измерения.

Допускаемая погрешность измерительного преобразователя Т_ип характеризует точность преобразования входного сигнала в показания.

Допускаемая погрешность измерительного прибора Т_п характеризует точность измерение геометрической величины и дополнительно к погрешности измерительного преобразователя включает ряд составляющих методической погрешности, т.к. процесс поверки погрешности есть процесс измерения концевых мер в нормальных условиях поверки, т.е. практически в номинальных условиях измерения [8]. Такая погрешность является основной погрешностью измерительного прибора.

В реальных условиях измерения реальной детали образуется дополнительная погрешность, которая будет увеличивать суммарную погрешность измерения.

Таким образом, и погрешность измерительного преобразователя, и погрешность измерительного прибора являются частью погрешность измерения.

Т_ип = 0,3 Т_измК_сх = 0,1Т_вК_сх, (4)

Т_­п = 0,6Т_измК_сх = 0,2Т­_вК_сх, (5)

где, К_сх – коэффициент преобразования схемы измерения или отношение показаний к измеряемой величине. Например, при измерении конусообразности или овальности цилиндрических поверхностей двухточечным измерительным прибором (микрометром, нутромером) К_сх = 2, т.к. показания, определяемые по разности диаметров, в 2 раза превышают отклонения формы по стандартному определению [4].

Допускаемые погрешности вспомогательных средств измерения Т_вс влияют на составляющие методической погрешности через коэффициенты влияния К_вл, зависящие от схемы измерения.

Т_вс = 0,1Т_вК_вл­

Рекомендации (4)-(6) справедливы для измерительных приборов, работающих по методу непосредственной оценки или методу сравнения с мерой. Если в приборе реализован косвенный метод измерения, при котором вместо искомой геометрической величины измеряется одна или несколько других величин, связанных функционально с искомой известной зависимостью, то число средств измерения увеличивается пропорционально числу измеряемых величин, а их допускаемые погрешности должны быть уменьшены пропорционально числу измеряемых величин с учетом их коэффициентов влияния (частных производных функции искомой величины по измеряемым величинам).

Погрешность схемы измерения создается неучтенными отклонениями формы и расположения поверхностей измеряемых и базовых элементов детали. Она определяется разностью между измеряемыми по схеме значениями геометрической величины и соответствующими значениями величины по её стандартному определению.

Погрешность схемы измерения, названная в стандарте [2] методической, не включена в состав погрешности измерения, что заставляет при разработке схемы измерения осуществлять измерения геометрических величин строго в соответствии со стандартами определениями [3,4].

Не включено в состав погрешности измерения и смещения настройки, что приводит к необходимости частных поднастроек прибора, снижающих производительность измерений.

Выбор средств измерения без учета погрешности схемы измерения и смещения настройки дается в методических указаниях [5].

Дата добавления: 2015-05-10