41661

Косвенные измерения. Определение показателей точности косвенных измерений

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Косвенные измерения. Определение показателей точности косвенных измерений Цели и задачи работы: изучение методов измерения при которых искомое значение физической величины находят путем согласованных наблюдений других величин определяемых опытным путем связанных с искомой физической величиной известной зависимостью; ознакомление с правилами оценивания погрешностей косвенных измерений. При выполнении работы необходимо практически ознакомиться с системой допусков и посадок требованиями к точности линейных и угловых параметров изделий...

Русский

2013-10-24

587.13 KB

13 чел.

Лабораторная работа №4.  Косвенные измерения.  Определение показателей точности косвенных измерений

Цели и задачи работы: изучение методов измерения, при которых искомое значение физической величины находят путем согласованных наблюдений других величин определяемых опытным путем, связанных с искомой физической величиной известной зависимостью; ознакомление с правилами оценивания погрешностей косвенных измерений. При выполнении работы необходимо практически ознакомиться с системой допусков и посадок, требованиями к точности линейных и угловых параметров изделий, погрешностями изготовления изделий, способами и средствами измерения линейно-угловых параметров и характеристик.

Краткие сведения из теории. Показатели точности измерения и формы представления результатов рассмотрены выше (п.1.7.), определению показателей точности косвенных измерений посвящен разд. 4 настоящего пособия. В работе экспериментальные данные, подвергаемые последующему анализу и преобразованию, должны быть получены с помощью универсальных средств для линейных измерений.

Выбор способа и средств для измерения геометрических размеров зависит от ряда факторов, основными из которых являются:

допуски на размеры и точность изготовления измеряемой детали;

метод контроля (пассивный или активный) и его точность;

объем выпуска деталей;

конструктивные особенности детали и экономические показатели назначаемых средств измерения (стоимость прибора, его производительность, время настройки, требуемая квалификация контролера).

Для обеспечения взаимозаменяемости деталей и узлов различных изделий создана единая система допусков и посадок. Эта система охватывает нормы взаимозаменяемости всех типов соединений, включая электрические. Основу единой системы допусков и посадок (ЕСПД) составляют ряды допусков, называемые квалитетами (их 19: 01, 0, 1, 2, ... 17, см. табл. 20), и ряды основных отклонений, определяющих положение полей допусков относительно линии номинального размера, показанных на рис. 15, поля допусков образуются сочетанием основного отклонения (положения поля) и допуска (величины поля) и обозначаются буквой основного отклонения и числом - номером квалитета. Для обозначения внешних охватываемых размеров (валов) применяются строчные латинские буквы, для отверстий - прописные.

В системе ISO единица допуска i для квалитетов от 5 до 17-го определяется из выражения:

В таблицах приведены варианты их использования, указан температурный режим их использования, который учитывает источники погрешности измерения, связанные с деформациями, возникающими от разности температур, разности коэффициентов линейного расширения контролируемой детали и измерительного прибора.

Универсальные средства измерения длин и углов

Штангенинструменты применяют для измерения линейных размеров, не требующих высокой точности, абсолютным методом.

К штангенинструментам общего назначения относятся: штангенциркуль, штангенрейсмус, штангенглубиномер ( рис.16). Измерение в штангенинструментах основано на применении нониуса, который позволяет отсчитывать дробные деления основной шкалы. В настоящее время выпускают штангенинструменты с ценой деления нониуса 0,1, 0,05, 0,02 мм. Пределы измерения выпускаемых штангенинструментов: штангенциркулей до 2000 мм; штангенглубиномеров- до 500 мм; штангенрейсмусов до 1000 мм. Погрешность измерения штангенинструментов в диапазоне от 1 до 500 мм составляет от 50 до 200 мкм.

   Измерение с помощью штангенциркуля (рис. 16.) различных элементов конструкции (диаметров отверстия или вала, межцентрового расстояния, глубины отверстия и т.п.) проводят следующим образом: при отстопоренном винте 5 перемещают по штанге 1 нониус 6, приводят в соприкосновение с поверхностями измеряемых деталей измерительные поверхности штанги и нониуса 2 и 3 или соединенного с нониусом измерительного стержня 7. В этом положении необходимо застопорить рамку нониуса 6 винтом 5 и снять отсчет со шкалы прибора.

 Микрометрические измерительные инструменты основаны на использовании точной винтовой пары ( винт-гайка ), которая преобразует вращательные движение микровинта в поступательные. К микрометрическим инструментам относятся: микрометры, микрометрические глубиномеры, микрометрические нутромеры (рис. 17). Микрометрические инструменты предназначены для абсолютного контактного метода измерения. Цена деления прибора 0.01 мм. Погрешность измерения зависит от пределов измерения микрометра и составляет: от 3 мкм для микрометров 0-25 мм до 50 мкм для микрометров с пределами измерения 400-500 мм. Принцип микрометрической пары используется в конструкциях многих измерительных приборов.

Устройство микрометра. Общий вид микрометра показан на рис.17. Корпусом инструмента служит скоба 1, в которую запрессованы с одной стороны пятка 2, с другой - стебель 5, на котором закреплена микрогайка и нанесена продольная шкала. Одной измерительной поверхностью является торец микрометрического винта 3, выдвигающегося из стебля, второй - торец пятки 2. Микровинт связан с корпусом барабана 6, имеющим на конусном конце круговую шкалу. Заканчивается барабан резьбой, на которую навинчивается гайка 9, являющаяся корпусом механизма трещетки. Основное назначение - трещетки обеспечивать постоянство измерительного усилия за счет храповика 7 и подпружиненного стержня 8. Микрометр снабжен устройством 4, позволяющим стопорить микровинт и гайкой 10 для регулировки зазора в паре микровинт - микрогаика.

Отсчет показаний микрометрических инструментов. Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из двух шкал (рис. 17). Продольная шкала имеет два ряда штрихов с интервалом 1 мм, расположенных по обе стороны горизонтальной линии и смещенных относительно друг друга на 0.5 мм. Таким образом, оба ряда штрихов образуют одну продольную шкалу с ценой деления 0.5 мм.

Микровинт связан с барабаном 6, который на конусном конце имеет круговую шкалу с числом делений n=50. Учитывая, что шаг резьбы винтовой пары S=0,5мм, цена деления круговой шкалы (нониуса) микрометра "C" равна:

C = S / n = 0,5 / 50 = 0,01мм.

Размер измеряемой детали с точностью до 0.5 мм отсчитывают по шкале стебля указателем, которым является скошенный край барабана. Сотые доли миллиметра отсчитывают по круговой шкале барабана, указателем которой является продольный штрих на стебле микрометра.

Установка микрометра на нуль. Перед началом измерений микрометрическими инструментами производят их проверку и установку на нуль. Установку микрометров на нуль производят на начальном делении шкалы. Для микрометров с пределом измерений 0- 25 мм -на нулевом делении шкалы, для микрометров с пределами измерений 25-50 мм -на делении 25 и т.д. Осторожно вращая микровинт за трещетку, приводят в соприкосновение измерительные поверхности микровинта и пятки. У микровинтов с пределом измерения 25- 50, 50-75 и т.д. микровинт и пятка соединяются между собой через блок концевых мер длины размером 25, 50 мм и т.д. или через специально установочные цилиндрические меры, прилагаемые в комплект к микрометрам.

При указанном соприкосновении скошенный край барабана микрометра должен установиться так, чтобы штрих начального деления основной шкалы (нуль или 25, 50 мм и т.д.) был полностью виден, а нулевое деление круговой шкалы барабана совпадало с продольной горизонтальной линией на стебле 5 (рис. 17). Если такого совпадения нет, то стопором 4 необходимо зафиксировать микровинт 3 и, придерживая барабан 6 за накатанный выступ ослабить накидную гайку 9. Затем, поворачивая освобожденный корпус барабана, совмещают нулевое деление на барабане с горизонтальной линией на стебле 5 микрометра, и, придерживая корпус барабана за накатанный выступ, снова закрепляют барабан гайкой 9.

Следует иметь в виду, что при затягивании гайки 9 нулевая установка может снова нарушиться, поэтому нужно снова проверить ее и при необходимости исправить.

Установка микрометрического нутромера на нуль производится по специальной устоновочной скобе, которая входит в комплект прибора. Возможна установка и с помощью концевых мер длины.

Придерживая нутромер за гильзу и вращая барабан за накатное кольцо, выворачивают микрометрический винт до соприкосновения измерительных наконечников с поверхностями установочной скобы. Затем стопорят микровинт. Нулевой штрих горизонтальной линии основной шкалы должен быть виден полностью, скошенный край барабана должен касаться данного штриха, а нулевое деление барабана совпадать с горизонтальной линией основной шкалы. Наибольшими покачиваниями определяют, соответствует ли размер нутрометра наименьшему расстоянию между поверхностями установочной скобы или концевых мер длины. Если нутрометр между поверхностями скобы проходит туго, то микровинт отстопоривают и настройку повторяют. Настройку повторяют несколько раз для отыскания наименьшего расстояния между поверхностями установочной скобы (находят наименьшее показание нутромера). Если нутрометр не установлен на нуль, то при застопоренном микровинте необходимо ослабить контргайку и отрегулировать установку барабана на нуль. После окончательной установки на нуль можно присоединить удлинительные трубки, при этом нулевая установка не нарушается.

Измерение микрометром и микрометрическим нутрометром. При измерении микрометром (рис. 17) отводят измерительную поверхность микровинта 3, вращая барабан 6, на необходимое растояние. Между микровин- том 3 и пяткой 2 помещают измеряемую деталь и при помощи барабана 6 сокращают зазор между измеряемой деталью и измерительными поверхнос- тями до 1-2 мм. Окончательное соприкосновение измерительных поверх- ностей с деталью производят вращением трещетки 7 и снимают показания прибора.

При измерении микрометрическим нутрометром его вводят в измеряемое отверстие и, отстопорив микровинт, вращением накатного кольца приводят измерительные наконечники прибора в соприкосновение со стенками отверстия и затем снова стопорят микровинт.

Измерение размера производят несколько раз, слегка покачивая нутрометр в плоскости, проходящей через ось отверстия, отыскивая соответственно наибольший и наименьший размеры. После окончательной установки нутромер на размер стопорят микровинт и снимают показания.

Алгоритм определения результата косвенного измерения массы детали представлен на рис. 18.

Обработка результатов непосредственных наблюдений выполняется для того, чтобы на основании данных о геометрических размерах детали произвести расчет ее массы и выполнить оценку погрешности результата.

Определение размеров детали должно проводиться измерительным инструментом имеющимся в распоряжении студента и обеспечивающим наименьшее значение погрешности для каждого параметра.

Контрольные вопросы

1. Укажите предусмотренные стандартом показатели точности измерений?

2. Как должны записываться результаты измерений?

3. Для какого метода измерения предназначены микрометрические инструменты и штангенинструменты?

4. Описать устройство нониуса штангенциркуля и микрометра.

5. Как установить микрометр на нуль? Зачем производят установку микрометра на нуль?

6. На каком принципе основано устройство микрометрических инструментов?

7. Почему при проверке микрометров на плоскостносьь и параллельность применяют стеклянные цилиндры 4-х размеров?

8. Назначение плоскопараллельных концевых мер длины? Правила составления блока концевых мер длины?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76395. Конституционно-правовая ответственность 35 KB
  Конституционно правовая ответственность. Конституционноправовая ответственность– обязанность субъекта правоотношения гражданина органа власти должностного лица претерпевать неблагоприятные последствия в виде ограничений личного или имущественного характера своих незаконных действий бездействий установленная Конституцией РФ и другими федеральными законами. Как и любая другая юридическая ответственность конституционноправовая возникает вследствие совершения субъектом правоотношения виновного правонарушения. 29 устанавливается...
76396. Источники конституционного права как отрасли права 46 KB
  Следует выделить нормативные правовые акты действующие: на всей территории Российской Федерации; только на территории конкретного субъекта Федерации; на территории муниципального образования. Среди актов первого вида особое место занимает Конституция Российской Федерации. Законы и иные правовые акты принимаемые в Российской Федерации не должны противоречить ее Конституции ст. К источникам конституционного права относятся Федеральные конституционные законы: Об Уполномоченном по правам человека в Российской Федерации 1997 г.
76397. Конституция Российской Федерации 32.5 KB
  Конституция Российской Федерации. Конституция РФ является основным источником любой отрасли национального права и в первую очередь конституционного. Специфика Конституции как основного источника конституционного права выражается в следующем: 1 Конституция принимается народом или от имени народа она является высшей формой воплощения государственной воли народа. Российская Конституция 1993 года была принята на референдуме который является высшим непосредственным выражением власти народа; 2 конституционные нормы имеют учредительный характер...
76402. Принцип инвариантности 63.25 KB
  Так как в самонастраивающихся системах функция качества управления может изменяться под действием параметрических и внешних возмущений то компенсируя влияние этих возмущений можно добиться стационарности функции качества и обеспечить работу системы в экстремальном режиме. Пусть система автоматического управления описывается уравнениями вида где регулируемые координаты; дифференциальные операторы полиномы от с переменными коэффициентами;внешние возмущения; или в более компактной форме При действии параметрических возмущений происходит...
76403. Повышение порядка астатизма 40.51 KB
  Увеличение коэффициента усиления разомкнутой системы; 2. Увеличение коэффициента усиления разомкнутой системы является наиболее эффективным методом. Увеличить коэффициент усиления разомкнутой системы можно например за счет увеличения коэффициента усиления электронного усилителя. Увеличение коэффициента усиления разомкнутой системы приводит к уменьшению ошибок во всех типовых режимах т.