Методичка по ВСИТИ(Метрология)

11

основної шкали, помноженому на ціну поділки шкали ноніусу. Розмір деталі на рис.2.1а - 0,5мм, рис.2.1б - 6,9мм, рис.2.1в - 34,3мм.

Рисунок 2.1 - Склад ноніуса

2.1. Помилки при вимірюванні

Кожний процес вимірювання обов'язково супроводжується похибками, які по характеру вимірювання підрозділяються на систематичні та випадкові.

Випадковою похибкою виміру називають похибку, яка при повторних вимірах однієї і тієї ж величини в одних і тих же умовах змінюється випадковим чином по знаку і (або) величині.

Для кількісної оцінки випадкових похибок і встановлення її меж можуть використовуватися: гранична похибка, інтервальна оцінка, числові характеристики закону розподілу. Вибір конкретної оцінки визначається необхідною повнотою відомостей про ймовірність та величину похибки, призначення вимірів і характера використання результатів виміру. Комплекси оцінок показників точності встановлені стандартами.

Систематичними похибками (помилками) називаються похибки постійні по величині і по знаку, або ті, що змінюються по визначеному закону. Вплив таких помилок може бути враховано введенням поправок.

Систематична помилка може бути додатною, від'ємною, або дорівнювати нулю.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

12

Прикладом систематичної помилки є помилка, яка виникає при вимірюванні виробу приладом, у якого шкала збита або невірно градуйована.

Для визначення систематичної помилки у штангенінструмента потрібно звести вимірювальні поверхні до зіткнення. Якщо при цьому нуль ноніуса не співпадає з нулем основної шкали, то величина неспівпадання являється систематичною помилкою даного інструмента, додатною або від’ємною (рис.2.2).

При визначенні дійсного розміру додатна помилка віднімається з результатів вимірювання, а від'ємна додається.

При визначенні величини додатної систематичної помилки відлік рисок ноніуса (до співпадаючих поділок основної шкали і ноніуса) ведеться зліва на право (рис.2.2 а).

Рисунок 2.2 - Визначення систематичної помилки

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

13

в) Систематична помилка = - 0,35 мм

Рисунок 2.3 - Визначення систематичної помилки

При визначенні величини від’ємної систематичної помилки відлік рисок ноніуса (до співпадаючих поділок основної шкали і ноніуса) ведеться справа наліво Рис. 2.2 б та 2.2 в.

Величина додатної або від’ємної помилки підраховується помноженням кількості отриманих поділок на ціну одної поділки.

За умовами виникнення похибок розділяють на основні, які можуть виявитися в умовах, обумовлених в нормативно-технічної документації і додаткові, обумовлені виходом значень впливаючих величин за допустимі межі. Для оцінювання додаткових погрішностей в документації на засіб вимірів зазвичай вказують норми зміни свідчень при виході умов виміру за межі нормальних.

У засобів вимірів часто можна виділити складові похибки, не залежні від значення вимірюваної величини і погрішності, що змінюються пропорційно вимірюваній величині. Такі складові називають, відповідно, адитивними і мультиплікативними похибками. Адитивною, наприклад, є систематична похибка, викликана неточною установкою нуля в стрілочного приладу з рівномірною шкалою; мультиплікативною — погрішність вимірювання відрізків часу відстаючими або такими, що квапляться годинами. Ця похибка зростатиме по абсолютній величині.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

14

2.2. Штангенінструменти

До штангенінструментів відносяться вимірювальні інструменти з лінійним ноніусом; штангенциркулі (Рис.2.3), штангенглибиноміри (Рис.2.4) і штангенрейсмуси (Рис2.5).

Рисунок 2.3 - Штангенциркулі

Рисунок 2.4 - Штангенглибиномір

Рисунок 2.5- Штангенрейсмус.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

15

Штангенциркуль служить для вимірювання зовнішніх та внутрішніх розмірів гладких виробів, а в деяких випадках для розмітки. На рис.2.6 зображено штангенциркулі, які найбільш часто використовуються

Рисунок 2.6– Конструкції штангенциркулів

Штангенциркулі (рис.2.6) складається з штанги 1, на якій нанесена основна шкала з ціною поділки один міліметр. На правому кінці штанги розташована нерухома вимірювальна поверхня (губка). Вздовж штанги переміщується рамка 2 з рухомою вимірювальною поверхнею (губкою). Фіксація рамки здійснюється гвинтом 3. Для плавного переміщення рамки з рухомою губкою, потрібно закріпити хомутик 6 гвинтом 3 і обертати гайку 7. Для підрахунку дробової частини поділу основної шкали штангенінструменти мають лінійний ноніус (додаткову шкалу 4), яка закріплена до рухомої рамки 2. Відповідно вітчизняним стандартам штангенциркулі виготовляються з величинами відрахунку по ноніусу 0,1; 0,05; 0,02 мм.

Штангенглибиномір (рис.2.7) використовується для вимірювання відстані між площами (наприклад, глибини отвору, уступів т.п.).

Штангенглибиномір відрізняється від штангенциркуля відсутністю нерухомої губки. При вимірюванні глибини основа 1 встановлюється

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

16

на деталь, а штанга 6 переміщується до контакту її торця з поверхньою яку вимірюємо. Основа 1 переходить у рамку 3, на якій закріплений ноніус 8. Нульовий підрахунок відповідає зміщенню торця штанги 6 з торцем основи 1.

Фіксація рамки і хомутика здійснюється гвинтами 2 та 4, а для плавного переміщення рамки 3 використовується гвинтова пара 7.

Рисунок 2.7 – Конструкція	Рисунок 2.8 – Конструкція
штангенглибиноміра	штангенрейсмуса

Штангенрейсмус використовується, в основному для розміточних робот та для вимірювання висоти деталі.

В штангенрейсмусі (рис.2.8) є масивна основа 1 з площиною перпендикулярною до лінійки 7. Цією основою штангенрейсмус встановлюється на розміточну плиту. Рухома рамка 4 має державку, для кріплення змінних губок; 2 - при вимірюванні розмірів, 3 - для розміточних робот. Можна кріпити індикаторної вимірювальної головки. Фіксація рамки і хомутика здійснюється гвинтами 9 та 10, а для плавного переміщення рамки з ноніусом 5 використовується гвинтова пара 6.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

17

2.3. Мікрометричні інструменти

Мікрометр служить для вимірювання зовнішніх розмірів виробу

(рис. 2.9).

Рисунок 2.9 – Мікрометр з інтервалом вимірювальних розмірів 0…25 мм.

Гладкий мікрометр (рис.2.10) складається	із скоби 1 в	яку
запресовані п'ята 2 і стебло 3 - втулка	з отворами	для

мікрометричного гвинта 5. Торець п'яти 2 є нерухомою мірильною поверхнею, а торець мікрометричного гвинта 5 - рухомою мірильною поверхнею. Мікрометричний гвинт 5 завертається у мікрометричну гайку правої частини втулки 3, а циліндричною поверхнею спрямовується в точний отвір лівої частині цієї ж втулки. Обертання мікрометричного гвинта 5 здійснюється за корпус таріровочного механізму 7 (барабан), який має різьбове з’єднання з втулкою 6. Втулка 6 вільно обертається і переміщується вздовж стебла 3.

Рисунок 2.10 – Конструкція мікрометрів

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

18

На зовнішній поверхні стебла нанесені дві шкали (рис.2.11) розділені горизонтальною рискою на нижню, яка відраховує міліметри, і верхню, яка відраховує половину міліметра.

За один оберт барабана 1 (рис.2.11) здійснюється лінійне переміщення рухомої вимірювальної поверхні і втулки 6 на 0,5 мм., що відповідає кроку мікрометричного гвинта. Ціна поділки основної шкали мікрометра також дорівнює 0,5 мм.

На конусній частині втулки 6, по периметру, нанесено 50 поділок кругової шкали (прототип ноніусної шкали).

Точність відліку мікрометричного інструмента підраховується з відношення ціни поділки основної шкали до кількості поділок

0.5

кругової шкали ( 50 ) і дорівнює 0,01 мм.

Для забезпечення постійного вимірювального зусилля (500...900

гс. з коливанням ± 100 гс.) використовується таріровочний пристрій 8 (тріщотка).

Для фіксації мікрометричного гвинта в потрібному положенні служить стопор. Існують декілька конструкцій стопорних пристроїв: ексцентрик з рукояткою 4 (рис.2.10), гайка з розрізною втулкою, або стопорний гвинт.

Відлік виміряного розміру складається з показників трьох шкал. При обертанні барабана лівий торець втулки 1 (рис.2.11)

переміщується вздовж стебла 4 і відраховує міліметри за нижньою шкалою і пів міліметра за верхньою шкалою ( за умови, що поділок пів міліметрової шкали, розташований після відрахованої поділки основної шкали, відкрито).

Третя шкала кругова, складається з 50 поділок і надає можливість підраховувати і додавати тисячні долі міліметрів що містить розмір.

На рис.11; по нижній шкалі відраховано 14 мм., по верхній шкалі

– 0,5 мм. і по круговій шкалі – 12 поділок = 0,12 мм. Виміряний розмір складає,

14 + 0,5 + 0,12 = 14,62 мм.

з повздовжнім штрихом на стеблі і у випадку неспівпадання встановити систематичну помилку мікрометричного гвинта.

Перед вимірюванням мікрометром слід перевірити правильність його установки на нуль, тобто визначити систематичну помилку мікрометра.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

19

		Для цього		обертом
		барабана за тріщотку, (при
		відпущеному		стопорі)
		довести	до	контакту
		мірильні		площини.
		закріпити	мікрометричний
		гвинт	стопором		і
		перевірити	співпадання
		нульового штриха кругової
	1-кругова шкала, 2-мікрометричний гвинт, 3-	шкали	барабана		з
		горизонтальною		рискою.
	різьбова втулка, 4-стебло.
		Систематичну		помилку
	Рисунок 2.11 – Відлік розміру на	мікрометричного
	мікрометрі	інструмента		можна
		виправити таким чином:

∙обертом барабана за тріщотку довести до контакту мірильні площини;

∙закріпити мікрометричний гвинт стопором;

∙пальцями лівої руки утримувати барабан 6, а пальцями правої руки корпус таріровочного механізму 7 (рис.2.10);

∙обертаючи барабан 6 і корпус 7 в протилежні напрямки роз’єднати барабан 6 і мікрометричний гвинт 5;

∙повернути барабан до співпадання нульового штриха кругової шкали барабана з повздовжнім штрихом на стеблі;

∙обертаючи корпус таріровочного механізму 7 зафіксувати положення мікрометричного гвинта 5 відносно барабана 6;

∙перевірити співпадання нульового штриха кругової шкали барабана з повздовжнім штрихом на стеблі.

Границі вимірювання мікрометра залежать від розмірів скоби та вимірювального переміщення мікро гвинта (рис.2.12).

Мікрометри для вимірювання розмірів до 300 мм. виготовляються з границями вимірювання 0-25, 25-50, 50-75, і т.д., 275-300 мм, але діапазон вимірювальних розмірів дорівнює вимірювальному переміщенню мікро гвинта - 25 мм.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

20

Рисунок 2.12 – Конструкції мікрометрів в залежності від діапазону вимірювальних розмірів.

У мікрометрів для вимірювання розмірів більше 300 мм. діапазон вимірювання складає 50 - 100 мм.

Для перевірки систематичної помилки у мікрометрів з границями вимірювання більше 25 мм, між мірильними площинами повинні встановлюватися кінцеві міри або спеціальні еталони.

Мікрометричний глибиномір (рис.2.13) служить для виміру глибини в отворах і пазах, має широку (нерухому) вимірювальну поверхню основи 1 до якої запресована мікрометрична головка 2 з отвором у мікрометричному гвинті. У цей отвір ставиться вимірювальний стержень 4, торець якого є рухомою вимірювальною поверхнею. Мікрометричні глибиноміри випускаються з чотирма змінними вимірювальними стержнями, що забезпечує границі вимірювання від 0 до 100 мм. Вимірювальний стержень підбирається в залежності від глибини отвору.

1- 0снованіє. 2- Мікрометрична головка. 3- Стопор. 4 - Змінні вимірювальні стержні.5 - Еталон.

Рисунок 2.13 - Мікрометричний глибиномір

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com