Технические измерения

Чтобы получить требуемую точность изготовления изделия, необходимо правильно ее задать, обеспечить при производстве и замерить результат. При технических измерениях важно правильно выбрать и применить метод и средства измерения, а также оценить возникающие погрешности.
Методы измерения. По способу получения значений измеряемых величин методы измерений подразделяют на прямой и косвенный, абсолютный и относительный, контактный и бесконтактный.
При прямом методе значение измеряемого параметра отсчитывают непосредственно по измерительному инструменту или прибору (например, микрометру, амперметру), а при косвенном — производят пересчет показаний, используя таблицы и номограммы (например, при замере электромагнитным способом толщины покрытия).
При абсолютном методе определяют значения параметра (например, сопротивление в омах, напряжение в вольтах), а при относительном — только его отклонение (например, при контроле печатных плат их параметры сравнивают с параметрами платы-эталона).
При контактном методе измерительный инструмент приводят в соприкосновение с замеряемой поверхностью, что может вызвать значительные погрешности из-за недостаточной жесткости измеряемых деталей, шероховатости их поверхности. Более точные результаты дает бесконтактный метод, использующий оптические и электрические методы измерений механических величин.
Основными метрологическими показателями измерительных инструментов и приборов являются интервал и цена деления, предел измерений, порог чувствительности и погрешность показаний.
Интервал деления — это расстояние между двумя соседними штрихами на шкале. Для удобства считывания показаний его выбирают не менее 1 мм.
Цена деления характеризуется значением измеряемой величины одного интервала деления. Например, на основной шкале штангенциркуля интервал и цена деления равны 1 мм, а на нониусе цена деления равна 0,1 мм при интервале деления 1,9 мм. Шкалы многих электротехнических приборов имеют нелинейный характер (разную цену деления), что часто приводит к ошибкам при считывании показаний.
Предел измерения инструмента или прибора определяется наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины. Предел измерения прибора может быть шире предела измерения шкалы (например, в индикаторах на переставляемых стойках).
Предел чувствительности характеризует наименьшее значение измеряемой величины, которую можно определить прибором.
Погрешность показаний — это разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины, которая может быть вызвана конструкцией прибора, неточностью шкалы, влиянием износа и старения материалов, неверной установкой прибора перед замером и состоянием окружающей среды.
Средства измерения. Как уже было отмечено, точность измерений зависит от правильности выбора измерительных средств. Чем точнее надо измерить величину, тем меньше должна быть цена деления и чувствительнее прибор. Так, для получения достоверных замеров цена деления должна быть в 10 и более раз меньше допуска определяемого размера или в 2 раза меньше требуемой точности измерения.
Измерительное средство должно быть удобным, особенно если его используют постоянно. Так, чтобы уменьшить утомление зрения, на шкалах специализированных измерительных приборов красными линиями выделяют предельно допустимые значения размера. Кроме того, следует удобно располагать и закреплять приборы на рабочем месте. Выбранный инструмент или прибор должен обеспечивать высокую производительность труда, особенно при массовом производстве. При ответственных измерениях следует применять приборы с автоматической записью показаний, например на перфоленту.
Средства измерения подразделяют на универсальные, специализированные и специальные. В особую группу выделяют калибры.
Универсальные измерительные средства используют в мелкосерийном производстве, при приемочных испытаниях, а так же при статистических методах контроля в массовом производстве. Основными их преимуществами являются универсальность, точность, популярность и низкая стоимость. К универсальным измерительным средствам относятся штангенциркули, микрометры, индикаторы, угломеры, служащие для измерения геометрических величин, а также омметры, вольтметры, тестеры, применяемые для измерения электрических величин.
               
Специализированные измерительные средства используют для замеров в условиях серийного и крупносерийного производства (например, проекторы, приспособления контроля шестерен и др.). К ним относят также специально приспособленные универсальные приборы. Эти приборы производительны, но сложны и требуют специальных навыков при работе.
Специальные измерительные средства разрабатывают и применяют в массовом производстве (например, приборы измерения длительности импульсов номеронабирателя или времени срабатывания реле, измерители толщины покрытий и др.). Эти приборы высокопроизводительны, удобны в эксплуатации, но также требуют специального обучения персонала.
Калибры — это бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля годности изделий. Калибром нельзя определить значение измеряемой величины, с его помощью лишь подтверждается, что оно находится в заданных пределах. Калибры подразделяют на нормальные и предельные. Нормальные калибры изготовляют по номинальному (среднему) размеру, и достоверность замера значительно зависит от субъективного мнения замеряющего. Предельные калибры, как правило, имеют два предельных размера: для ограничения наибольшего и наименьшего предельных значений. Проходной размер, обозначаемый ПР, всегда должен свободно сопрягаться с деталью, а непроходной, обозначаемый НЕ, не должен.
Калибры могут быть в виде пробок (для контроля охватывающих размеров) или в виде скоб и колец (для контроля охватываемых деталей). Проходную сторону калибров-пробок изготовляют по наименьшему, непроходную — по наибольшему предельному размеру отверстия, а калибров-скоб и колец — наоборот.
При проверке деталей калибрами нельзя прикладывать значительное усилие, так как сминаются неровности поверхности и результат получается ошибочным. Калибры должны входить легко, под собственной массой или под давлением не более 1 Н.
По применению калибры подразделяются на рабочие и контрольные. Рабочие калибры, используемые на рабочих местах, должны иметь высокую твердость и чистоту поверхности, а также небольшой припуск проходного конца в расчете на износ. Контрольные калибры, используемые работниками ОТК, могут иметь до 2/з допустимого износа проходного конца. Для проверки правильности рабочих и контрольных калибров служат контркалибры.
В массовом производстве принцип предельных калибров применяют в специальных приспособлениях, при комплексной проверке деталей и сборочных единиц, в автоматах рассортировки перед селективной сборкой.
Погрешности измерений. В процессе измерения неизбежны погрешности Де, которые складываются из погрешностей измерительного прибора метода измерения Дм, условий измерения и считывания.
Погрешности измерений бывают случайными и систематическими, и для определения суммарных погрешностей применимы методы расчета размерных цепей при неполной взаимозаменяемости.       
Погрешность является систематической, указывается в паспорте прибора и ежегодно контролируется измерительной лабораторией предприятия.
Погрешность Дм является случайной и зависит от метода измерений (например, для контактного прямого метода контроля Дм=0).
Погрешность является систематической и должна исключаться корректировкой прибора или пересчетом результатов измерений. Основной причиной Ду является отклонение температуры и относительной влажности. Небрежное обращение с прибором может внести случайные погрешности.
Погрешности Дс полностью зависят от опыта, квалификации и внимательности оператора. Часто систематическую погрешность считывания дают ошибки из-за неперпендикулярности расположения шкалы прибора относительно наблюдателя.
Различают абсолютную и относительную погрешности.
Разность между измеренным Аизм и истинным Лист значениями называют абсолютной погрешностью.
За истинное значение принимают либо результат измерения образцовым прибором высокого класса точности, либо среднее арифметическое результатов измерений, т. е. центр группирования фактических размеров.
Отношение абсолютной погрешности Аабс к истинному значению Лист измеряемой величины, выраженное в процентах, называют относительной погрешностью
Грубые ошибки (выбросы) не являются погрешностями и замеры с такими погрешностями не учитывают, если они не свидетельствуют о грубом сбое при изготовлении изделия.

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120
 

Яндекс.Метрика