К т н доцент БАШЕВСКАЯ ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

К. т. н. , доцент БАШЕВСКАЯ ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА Кафедра « Информационно-измерительные системы и технологии» Технические измерения и приборы

Литература • 1. Марков Н. Н. « Нормирование точности в машиностроении» 1993 г. М. Изд. Станкин • 2. Марков Н. Н. Ганевский Г. М. Конструкция , расчет и эксплуатация контрольно-измерительных инструментов и приборов М. Машиностроение 1983 г. • 3. Иванов А. Г. Измерительные приборы в машиностроении М. Издательство стандартов 1981 г. • 4. Бирюков Г. С. Серко А. Л. Измерение геометрических величин и их метрологическое обеспечение М. Издательство стандартов , 1987 • 5. Измерения в промышленности. Справочник. т. 1, 2. под ред. Профоса П. М. Металлургия 1990 г.

Основные понятия 1. Измерение - это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Метрология- наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности измерения Уравнение измерений где Q-измеряемая величина, q-числовое значение величины, [Q]-единица измерений Измерение –процесс сравнения физической величины с некоторым ее значением , принятым за единицу.

Основные понятия 2. Контроль- разновидность измерений , когда в результате процесса сравнения(измерения) устанавливают соответствие объекта измерения заданным предельным значениям физических величин. В результате дается информация о годности или негодности контролируемого параметра 3. Диагностика- область знаний, включающая в себя сведения о методах и средствах оценки технического состояния машин, механизмов оборудования и других технических объектов. Техническое диагностирование –процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью. Результатом технического диагностирования является заключение о техническом состоянии объекта с указанием места , вида и причин дефекта 4. Испытания –экспериментальное определение количественных и качественных свойств объекта испытаний как результата воздействия на него при его функционировании

Основные понятия и определения измерений • Физическая величина –это характеристика одного из свойств объекта(или процесса), общая в качественном отношении многим физическим объектам , но в количественном отношении -индивидуально для каждого объекта • Размер физической величины –количественное содержание в в данном объекте свойства , соответствующего понятию «физическая величина» . Размер существует реально • Основным свойством физической величины является ее размерность. Единицей физической величины называют физическую величину фиксированного размера , которой присвоено числовое значение , равное единице и которая применяется для количественного выражения однородных с ней физических величин(например , единицей длины принят метр, единицей массы- килограмм)

Виды величин

Погрешность ΔX — это отклонение результата измерения Xизм. от истинного значения X ист. измеряемой величины, определяемое по формуле ΔX = X изм. - X ист. НО!!! Истинное значение физической величины –это значение , которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Экспериментально истинное значение найти не возможно! Действительный размер –это размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью и настолько близкое к истинному, что его можно использовать вместо него. Средство измерений —техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики(диапазон измерений, погрешность, чувствительность) Метрологические характеристики — это характеристики свойств СИ, которые оказывают влияние на результат измерений и его погрешности и предназначены для оценки технического уровня и качества СИ, а также определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений. Принцип измерений — совокупность физических принципов, на которых основаны измерения, ( например применение эффекта Джозефсона для измерения электрического напряжения или эффекта Доплера для измерения скорости). Метод измерения — это прием или совокупность приемов использования принципов и средств измерений

Процесс измерений Для проведения измерений необходимы: • объект измерений (или, другими словами, измеряемая величина); • метод измерений; • средства измерений и вспомогательное оборудование;

Структурная схема измерения

Процесс измерения физической величины

Обобщенная блок-схема измерительной системы внешние помехи внутренние помехи 1 -измеряемая величина 2 -средства измерений 3 -вывод результата 4 -обратное воздействие приемочного устройства 5 -обратное воздействие

ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ИЗМЕРЕНИЯ ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ НА ВИДЫ ИЗМЕРЕНИЙ – ЧАСТЬ ОБЛАСТИ ИЗМЕРЕНИЙ, ИМЕЮЩАЯ СВОИ ОСОБЕННОСТИ И ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ ОДНОРОДНОСТЬЮ ИЗМЕРЯЕМЫХ ВЕЛИЧИН, И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ - ЧАСТЬ ОБЛАСТИ ИЗМЕРЕНИЙ, СОСТОЯЩАЯ В РАЗЛИЧИИ ПРИЕМОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИНЦИПОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ.

Виды измерений По способу нахождения численного значения физической величины измерения подразделяются на следующие виды: прямые, косвенные, совокупные и совместные Прямым измерением называют измерение, при котором значение измеряемой физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения выполняются при помощи средств, предназначенных для измерения данных величин. Числовое значение измеряемой величины отсчитывается непосредственно по показанию измерительного прибора. Например измерение тока амперметром; массы - на рычажных весах и др. Зависимость между измеряемой величиной X и результатом измерения Y при прямом измерении характеризуется уравнением X = Y,

Виды измерений Косвенными измерениями называют такие измерения, при которых значение искомой величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. При косвенных измерениях измеряют не собственно определяемую величину, а другие величины, функционально с ней связанные. Значение измеряемой косвенным путем величины X находят вычислением по формуле X = F(Y 1, Y 2, … , Y n), где Y 1 , Y 2 , … Y n- значения величин, полученных путем прямых измерений. Пример косвенного измерения: определение электрического сопротивления с помощью амперметра и вольтметра. Здесь путем прямых измерений находят значения падения напряжения U на сопротивлении R и ток I через него, а искомое сопротивление R находят по формуле R = U/I.

Виды измерений Совокупные измерения - это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. Например , для определения значений сопротивлений резисторов, соединенных треугольником , измеряют сопротивления на каждой паре вершин треугольника и получают систему уравнений Совместные измерения - это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин X 1, X 2, …, Xn, значения которых находят решением системы уравнений: Fi(X 1, X 2, … , X n; Yi 1, Yi 2, … , Y im) = 0, где i = 1, 2, …, m > n; Yi 1, Yi 2, … , Y im - результаты прямых или косвенных измерений; X 1, X 2, … , Xn – значения искомых величин.

Виды измерений По числу наблюдений измерения подразделяются на: - обыкновенные измерения - измерения, выполняемые с однократным наблюдением; - статистические измерения - измерения с многократными наблюдениями По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются: - на статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени в процессе измерения; - динамические, при которых измеряемая величина изменяется в процессе измерения и является непостоянной во времени.

Виды измерений По числу измеряемых мгновенных значений в заданном интервале времени измерения подразделяются на дискретные и непрерывные (аналоговые). - Дискретные измерения – измерения, при которых на заданном интервале времени число измеряемых мгновенных значений конечно. - Непрерывные (аналоговые) измерения – измерения, при которых на заданном интервале времени число измеряемых мгновенных значений бесконечно. По условиям, определяющим точность результатов, измерения бывают: - максимально возможной точности, достигаемой при существующем уровне техники; - контрольно-поверочные, погрешность которых не должна превышать некоторое заданное значение; - технические, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений.

Виды измерений По способу выражения результатов измерения различают абсолютные и относительные измерения. • Абсолютные измерения – измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. • Относительные измерения – измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

Методы измерений Метод измерения — это прием или совокупность приемов использования принципов и средств измерений и различают • метод непосредственной оценки и • методы сравнения Сущность метода непосредственной оценки состоит в том, что о значении измеряемой величины судят по показанию одного (прямые измерения) или нескольких (косвенные измерения) средств измерений, которые заранее про градуированы в единицах измеряемой величины или единицах других величин, от которых она зависит. • Сущность метода сравнения состоит в том, что измеряемая величина сравнивается с величиной воспроизводимой мерой

Классификация методов измерения В зависимости от количества одновременно измеряемых размеров методы и средства измерения делят на дифференциальные и комплексные. Дифференциальными называется измерение, когда у детали сложной формы измеряется в отдельности каждый из ее элементов, которые характеризуют точность Комплексными называется измерения, при которых определяется влияние комплекса элементов, из которых состоит деталь сложной формы и выявляются эксплуатационные показатели. Здесь выявляется влияние всех элементов вместе в их взаимосвязи между собой

Нулевой метод измерений

Контроль, классификация контроля 2. Контроль- разновидность измерений , когда в результате процесса сравнения(измерения) устанавливают соответствие объекта измерения заданным предельным значениям физических величин. В результате дается информация о годности или негодности контролируемого параметра Классификация видов контроля 2. 1 По возможности (или не возможности использования продукции после выполнения контрольных операций: -Неразрушающий контроль -Разрушающий контроль, который сопровождается разрушением объекта 2. 2 По характеру распределения по времени: -Непрерывный , осуществляемый непрерывно в течении всего процесса -Периодический, когда информацию получают определенное время -Летучий контроль проводимый в случайные моменты времени 2. 3 В зависимости от исполнителя: -самоконтроль -контроль мастером -контроль ОТК

Классификация видов контроля 2. 4 По стадии технологического процесса: -Входной, обычно сырье, исходные материалы , комплектующие изделия -Операционный проводиться на всех операциях техпроцесса -Приемочный проводиться готовых , сборочных единиц в конце техпроцесса 2. 5. По характеру воздействия на ход производственного процесса: -Активный , т. е. совмещен с технологическим процессом -Пассивный, осуществляемый после завершения технологической операции 2. 6. По способу отбора изделий , подвергаемых контролю: -Сплошной проводимый для всех изделий -Выборочный 2. 7 По числу измерений: -Однократный -Многократный

Классификация средств измерений 1. Меры 2. Измерительные преобразователи 3. Измерительные приборы 4. Измерительные установки и системы 5. Измерительные принадлежности По метрологическому назначению средства измерения делят на: 1. Рабочие: лабораторные, производственные, полевые 2. Эталоны

В зависимости от области применения средства измерения классифицируют на: -универсальные , т. е предназначенные для измерения длин и углов в определенном диапазоне размеров вне зависимости от конфигурации измеряемого объекта -специальные, предназначенные для измерения деталей определенной конфигурации или определенного параметра деталей

Метрологические характеристики средств измерений

Погрешности измерений

Тема 1 Номинальный профиль Ось реального цилиндра Ось номинального цилиндра Реальный профиль Номинальная окружность Шероховатость поверхности