Погрешности измерения скобами с отсчётным устройством

На погрешность измерения скобами с отсчётными устройствами оказывают влияние погрешность от индикатора, погрешность от прогиба подвески, а также погрешность от нагрева корпуса скобы теплом рук оператора, погрешность от разного положения скобы в пространстве, если она была настроена на размер в положении, которое отличается от положения при измерении, а также погрешность от нежёсткости конструкции. Поверку скоб обычно производят по концевым мерам длины. При таком способе поверки погрешность скоб обычно нормируется равной или близкой к цене деления отсчётного устройства на всём диапазоне показаний. У скоб для измерения больших размеров (св. 500 мм) погрешность составляет 1,5 – 2 цены деления (т.е. 15 – 20 мкм). Варианты использования скоб могут отличаться точностью принятых концевых мер длины, используемым участком шкалы. При работе на всём диапазоне показаний шкалы погрешность измерения скобами со встроенным механизмом может быть обеспечена от 4 мкм (для размеров до 25 мм) до 25 мкм (для размеров 125 – 150 мм), а при работе на участке шкалы в пределах 10 делений соответственно 2 и 5 мкм. Для скоб со съёмными отсчётными устройствами могут быть обеспечены условия для получения погрешности не более 10 мкм для малых размеров (до 50 мм) и не более 60 мкм для больших размеров (400 – 500 мм). Использование концевых мер более высокой точности при соответствующих температурных условиях можно добиться погрешностей и на больших размерах не более 10 мкм. Таким образом, при выполнении измерений необходимо (соблюдать) выполнять условие, при котором суммарная погрешность средства измерения не превышала бы 1/3 допустимой погрешности. Погрешность средства измерения, выражается в миллиметрах. Основные погрешности скоб приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Основная погрешность скоб с индикатором часового типа по ГОСТ 577 – 68 с ценой деления 0,01 мм

Тип скоб Диапазон измерений скоб, мм Основная погрешность скоб в интервалах шкалы, мм
±10 делений от нулевого штриха Св.±10 делений от нулевого штриха На норми-рованном участке 0,1 мм На любом участке 3 мм
  СИ 0-50 50-100   -   -   ± 0,005 ± 0,008
100-200 ± 0,010
200-300 300-400   -   -   ± 0,007 ± 0,012
400-500 ± 0,015
500-600     -     -     -
600-700 700-850 850-1000 ± 0,020

По ГОСТ 9696 – 82 индикаторы часового типа с ценой деления 0,001мм или 0,0005мм предельно допустимая погрешность составляет 1,5 деления шкалы, т.е 0,0015мм или 0,00075мм. В индикаторной скобе по ГОСТ 11098 – 75 СИ 50 устанавливается индикатор часового типа с ценой деления 0,001мм.

Подготовка к измерениям

Каждый человек, выполняющий измерения, выступает в качестве оператора измерений. При подготовке к измерениям оператор должен:

а) ознакомиться с методикой выполнения измерения (МВИ) и последовательностью выполнения операций измерения. Проверить наличие необходимого комплекта и вспомогательных материалов к нему.

б) убедиться в том, что основные и вспомогательные средства измерения имеют действующее свидетельство о поверке (калибровке), метрологическую аттестацию. Если действующего свидетельства нет, то надо смотреть на поверительные клейма, пломбы (год, квартал, класс точности). Вспомогательные устройства должны пройти регламентное обслуживание.

в) выполнить операции по созданию необходимых условий измерения, включая требования безопасности.

г) подготовить объект (модель) измерения (почистить) и создать по нормативной документации (НД) необходимые условия измерения, испытания, установить объект измерения в рабочее положение, включить питание, охлаждение, прогреть до рабочего состояния средство измерения.

д) опробовать средство измерения, включить, проверить действие органов управления и убедиться, что прибор реагирует на ручку регулировки, настройки, коррекции. Если средство измерения снабжено средствами самоконтроля, тестирования, то выполнить соответствующие тесты и операции.

е) провести 2 – 3 пробных наблюдений и сравнить результаты с ожидаемыми. При определённо большом отклонении результатов проверить, где ошибка, принять меры по устранению этих ошибок, проанализировав их.

В тех случаях, когда нужно строго следовать пункту «в» условий измерений, то должны выполняться требования:

1) температура для всех видов измерений в помещении должна быть 20 оС (293 К);

2) давление окружающей, измеряемой среды, должно изменяться со скоростью не более 3 % диапазона записи в секунду и для измерения теплофизических величин должно быть 293 Па; для измерения ионизирующих излучений – 100 кПа (750 мм рт. ст.), для остальных видов измерений 101 кПа (760 мм рт. ст.);

3) относительная влажность воздуха для линейно - угловых измерений должна быть 58 %;

4) плотность воздуха в помещении должна быть 1,2 кг/м3;

5) прибор должен быть установлен в вертикальном положении.

Метод измерений

Выбор метода измерений определяется принятой моделью объекта измерения и имеющими в своём распоряжении средств измерений.

Таким образом, метод измерений - это приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой величины с мерой с её единицей или шкалой в соответствии с реализованным принципом измерения. Главное при выборе метода измерения необходимо добиваться того, чтобы погрешность метода измерения заметно не сказывалась на результатах измерения или результирующей погрешности измерения, так, чтобы она не превышала 30 % от неё. Поэтому в данной лабораторной работе нам удобнее будет использовать метод непосредственной оценки. По РМГ 29-99 «ГСИ. Метрология. Термины и определения» метод непосредственной оценки - это такой метод, в котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений.

Измерения, проводимые с помощью индикаторной скобы, относятся к прямым измерениям. Прямые измерения - это такие измерения, при которых искомое значение физической величины находим непосредственно из опытных данных.

Пример отчёта по лабораторной работе

Цель работы: Измерить диаметр вала. Найти СКО и доверительную границу НСП. По НТД дано задание диаметра вала – 20,000±0,002 мм.

Измерение проводим, используя индикаторную скобу, устройство которой приведено на рисунке 1.2

Погрешности измерения скобами с отсчётным устройством - №1 - открытая онлайн библиотека а)   Погрешности измерения скобами с отсчётным устройством - №2 - открытая онлайн библиотека б)

а) Рисунок скоб СИ 300 и СИ 50 по ГОСТ 11098 - 75;

б) Рисунок скобы СИ 100 с индикатором часового типа, цена деления 0,0005мм с изображением правильной установки перед измерением.

Рисунок 1.2 - Устройство индикаторной скобы

Объект измерения – цилиндрическая деталь, представлена на рисунке 1.3

Погрешности измерения скобами с отсчётным устройством - №3 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 1.3 - Схема измерений цилиндрической детали рычажной скобой

Результаты наблюдений вносим в таблицу 1.2

Таблица 1.2 - Карта измерительных наблюдений

Наблюдение НТД, мм Показания прибора, мм
20,000±0,002 20,001
20,000±0,002 20,000
20,000±0,002 19,999

хmin = 19,999 мм

хmax = 20,001 мм

хi = 20,000 мм

Вычисляем среднее арифметическое значение (1.1)

Погрешности измерения скобами с отсчётным устройством - №4 - открытая онлайн библиотека = Погрешности измерения скобами с отсчётным устройством - №5 - открытая онлайн библиотека мм (1.1)