Г. С. Которова Основы метрологии, стандартизации и сертификации
|
Скачать 1.12 Mb.
|
1.3. Классификация измерений. Методы измерений.Классификация средств измерений может проводиться по следующим критериям: 1. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные. Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерений (СИ), обладающих одинаковой точностью, в идентичных исходных условиях. Неравноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерения, обладающих разной точностью, и (или) в различных исходных условиях. 2. По количеству измерений измерения делятся на однократные и многократные. Однократное измерение – это измерение одной величины, сделанное один раз. Однократные измерения на практике имеют большую погрешность, в связи с этим рекомендуется для уменьшения погрешности выполнять минимум три раза измерения такого типа, а в качестве результата брать их среднее арифметическое. Многократные измерения – это измерение одной или нескольких величин, выполненное четыре и более раз. Многократное измерение представляет собой ряд однократных измерений. Минимальное число измерений, при котором измерение может считаться многократным, – четыре. Результатом многократного измерения является среднее арифметическое результатов всех проведенных измерений. При многократных измерениях снижается погрешность. 3. По типу изменения величины измерения делятся на статические и динамические. Статические измерения – это измерения постоянной, неизменной физической величины. Примером такой постоянной во времени физической величины может послужить длина земельного участка. Динамические измерения – это измерения изменяющейся, непостоянной физической величины. 4. По предназначению измерения делятся на технические и метрологические. Технические измерения – это измерения, выполняемые техническими средствами измерений. Метрологические измерения – это измерения, выполняемые с использованием эталонов. 5. По способу представления результата измерения делятся на абсолютные и относительные. Абсолютные измерения – это измерения, которые выполняются посредством прямого, непосредственного измерения основной величины и (или) применения физической константы. Относительные измерения – это измерения, при которых вычисляется отношение однородных величин, причем числитель является сравниваемой величиной, а знаменатель – базой сравнения (единицей). Результат измерения будет зависеть от того, какая величина принимается за базу сравнения. 6. По методам получения результатов измерения делятся на прямые, косвенные, совокупные и совместные. Прямые измерения – это измерения, выполняемые при помощи мер, т. е. измеряемая величина сопоставляется непосредственно с ее мерой. Примером прямых измерений является измерение величины угла (мера – транспортир). Косвенные измерения – это измерения, при которых значение измеряемой величины вычисляется при помощи значений, полученных посредством прямых измерений, и некоторой известной зависимости между данными значениями и измеряемой величиной. Совокупные измерения – это измерения, результатом которых является решение некоторой системы уравнений, которая составлена из уравнений, полученных вследствие измерения возможных сочетаний измеряемых величин. Совместные измерения – это измерения, в ходе которых измеряется минимум две неоднородные физические величины с целью установления существующей между ними зависимости. Методы измерений Метод измерения – это способ экспериментального определения значения физической величины, т. е. совокупность используемых при измерениях физических явлений и средств измерений.  Схема 2. Методы измерений. Метод непосредственной оценки заключается в определения значения физической величины по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. Например – измерение напряжения вольтметром. Этот метод является наиболее распространенным, но его точность зависит от точности измерительного прибора. Метод сравнения с мерой – в этом случае измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Точность измерения может быть выше, чем точность непосредственной оценки. Различают следующие разновидности метода сравнения с мерой: Метод противопоставления, при котором измеряемая и воспроизводимая величина одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между величинами. Пример: измерение веса с помощью рычажных весов и набора гирь. Дифференциальный метод, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. При этом уравновешивание измеряемой величины известной производится не полностью. Пример: измерение напряжения постоянного тока с помощью дискретного делителя напряжения, источника образцового напряжения и вольтметра. Нулевой метод, при котором результирующий эффект воздействия обеих величин на прибор сравнения доводят до нуля, что фиксируется высокочувствительным прибором – нуль-индикатором. Пример: измерение сопротивления резистора с помощью четырехплечевого моста, в котором падение напряжения на резисторе с неизвестным сопротивлением уравновешивается падением напряжения на резисторе известного сопротивления. Метод замещения, при котором производится поочередное подключение на вход прибора измеряемой величины и известной величины, и по двум показаниям прибора оценивается значение измеряемой величины, а затем подбором известной величины добиваются, чтобы оба показания совпали. При этом методе может быть достигнута высокая точность измерений при высокой точности меры известной величины и высокой чувствительности прибора. Пример: точное измерение малого напряжения при помощи высокочувствительного гальванометра, к которому сначала подключают источник неизвестного напряжения и определяют отклонение указателя, а затем с помощью регулируемого источника известного напряжения добиваются того же отклонения указателя. При этом известное напряжение равно неизвестному. Метод совпадения, при котором измеряют разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Пример: измерение частоты вращения детали с помощью мигающей лампы стробоскопа: наблюдая положение метки на вращающейся детали в моменты вспышек лампы, по известной частоте вспышек и смещению метки определяют частоту вращения детали. Контрольные вопросы.
1.4. Виды средств измерений. Классификация средств измерений. Различают следующие виды средств измерений: - меры, -измерительные устройства, которые подразделяются на измерительные приборы и измерительные преобразователи; - измерительные установки; - измерительные системы. Мера - это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Мера - это средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью, например-гиря 1 кг, плоскопараллельная концевая мера 50 мм, конденсатор постоянной емкости, штриховая мера длины. С наиболее высокой точностью, посредством мер воспроизводятся основные физические величины: длина, масса, частота, напряжение. Для линейных и угловых величин широко используются меры длины и угловые меры. Меры длины по конструкционным признакам разделяют на концевые и штриховые. Концевые меры длины. Концевые меры длины имеют форму цилиндрического стержня или прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими взаимно параллельными измерительными поверхностями, расстояние между которыми воспроизводит определенное значение длины. Они предназначены для передачи размера от эталона до изделия. С их помощью хранят и воспроизводят размер единицы длины, поверяют и градуируют меры и измерительные приборы, такие, как оптиметры, микрометры, штангенциркули и т.п., поверяют калибры.  Рисунок 6. Плоскопараллельные концевые меры длины Штриховые меры длины. Штриховые меры длины - меры, у которых размер, выраженный в определенных единицах, а также размер их частей, определяется расстоянием между осями двух соответствующих штрихов (брусковые штриховые меры, измерительные линейки, рулетки). Штриховые меры длины используются в качестве вторичных и рабочих эталонов, образцовых мер длины при поверке рабочих мер длины, в виде шкал измерительных устройств и станков, а также в инструментах для непосредственного измерения линейных размеров и расстояний. Основные типы, параметры, размеры штриховых мер и технические требования к ним регламентированы ГОСТ 12069-78 "Меры длины штриховые". Штриховые меры изготавливают однозначными и многозначными. Однозначные штриховые меры длины имеют два штриха, нанесенных по концам меры, расстояние между которыми воспроизводит длину шкалы меры (например, вторичные эталоны длины). Многозначные штриховые меры имеют шкалу штрихов, нанесенных через определенные интервалы по всей длине меры или на отдельных ее участках. Шкалы таких многозначных штриховых мер изготовляют с дециметровыми, сантиметровыми или миллиметровыми делениями (например, линейки, рулетки, шкалы измерительных средств). В зависимости от точности изготовления действительной длины шкалы штриховых мер для различных интервалов шкал от 100 до 4 000 мм установлено шесть классов точности в порядке понижения точности: 0; 1; 2; 3; 4; 5. Для метрологических целей применяют образцовые штриховые меры, которые аттестуют на разряды: образцовые штриховые меры длиной 1 м 1-го и 2-го разрядов, образцовые измерительные рулетки 1-го и 2-го разрядов, образцовые шкалы 1-го и 2-го разрядов. Образцовая штриховая мера длиной 1 м 1-го разряда - жесткая металлическая линейка 4, имеющая скошенные (один или оба) края под углом 45° или 35°. На наклонных поверхностях нанесены шкалы - основная с ценой деления 0,2 мм и вспомогательная с ценой деления 1 мм. Мера снабжена направляющим ребром 3, по которому могут перемещаться две лупы 1 с семикратным увеличением, и термометром 2, для внесения соответствующей температурной поправки при разных материалах поверяемой и образцовой меры. Допускаемая погрешность шкалы однометровой образцовой штриховой меры 1-го разряда составляет ±0,05 мм, а погрешность аттестации ±0,01 мм. По образцовым штриховым мерам 1-го разряда поверяют штриховые меры 2-го разряда и высокоточные рабочие средства измерений, по штриховым мерам 2-го разряда поверяют рабочие средства измерений (рулетки, линейки, шкалы измерительных приборов). Угловые меры. Призматические угловые меры предназначены для хранения и передачи единицы плоского угла: поверки и градуировки угломерных средств измерения, угловых шаблонов, а также для непосредственного контроля углов изделий. Меры применяют в качестве образцовых средств для передачи размера угла рабочим мерам, угломерным приборам и устройствам и для поверочных работ. Образцовые многогранные призмы 1-го разряда, класса точности 00 используют для передачи углового размера образцовым мерам 2-го разряда. Образцовые угловые меры 2-го разряда, класса точности 0 используют для передачи углового размера образцовым мерам 3-го разряда. Образцовые угловые меры 3-го разряда, класса точности 1 используют для передачи углового размера образцовым мерам 4-го разряда. Передача размера единицы угла от эталона рабочим средствам измерения осуществляется по поверочной схеме (ГОСТ 8.016-81).  Рисунок 7. Угловые меры Обеспечение правильной передачи размера единиц физических величин во всех звеньях метрологической цепи осуществляется посредством поверочных схем. Поверочная схема - нормативный документ, утвержденный в установленном порядке, который устанавливает соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим средствам измерений с указанием методов и погрешности. Поверочные схемы делятся на государственные, ведомственные и локальные. Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, имеющейся в стране. Она разрабатывается в виде государственного стандарта, состоящего из чертежа поверочной схемы и текстовой части, содержащей пояснение к чертежу. Ведомственная поверочная схема распространяется на средства измерений данной физической величины, подлежащие ведомственной поверке. Локальная поверочная схема распространяется на средства измерений данной физической величины, подлежащие поверке в отдельном органе метрологической службы. Ведомственные и локальные поверочные схемы не должны противоречить государственным поверочным схемам для средств измерений одних и тех же физических величин. Они могут быть составлены при отсутствии государственной поверочной схемы И должны состоять из не менее двух ступеней передачи размера. Ведомственная и локальная поверочные схемы оформляются в виде чертежа. Чертеж любой поверочной схемы должен содержать: - наименование средств измерений и методов поверки; - номинальные значения физических величин или их диапазоны; - допускаемые значения погрешностей средств измерения; - допускаемые значения погрешностей методов поверки. Основные положения о поверочных схемах, правила расчета параметров поверочных схем и оформление чертежей поверочных схем приведены в ГОСТ 8.061-80 "ГСИ. Поверочные схемы. Содержание и построение" и в инструкции МИ 83-76 "Методика определения параметров поверочных схем".  Рисунок 8. Государственная поверочная схема для средств измерений твердости. Измерительный прибор - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Все многообразие измерительных приборов, используемых для линейных измерений в машиностроении, классифицируют по назначению, конструктивному устройству и по степени автоматизации.
 Рисунок 9. Измерительные приборы Универсальные измерительные приборы применяют в контрольно-измерительных лабораториях всех типов производств, а также в цехах единичных и мелкосерийных производств. Универсальные измерительные приборы подразделяются: на механические: - простейшие инструменты - проверочные измерительные линейки, щупы, образцы шероховатости поверхности; - Штангенинструменты - штангенциркуль, штангенглубиномер, штан-генрейсмас, штангензубомер; - микрометрические инструменты - Микрометр, микрометрический нутромер, микрометрический глубиномер; - приборы с зубчатой передачей - индикаторы часового типа; Рычажно-механические - миниметры, рычажные скобы; оптические: - вертикальные и горизонтальные оптиметры, малый и большой инструментальные микроскопы, универсальный микроскоп, концевая машина, проекторы, интерференционные приборы; пневматические: длинномеры (ротаметры); электрические: электроконтактные измерительные головки, индуктивные приборы, профилографы, профилометры, кругломеры.  Рисунок 10. Универсальные измерительные инструменты Специальные измерительные приборы предназначены для измерения одного или нескольких параметров деталей определенного типа; например приборы для измерения (контроля) параметров коленчатого вала, распределительного вала, параметров зубчатых колес, диаметров глубоких отверстий.  Рисунок 11. Прибор для контроля биения деталей. Приборы для контроля геометрических параметров по назначению делят на приборы для приемочного (пассивного) контроля (калибры), для активного контроля в процессе изготовления деталей и приборы для статистического анализа и контроля. Измерительный преобразователь - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.  Рисунок 12. Регистратор напряжения и тока Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная на одном месте.  Рисунок 13. Счетчик газа ультразвуковой «ГОБОЙ -1» Измерительная система - совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических сигналах управления.  Рисунок 14. Уровнемер «СТРУНА»  Схема 3. Измерительная система. |
Похожие:
 |
Крылова Г. Д. К85 Основы стандартизации, сертификации, метрологии:... К85 Основы стандартизации, сертификации, метрологии: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Юнити-дана, 1999. 711 с.... |
 |
Блоки стальные дверные технические условия Издание официальное межгосударственная... Кий совет по стандартизации, метрологии и сертификации (еасс) представляет собой региональное объединение национальных органов по... |
|
Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены гост 092 «Межгосударственная... |
|
Межгосудасртвенный совет по стандартизации, метрологии и сертификации Гост 0—92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и гост 2—2009 «Межгосударственная система стандартизации.... |
|
Гост 20010-93 Внесен техническим секретариатом Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации |
|
Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации Еасс представляет собой региональное объединение национальных органов по стандартизации государств, входящих в Содружество Независимых... |
|
Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации Еасс представляет собой региональное объединение национальных органов по стандартизации государств, входящих в Содружество Независимых... |
|
Межгосударственный стандарт Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (Протокол n 9-96 от 12 апреля 1996 г.) |
|
Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации (еасс) Еасс представляет собой региональное объединение национальных органов по стандартизации государств, входящих в Содружество Независимых... |
|
Межгосударственный стандарт станки металлообрабатывающие Принят межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол n 16-99 от 8 октября 1999 г.) |
|
Межгосударственный совет по стандартизации. Метрологии и сертификации Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной |
|
Межгосударственный совет по стандартизации. Метрологии и сертификации Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной |
|
Межгосударственный стандарт станки металлообрабатывающие Принят межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации(протокол №16-99 от 8 октября 1999 г.) |
|
Межгосударственный стандарт станки металлообрабатывающие Принят межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол n 16-99 от 8 октября 1999 г.) |
|
Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации Российской государственной библиотекой и Российской национальной библиотекой Министерства культуры Российской Федерации, Межгосударственным... |
|
Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации Российской государственной библиотекой и Российской национальной библиотекой Министерства культуры Российской Федерации, Межгосударственным... |