Выбор средства измерения.

Выбор средствА измерения по точности

Методические указания к лабораторной работе № 16

Пермь 2018

Рецензент

д-р техн. наук, профессор В.А.Иванов

(Перский национальный исследовательский

политехнический университет)

Выбор средств измерений по точности: методические указания к лабораторной работе № 16/ сост. М.С. Бурылов, М.А. Гликсон. Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. Пермь, 2018. - 9 с.

Изложены основные понятия погрешностей измерения: допускаемой погрешности измерения линейных размеров, предельной погрешности измерения размера и др. Дан пример: по исполнительному размеру, заданному в журнале лабораторных работ, определить номинальный размер и допуск размера, допускаемую и предельную погрешности измерения заданного размера, средство и условия измерения.

© ПНИПУ, 2018

Основные понятия о государственной системе измерений в соответствии с ГОСТ 16263-70. ГСИ. Метрология, основные термины и определения.

Под измерением понимают нахождение физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (т.е. средств измерений).

Ничего нельзя ни изготовить, ни измерить без хотя бы небольшой неточности. Точность – понятие качественное, ее количественной характеристикой, количественной оценкой, мерой точности (неточности) является погрешность.

Погрешность измерения – это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Погрешность измерения возникает из-за множества причин:

1) из-за приблизительности методов измерений, например, при измерении диаметра цилиндрического валика только в двух сечениях по двум направлениям, что обычно достаточно для производственных измерений, вместо непрерывного измерения всей поверхности или из-за использования приближенных формул для вычисления результатов измерений;

2) из-за конструктивных особенностей средств измерений, например, из-за зазора между подвижной рамкой и штангой штангенциркуля;

3) из-за погрешностей изготовления средств измерений, например, у нового штангенциркуля суммарная толщина губок для внутренних измерений всегда меньше номинала, указанного в маркировке;

4) из-за силовых деформаций средств измерений от усилий измерений и их непостоянства;

5) из-за износа трущихся поверхностей средств измерений;

6) из-за влияния окружающей среды, например, из-за температурной деформации объекта измерения и средств измерения и ее непостоянства или из-за плохой освещенности рабочего места;

7) из-за влияния особенностей объектов измерений, например, влияния твердости и жесткости объекта измерения;

8) из-за погрешностей, вносимых оператором, например, при отсчете результата измерения по шкале средства измерения возникает погрешность, связанная с несовершенством зрения оператора или из-за неточной установки (базирования) средства измерения по отношению к объекту измерения (и наоборот).

Таким образом, суммарная погрешность измерения состоит из множества составляющих и представляет собой достаточно большую величину, которая значительно искажает истинное значение измеряемой величины и которую необходимо учитывать. Поэтому для обеспечения единства и достаточной достоверности результата измерения необходимо устанавливать д опускаемую погрешность измерения, то есть норму точности (неточности) измерения. ГОСТ 16263-70 установлены допускаемые погрешности измерений линейных размеров, которые нельзя превышать. Допускаемые погрешности измерений линейных размеров составляют лишь 20-40 % от допусков размеров (чем больше допуск размера, тем меньший процент от него составляет погрешность измерения). Допускаемые погрешности измерений линейных размеров, в зависимости от номинальных размеров и допусков размеров (или квалитетов размеров), приводятся в справочниках по техническим измерениям.

Для того, чтобы правильно выбрать средство измерения по точности, кроме допускаемой погрешности измерения размера, нужно знать предельную погрешность измерения размера конкретным средством измерения, то есть ту возможную погрешность, которая может быть при измерении данного размера данным годным средством измерения при определенных условиях измерения. Предельные погрешности измерений конкретными средствами измерений в зависимости от номинальных размеров и условий измерений приводятся в справочниках по техническим измерениям.

Таким образом, средство измерения должно быть выбрано так, чтобы предельная погрешность измерения размера данным средством измерения, при данных условиях измерения, не превышала допускаемую погрешность измерения данного размера.

Выбор средства измерения.

Выбор средства измерения линейных размеров производится по таблицам ГОСТ 8.051-81 государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм и РД-98-86 методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм (диаметров и длин) и величин торцевого и радиального биения в диапазоне размеров до 500 мм.

3.Пояснения к таблицам, применяемым в настоящих методических указаниях для выбора измерительных средств.

3.1. Таблица 1: «Допускаемые погрешности измерений линейных размеров».

Таблицей нужно пользоваться в следующей последовательности: например, если задан исполнительный размер 10_-0,058, то номинальный размер равен 10 мм, допуск размера 58 мкм. В графе «Интервалы номинальных размеров,мм» находим нужный интервал номинальных размеров «св 3 до 10». Для этого интервала по горизонтали дан ряд дробей. Выбираем ту дробь, у которой в числителе указан допуск 58 мкм, а в знаменателе указана нужная допускаемая погрешность измерения – 12 мкм.

Если допуск заданного размера оказывается между допусками двух соседних квалитетов (то есть не соответствует табличному), допускаемая погрешность измерения принимается по ближайшему меньшему допуску.

3.2.Таблица 2: «Предельные погрешности измерений средств измерений линейных размеров» (применять только в учебных целях).

В графе 1 указаны наименования некоторых средств измерений и, в необходимых случаях, указано наружное или внутреннее измерение. В графах 2-4 указаны дополнительные необходимые данные. В графах 5-7 указаны предельные погрешности измерений средств измерений для соответствующих интервалов номинальных размеров.

Таблицей нужно пользоваться следующим образом. Например, если для наружного измерения размера 10_-0,058 выбран штангенциркуль с ценой деления отсчетного устройства 0,05мм, то измерение заданного размера таким штангенциркулем даст погрешность измерения – 100 мкм. Но такая предельная погрешность измерения превышает допустимую погрешность измерения заданного размера, определенную в пункте 1 равной 12 мкм. Это означает, что средство измерения выбрано неверно. Поэтому следует выбрать другое средство измерения, у которого предельная погрешность измерения не будет првышать допускаемой погрешности измерения данного размера. Таким средством измерения может быть, например, микрометр гладкий, для которого предельная погрешность измерения данного размера – 5 мкм, т. е. меньше допускаемой – 12 мкм.

По возможности, нужно выбирать такое средство измерения, для которого предельная погрешность измерения была бы равной допускаемой погрешности измерения данного размера или была несколько меньше допускаемой, т.к. если предельная погрешность измерения намного меньше допускаемой, то использование такого средства измерения окажется экономически нецелесообразным.

Таблица 1

Допускаемые погрешности измерений линейных размеров.

.

Таблица 2

Предельные погрешности измерений средств измерений линейных размеров (применять только в учебных целях).

Примечание: таблица дана для учебных целей в сокращенном виде.