1.2 Классификация геометрических величин

К геометрическим величинам деталей [5] относятся (см. табл. 1.2):

- координатные размеры (линейные и угловые) вспомогательных систем координат комплектов элементов относительно обобщённой системы координат детали;

- позиционные размеры (линейные и угловые) между базами и элементами одного модуля или комплекта элементов детали;

- отклонение от номинального расположения (линейные и угловые) элементов одного модуля или комплекта элементов детали (табл. 1.3);

- размеры геометрических элементов (линейные и угловые);

-отклонения формы поверхностей [31] геометрических элементов (табл. 1.3);

- шероховатость (микронеровности) [24] поверхностей.

Графическое изображение всех геометрических величин объекта измерения в обобщённой и вспомогательных системах координат является геометрической моделью реальной детали (рис. 1.1 б, табл. 1.1).

Допускаемые отклонения размеров и отклонений расположений и формы от номинальных значений, или их допуски, являются показателями качества детали по размерной и геометрической точности.

Понятие размер в машиностроении [42], как правило, заменяет линейную физическую величину длина: длинновой размер, диаметральный размер.

Понятие размер в метрологии трактуется более широко – это истинное значение любой физической величины. Поэтому более правильно применять словосочетания размер длины, размер диаметра, размер угла, размер отклонения формы, размер отклонения расположения, размер средней высоты микронеровностей.

При измерениях пытаются найти истинное значение размера величины. Но поскольку измерения величин невозможно выполнить без погрешностей, то при измерениях находят действительное значение размера, отличающееся от истинного максимально на погрешность измерения.

1.3 Состав измерительного прибора

При технических измерениях находятся действительные значения геометрических величин деталей, если погрешности измерений приборами не превышают допускаемые погрешности (30 % от допусков на измеряемые величины) [19].

Измерение физической величины детали – это нахождение значений величины в соответствии с её определением при помощи средств измерений, хранящих единицу величины, на основе методики выполнения измерений, обеспечивающей установление соотношения измеряемой величины с её единицей, в пределах допускаемой погрешности.

Для выполнения измерений необходим измерительный прибор, который должен состоять из следующих средств измерений и устройств (рис. 1.2):

- измерительный преобразователь 1 – служит для хранения единицы величины и измерения входного сигнала, создаваемого измерительным устройством. Измерительный преобразователь может состоять из двух частей: первичного преобразователя, или датчика 2 и отчетного устройства 3;

- измерительное устройство, или устройство измерительного контакта 6, непосредственно снимающее своими чувствительными элементами (измерительными наконечниками) размеры измеряемой величины с объекта измерения 9, формирующее входной сигнал о размерах величины и передающее его измерительному преобразователю. Измерительное устройство выполняется плавающим, с возможностью перемещения каждого чувствительного элемента. Составной частью измерительного устройства является промежуточный преобразователь 4, предохраняющий первичный преобразователь (датчик);

- устройство измерительного базирования 5, совмещающее линию отсчета измеряемой величины объекта измерения 9, с линией измерения устройства измерительного контакта;

- эталон для настройки 8 прибора (при измерении методом сравнения с мерой или дифференциальным методом).

1 – измерительный преобразователь; 2 – первичный преобразователь, или датчик; 3 – отсчетное устройство; 4 – промежуточный преобразователь; 5 – устройство измерительного базирования; 6 – устройство измерительного контакта; 7 – основание прибора; 8 – рабочий эталон; 9 – объект измерения

Рис. 1.2. Схема прибора для измерения геометрической величины детали

Средствами измерений являются измерительный преобразователь 1 и эталон 8, т.к. они хранят единицу длины.

Устройство измерительного контакта, устройство базирования и промежуточный преобразователь являются вспомогательными устройствами.

Измерять величины можно только измерительными приборами. Одним измерительным преобразователем измерять невозможно, т.к. предварительно для него необходимо сформировать входной сигнал о граничных размерах объекта измерения, что достигается только с помощью вспомогательных устройств прибора.

Более сложные измерительные приборы могут иметь дополнительные устройства для повышения надёжности, производительности и точности измерений:

- масштабный преобразователь для приведения коэффициента преобразования схемы измерения к единице;

- устройство силового базирования, воспринимающее вес объекта измерения;

- устройство арретирования (подъёма) измерительных наконечников над измеряемой поверхностью детали;

- устройство тонкой настройки;

- устройство образцовых перемещений;

- устройство позиционирования координат точек измерения;

- подводящее устройство;

- устройство вращения или (и) перемещения объекта измерения.