1.4 Структура погрешностей измерительного прибора

Функциональный характер отклонений формы и расположения реальных поверхностей элементов объекта измерения приводит к переменности любой геометрической величины детали. Поэтому при измерении необходимо найти два граничных значения величины – наибольшее Q_НБ и наименьшее Q_НМ.

При техническом контроле качества деталей путем измерений необходимо убедиться, что граничные значения измеряемой величины не выходят за границы поля допуска.

С учётом стандартизованного определения погрешности измерения [42], погрешность измерительного прибора _ПР – это максимальная в абсолютном выражении разность измеренных граничных значений величины Q_нб.из и Q_нм.из и соответствующих действительных граничных значений Q_нб и Q_нм измеряемой величины объекта измерения:

Q_{НБ ИЗ} – Q_НБ

_ПР = (1.1) Q_{НМ ИЗ} – Q_{НМ max .}

В процессе измерения геометрической величины каждое устройство прибора оказывает влияние на погрешность измерения.

Погрешность измерительного преобразователя, хранящего единицу измеряемой величины, а также погрешности масштабного устройства измерительного контакта и промежуточного преобразователя, участвующих в преобразовании входного сигнала, определяют инструментальную погрешность _ин – первую составляющую погрешности измерения прибором.

Погрешности остальных устройств прибора и методика выполнения измерений определяют методическую погрешность _мет, характеризующую точность метода измерений. В частности, погрешность эталона, также хранящего единицу величины, при измерении методом сравнения с мерой определяет погрешность настройки _н при передаче размера эталона измерительному прибору в процедуре настройки. Составляющими методической погрешности являются:

- погрешность схемы измерения _сх;

- погрешность базирования _баз;

- температурная погрешность _т;

- силовая погрешность _с;

- погрешность настройки _н;

- субъективная погрешность _л;

- смещение настройки _сн.

Окончательно, погрешность измерительного прибора _пр – это погрешность измерения _изм прибором геометрической величины (табл. 1.4) типового или рассматриваемого объекта измерения в определенных, как правило, нормальных условиях [18]:

_пр = _из = _ин + _мет, (1.2)

где _мет = _сх + _баз + _т + _с + _н + _л + _сн . (1.3)

Нормальные условия измерений геометрических величин определяют основную погрешность измерительных приборов. При измерениях в рабочих условиях, выходящих за пределы нормальных, возникают дополнительные погрешности, например, динамические [44] при измерениях геометрических величин на металлорежущих станках, в контрольных автоматах, на кругломерах, прямомерах, профилометрах, кинематомерах и других приборах.

Инструментальная погрешность прибора в основном определяется погрешностью измерительного преобразователя _ип, которая также является суммарной, состоящей из следующих составляющих (табл. 1.4):

систематические погрешности

1) нелинейная погрешность преобразования _нл;

2. линейная погрешность _л;

3. погрешность от гистерезиса _г;

случайная погрешность .

Таблица 1.4

Структура составляющих погрешности прибора для измерения геометрической величины