Метрология, стандартизация и сертификация
|
Скачать 0.68 Mb.
|
|
Тема: Расчёт погрешностей измерений. 1. Цель работы. 1.1 Научиться определять погрешности прямых измерений. 1.2 Научиться определять погрешности косвенных измерений. 2. Пояснения к работе. 2.1 Краткие теоретические сведения. Абсолютная погрешность: ΔA = A – Aд , где А – измеренное значение; Aд – действительное значение. Относительная погрешность. - номинальная γн =  ;- действительная γд =  ;- приведённая (класс точности прибора) γпр =  ;где Aш – предел шкалы. Погрешности косвенных изменений рассчитываются следующим образом: а) если для определения результата используется зависимость вида:  A =  ·  ·  То погрешность: γа = | n · γв | + | m · γc | + | k · γв | б) если результат измерений представляет собой сумму или разность нескольких однородных величин: A = A1 ± A2 ± A3 , то погрешность:  3. Задание 3.1 Определить максимальную погрешность измерения вольтметра γн при отклонении стрелки на всю шкалу, на половину шкалы, на треть шкалы, а также при измерении напряжений V1,V2, если даны класс точности вольтметра γпр и предел измерения шкалы вольтметра Vшк . Исходные данные взять из таблицы 1.
R2 R1 R3 Таблица 1.
Таблица 2.
4. Содержание отчёта. Отчёт должен содержать 4.1 Название работы. 4.2 Цель работы.
Практическая работа № 5. Тема: Выбор средств измерений Цель работы: - учебная: получить навыки работы с нормативными документами для выбора методов и средств измерений линейных размеров; - практическая: выбрать для измерения линейных размеров детали, выданной руководителем в соответствии с номером подгруппы, соответствующие универсальные измерительные средства и указать их метрологические характеристики. 1.Общие сведения 1,1 .Условия, определяющие выбор измерительных средств В отраслях машиностроения и приборостроения, а также при ремонте до 70...80% всех видов измерений составляют линейные измерения. Любой линейный размер может быть измерен различными измерительными средствами, обеспечивающими разную точность измерения. В каждом конкретном случае точность измерения зависит от принципа действия, конструкции и точности изготовления измерительного прибора, а также от условий его настройки и применения. Требуемая точность измерения может быть получена только при правильном выборе средств, условий и методики измерения, качественной подготовке их к работе и правильному их использованию. Выбор средств измерения осуществляют с учетом метрологических и экономических факторов. При выполнении производственных измерений в первую очередь учитывают следующие метрологические характеристики приборов: пределы измерений, измерительное усилие, диапазон показаний шкалы, цену деления, чувствительность, погрешность измерения. При этом следует помнить, что показателем точности приборов, измеряющих линейные размеры, является предельная абсолютная погрешность измерения, которая выражается в микрометрах. К экономическим показателям относятся: стоимость и надежность измерительных средств; метод измерения; время, затрачиваемое на установку, настройку и сам процесс измерения; а также необходимая квалификация контролера и оператора. Выбор средств измерения зависит от характера и массовости производства (годовой программы выпуска). Например, в массовом производстве с отработанным технологическим процессом, включая контрольные операции, используют высокопроизводительные механизированные и автоматизированные средства измерения и контроля. Универсальные измерительные средства применяются преимущественно для наладки оборудования. В серийном производстве основными средствами контроля должны быть жесткие предельные калибры, шаблоны, специальные контрольные приспособления. Возможно применение универсальных средств измерения. В мелкосерийном и индивидуальном производствах основными являются универсальные средства измерения, поскольку другие организационно и экономически применять невыгодно: неэффективно будут использоваться специальные контрольные приспособления или потребуется большое количество калибров различных типов размеров. При выборе и назначении средств измерения необходимо одновременно стремиться к более жесткому ограничению действительных размеров предельными размерами, предписанными стандартами, и к возможно большему расширению производственных допусков, остающихся за вычетом погрешности измерения. В практике метрологического обеспечения производства существует правило "средство измерения должно быть оптимальным", т.е. одинаково нецелесообразно назначать излишне точный прибор и прибор с малой точностью. В первом случае это обусловлено экономическими потерями, вызванными использованием более дорогих, как правило, СИ, требующих более дорогих методик и средств их поверки (калибровки). Во втором случае потери будут создаваться более высоким уровнем брака. Правильность выбора измерительного средства определяется отношением величины погрешности измерения, к величине допуска на обработку в процентах, поскольку действительный размер - это размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Выбор измерительных средств с учетом допускаемых погрешностей измерений до 500 мм регламентирует ГОСТ 8.051-81. Допускаемые значения случайной погрешности измерения приняты при доверительной вероятности 0,954 (±2σ, где σ - среднее квадратическое отклонение погрешности измерения), исходя из предположения, что закон распределения погрешностей - нормальный. Случайная составляющая может быть уменьшена за счет многократности наблюдений, при которых она уменьшается в  раз, где n - число наблюдений.Значения предельных погрешностей измерений выбираемых средств измерений (СИ) приведены в РД 50-98-86. Для оценки пригодности выбираемого средства измерения сопоставляют величину наибольшей предельной погрешности измерения СИ со случайной составляющей погрешности измерения. Если наибольшая предельная погрешность измерения выбранного средства измерения не превышает случайной составляющей погрешности измерения при оценке годности данного размера, то данное средство можно применить для заданного измерения. 1.2. Нормальные условия измерений Реальные условия выполнения линейных измерений, как правило, не совпадают с нормальными условиями, которые должны обеспечиваться с целью исключения дополнительных погрешностей. Нормальные условия выполнения линейных измерений регламентирует ГОСТ 8.050-73: температура окружающей среды 20°С; атмосферное давление 101324,72Па ( 760 мм рт.ст. ); относительная влажность воздуха 58% и др., по которым приводятся допускаемые от них отклонения. 2. Методика выбора средств измерения Для выбора средств измерения применяют три методики: 2.1. Приближенная Данная методика широко применяется при ориентировочном выборе средств измерения, при проведении метрологического контроля и экспертизы нормативно-технической и конструкторской и технологической документации. 2.1.1. Определяется допуск размера детали. Допуск размера детали (Тдет) выбирается в зависимости от заданного квалитета точности по ГОСТ 25347-81 и ГОСТ 25346-81. 2.1.2. Рассчитывается допускаемая погрешность измерения: Допускаемая погрешность измерения принимается 25% от величины допуска на размер, то есть σизм= 0,25 • Тдет 2.1.3. Рассчитывается случайная составляющая допускаемой погрешности измерения. Допускаемая погрешность измерения в целом является комплексной погрешностью и включает погрешность измерительных средств, погрешность метода измерений и ряд других погрешностей, зависящих от температуры, базирования, измерительного усилия и пр. Наилучшее соотношение между погрешностью самого средства измерения σсии остальными погрешностям и σдоп будет при σси≈σдоп. Допускаемые погрешности измерения σизм определяют случайные и неучтенные систематические составляющие погрешности измерения. При этом случайная составляющая погрешности измерения σси должна быть на 25...30% ниже, чем σизм (т.е. σси= 0,7σизм). В этом случае оптимальное значение коэффициента К = σси / σизм = 0,7 при  Обычно выбирают К = 0,6...0,8 . Случайную составляющую можно выявить практически при всех видах измерений. Однако эту часть погрешности иногда принимают за всю предельную погрешность измерения. Ограничивать неучтенную систематическую погрешность измерения не представляется возможным, поскольку для ее непосредственного определения необходимо иметь рабочие эталоны, что особенно при точных измерениях практически сделать невозможно. 2.1.4. По справочным таблицам выбирается средство измерения в зависимости от детали (вал или отверстие). Выбор измерительного средства заключается в том, чтобы наибольшая предельная погрешность  , являющаяся нормированным метрологическим показателем данного измерительного средства, не превышала случайной составляющей допускаемой погрешности измерения, т.е. при этом должно выполняться условие:  .2.1.5. В метрологическую карту (прил.1) заносятся метрологические характеристики выбранного средства измерения. 2.2. Расчетная Данная методика применяется при выборе средств измерения для единичного и мелкосерийного производства, для экспериментальных исследований, для измерения выборки при статистическом методе контроля, для повторной перепроверки деталей, забракованных контрольными автоматами. 2.2.1. Определяется допуск размера детали. Допуск размера детали (Тдет) выбирается в зависимости от заданного квалитета точности по ГОСТ 25347-81 и ГОСТ 25346-81. 2.2.2. Определяется расчетная допускаемая погрешность измерения. При расчете по данной методике необходимо пользоваться таблицей процентного соотношения допускаемой погрешности измерения и допусков деталей для различных квалитетов точности (табл. 1). Табл. 1 Процентное соотношение допускаемой погрешности измерения в зависимости от точности объекта измерения
В соответствии с табл.1, определяют расчетную допускаемую погрешность измерения из выражения  табличной величины.2.2.3. Рассчитывается случайная составляющая допускаемой погрешности измерения (аналогично п. 2.1.3.) 2.2.4. По справочным таблицам выбирается средство измерения в зависимости от детали (вал или отверстие) при условии  .2.2.5.В метрологическую карту (прил.1) заносятся метрологические характеристики выбранного средства измерения. 2.3. Табличная Табличная методика рекомендуется для выбора средств измерения при серийном, крупносерийном и массовом производстве, если предусмотрены измерения, а не контроль с применением калибров. 2.3.1. Определяется допуск размера детали. Допуск размера детали (ТДЕТ) выбирается в зависимости от заданного квалитета точности по ГОСТ 25347-81 и ГОСТ 25346-81. 2.3.2. Определяется допускаемая погрешность измерения. В основе табличной методики лежит ГОСТ 8.051-81 "Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм". Данный стандарт устанавливает значения допускаемых погрешностей измерения σизм в зависимости от допуска IT и 13 основных интервалов номинальных размеров для 2... 17-го квалитетов, которые приведены в данных методических указаниях в прил.2. Значение σизм определяют для любых значений допуска. При допусках, не соответствующих значениям, указанным в прил.2., допускаемая погрешность выбирается по ближайшему меньшему значению допуска для соответствующего размера. 2.3.3. Рассчитывается случайная составляющая допускаемая погрешность измерения (аналогично п. 2.1.3.)
.
Следует помнить, что наименования средств измерений выбираются из специальных таблиц предельных погрешностей измерений РД 50-98-86. Метрологические характеристики некоторых широко распространенных средств измерений приводятся в прил.3 данных методических указаний. 3. Выбор метода измерений Выбранное средство измерений линейных размеров, его конструкция определяют метод измерений. Метод измерений представляет собой прием или совокупность приемов применения средств измерений и характеризуется совокупностью тех физических явлений, на которых основаны измерения. По способу получения и характеру результатов измерения различают прямые, косвенные, абсолютные и относительные измерения (табл.2). Таблица 2 Виды измерений линейных величин
В производственных условиях наиболее широко применяются методы прямых измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой. При методе непосредственной оценки значение измеряемой величины получают непосредственно по отсчетному устройству средства измерений, например штангенциркуля, микрометра и т.д. Кроме того, этот метод по характеру результата измерений является абсолютным, так как весь измеряемый параметр фиксируется непосредственно средством измерения. Метод прост, не требует особых действий оператора и дополнительных вычислений. Особое внимание при измерениях этим методом уделяется используемым средствам измерений, так как они служат основными источниками погрешности измерений. Это обусловливает необходимость тщательного выбора средств измерений, обеспечивающих высокую точность. При методе сравнения с мерой измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. В литературе этот метод называется также относительным, так как средство измерения фиксирует лишь отклонение параметра от установочного значения. Метод используют при проведении более точных измерений. Погрешность метода характеризуется в основном погрешностью используемой высокоточной меры. Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Примерами используемых мер являются плоскопараллельные концевые меры и штриховые меры. Метод сравнения с мерой при линейных измерениях реализуется в следующих разновидностях, среди которых различают:
Дифференциальный (нулевой) метод измерений - метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. Так, диаметр отверстия измеряют индикаторным нутромером, предварительно настроенным на размер с помощью концевых мер длины. Наружные размеры измеряют рычажными и индикаторными скобами. Рычажные скобы имеют большую жесткость по сравнению с индикаторными и как следствие меньшую предельную погрешность измерения. Метод совпадений - метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины оценивают, используя совпадение ее с величиной, воспроизводимой мерой (т. е. с фиксированной отметкой на шкале физической величины). К примеру, при измерении длины штангенциркулем, наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса. Если рассмотренные методы прямых измерений не позволяют решить измерительную задачу, прибегают к косвенным измерениям, что значительно расширяет диапазон измеряемых величин и возможности измерений. 4. Порядок выполнения работы
 Рис.1. Таблица 3 Варианты заданий
Заданные контролируемые размеры представлены в следующем виде:  ; 40a11; 20,5D10,где 130, 40 и 20,5 – номинальный(теоретический) размер данного параметра детали, IT, a и D– характеристика вида параметра детали (линейный размер, внутренний или внешний диаметры соответственно), 15, 11 и 10 - квалитет – характеристика класса точности изготовления данного размера. 3. Определить номинальный размер, квалитет, предельные отклонения элемента детали, используя ГОСТ 25347-81, ГОСТ 25346- 81. Для выполнения задания в соответствии с буквенной частью условного обозначения допустимых предельных отклонений (IT, a, h или D, H) определить ГОСТ, из которого следует выбирать численные значения предельных отклонений: IT– линейные размеры -ГОСТ 8.051-81 a, h – внешние диаметры -ГОСТ 25347-81 D, H– внутренние диаметры -ГОСТ 25346- 81. Далее по номеру квалитета в соответствующем ГОСТе выбрать таблицу для определения предельных отклонений, По условному обозначению предельных отклонений (  , a 11 и D 10) и номинальному размеру (130, 40 и 20,5) из таблицы выбрать численные значения допустимых предельных отклонений на изготовление заданного размера (максимальное – верхнее число и минимальное – нижнее, в мкм).4. Рассчитать предельно допустимую погрешность средства измерения. Необходимо определить допуск на изготовление заданного размера Т, который равен Т = ΔHmax–ΔHmin с учетом знаков. Рассчитать предельную погрешность измерения данного параметра σизм = (0,2 – 0,3) Т. Величину коэффициента выбирают в зависимости от важности объекта, в который входит данная деталь. Чем ответственнее объект, тем меньше численное значение коэффициента. = рассчитать значение предельно-допустимой погрешности СИ, которое может быть использовано для контроля качества изготовления заданного размера детали  .Величину коэффициента выбирают в зависимости от квалификации человека, который будет использовать СИ. Чем выше квалификация, тем большую погрешность может иметь СИ. 5. Выбрать средства измерения для контроля параметров детали (штангенциркуль, микрометр, рычажная скоба, индикаторный нутромер) и указать их метрологические характеристики (предел измерения, цену деления и предельную погрешность СИ). Средство измерения выбирается исходя из анализа его метрологических характеристик, указанных в паспорте (технической документации, справочнике) и сравнения их с размером измеряемого параметра и предельно-допустимой погрешностью, определенной в п.4., причем: - измеряемый (номинальный) размер должен входить в предел измерения выбираемого СИ (0,7-0,8 от предела измерений), - предельная погрешность выбираемого СИ должна быть меньше предельно допустимой погрешности, определенной в п.4. В работе метрологические характеристики СИ линейных размеров приведены в таблице Приложения 3. Для входа в таблицу сначала определяется интервал размеров, в который входит измеряемый. Затем по этому столбцу опускаются до строки, в которой указана предельная погрешность СИ, способного измерять данный параметр, меньшая, чем допустимая. После этого в данной строке таблицы определяют вид СИ и его метрологические характеристики, которые заносят в метрологическую карту (характеристика объекта измерения; метрологические характеристики выбранных СИ), (прил.1). 6. Сделать соответствующие выводы по выбранным средствам измерения. 5. Форма отчета
6. Контрольные вопросы
Практическая работа № 6. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Руководство по изучению дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» «Метрология, стандартизация и сертификация» является базой при подготовке инженеров электротехнического профиля и должна формировать... |
|
Комплект контрольно-оценочных средств по учебной дисциплине Метрология,... Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности «Теплоснабжение... |
|
Рабочая программа учебной дисциплины оп. 05. Метрология, стандартизация... Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по 23. 02. 07 Техническое обслуживание... |
|
Г. С. Которова Основы метрологии, стандартизации и сертификации Которова Г. С. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебное пособие. Томск: тпт-2014 |
 |
Конспект лекций Ш 39 Метрология, стандартизация, сертификация: Конспект лекций / О. А. Шейфель; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.... |
|
Методические указания к выполнению практических и лабораторных работ... Стандартом начального профессионального образования по специальности 260807 «Технология продукции общественного питания», утвержденным... |
|
Реферат по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» Радиоактивность и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали во Вселенной постоянно. Радиоактивные материалы практически... |
|
Е. Ф. Чубенко метрология, стандартизация и сертификация Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 190603. 65 Сервис и техническая эксплуатация транспортных средств, технологических... |
|
Метрология Стандартизация Сертификация Под редакцией доктора экономических... Учебник для студентов вузов, обучающихся по направлениям стандартизации, сертификации и метрологии, направлениям экономики и управления... |
|
Новые поступления книг в июле-августе 2013 года 4 Метрология, стандартизация и сертификация : учебник для студ учр среднего проф образ. / В. М. Клевлеев, И. А. Кузнецова, Ю. П. Попов.... |
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Лескова Эльвира Алексеевна – преподаватель дисциплин «Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия» |
|
Методические указания по выполению практических работ и контрольныхзаданий... Научиться разрабатывать руководство по качеству смк предприятия с использованием методов «7 инструментов качества» |
|
Основная образовательная программа высшего профессионального образования... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
|
Инструкция расходомеры счетчики ультразвуковые. Методика калибровки... Документ разработан акционерным обществом «Транснефть Метрология» (ао «Транснефть Метрология») |
|
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основы конструкции автомобилей» Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Основы конструкции автомобиля». Они могут быть также использованы... |
|
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основы конструкции автомобилей» Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Основы конструкции автомобиля». Они могут быть также использованы... |