Основные понятия и определения. Составляющие погрешности измерения

Составляющие погрешности измерения

Методические указания

к выполнению практических работ

по дисциплине

«Прикладная метрология»

для студентов всех форм обучения

направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка»

профилизации «Сертификация, метрология и управление качеством в
машиностроении»

Екатеринбург

РГППУ

Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Прикладная метрология». – Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2012. – 34 с.

Составитель: доцент, канд. пед. наук М.А. Черепанов,

старший преподаватель С.А. Башкова.

Приведены общие теоретические сведения по рассматриваемым в практических работах вопросам, изложен порядок выполнения каждой работы, оформления отчетов. Даны контрольные вопросы для самопроверки, списки рекомендуемой литературы к каждой практической работе.

Одобрены на заседании кафедры материаловедения, технологии контроля в машиностроении и методики профессионального обучения.

Протокол от 09 октября 2012 г. № 3.

Заведующий кафедрой КМ Б.Н. Гузанов

Рекомендованы к печати методической комиссией Машиностроительного института РГППУ. Протокол от 10 октября 2012 г. № 2.

Председатель методической

комиссии МаИ А.В. Песков

© ФГАОУ ВПО «Российский государственный

профессионально-педагогический

университет», 2012

© Черепанов М.А., Башкова С.А., 2012

Практическая работа № 1

Цель работы: научиться определять и рассчитывать составляющие погрешности измерения, связанные с отклонением температуры.

Оснащение: справочные данные; методические указания, калькулятор.

Работа рассчитана на 4 часа.

Погрешность измерения – разность между результатами измерения и истинным значением измеряемой величины.

Погрешности измерений подразделяются на систематические, случайные и грубые (промахи).

Систематической называется погрешность, постоянная по величине и знаку, значение которой при повторных измерениях повторяется или закономерно изменяется. Причины возникновения данной погрешности связано с отклонением температуры измерения от нормальных условий проведения измерений (нормальной температуры); измерение прибором, у которого указатель отсчетного устройства смещен относительно нулевой отметки.

Случайной называется погрешность, принимающая при повторных измерениях одной и той же величины и в тех же условиях разные значения по величине и знаку. Причины возникновения данной погрешности связано с неправильным округлением при отсчитывании показаний прибора; вибрации показаний прибора.

Грубой называется погрешность измерения, существенно превышающая при данных условиях погрешность.

Для выявления и исключения систематических погрешностей осуществляют поверку средств измерений в органах государственной или ведомственных метрологических служб; применяют особые методы измерения; проводят повторные измерения в разных местах с применением различных средств измерений. Но бывают случаи, когда и систематические погрешности выявить и исключить не возможно. Тогда для обработки результатов измерений и оценки систематической погрешности о заданной вероятностью применяют специальные методики, основанные на теории вероятности.

Случайную погрешность обнаружить и исключить практически невозможно, так как она проявляется случайно. Например, при измерении на оптиметре гладкого калибра-пробки в его одном сечении, не изменяя положения наблюдателя и других условий, каждый раз получают при отсчете показаний разные значения. В этом случае определяют закон распределения случайных погрешностей и на основе теории вероятности находят доверительный интервал, в границах которого находится истинное значение измеряемой величины с заданной вероятностью. Чем ýже этот интервал, тем ближе результат измерения к истинному значению измеряемой величины. Случайные погрешности уменьшаются с повышением точности и тщательности проведения измерений.

Погрешность измерений включает в себя все составляющие как систематической, так и случайной погрешности. Известные систематические погрешности суммируются алгебраически, а случайные – квадратически (каждая погрешность возводится в квадрат; из суммы квадратов случайных погрешностей извлекается квадратный корень).

Случайная погрешность измерения является частью погрешности измерения и оценивается средним квадратическим отклонением, определяемым по формуле

где σ – среднее квадратическое отклонение; Х₁; Х₂; … Х_Ν – результаты измерений; Ν – число измерений; – среднее арифметическое значение ряда измерений

Предельная случайная погрешность измерения принимается равной Δ_lim = ±2σ, Δ_lim – предельная случайная погрешность.

Предельная случайная погрешность измерения при совместном влиянии случайных погрешностей от отдельных причин Δ_limΣ (суммарная случайная погрешность) определяется по формуле

где Δ_lim1; Δ_lim2; …; Δ_{lim n} – предельные случайные погрешности, зависящие от отдельных причин.

Отклонение температуры помещения от нормальной (20⁰ С) вызывает в основном систематические погрешности измерения, а колебание температуры в помещении за время измерения – случайные погрешности. Погрешность измерения Δ l, вызванная нарушением температурного режима при измерения, приблизительно определяется по формуле

где l – измеряемый размер детали, мм; α_д – коэффициент линейного расширения материала детали (см. справочный материал, прил. 1); t_д – температура детали, ^оС; α _к – коэффициент линейного расширения материала измерительного средства (калибра, концевой меры длины и т.д., см. прил. 1); t_к – температура калибра, концевой меры длины, ^оС.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с теоретической частью.

2. Записать основные формулы.

3. Рассмотреть примеры решения задач.

4. Решить задачи.

5. Оформить отчет.

Дата добавления: 2015-06-04