Порядок выполнения работы

1. Изучить методические указания.

2. Изучить устройство измерительных приборов.

3. Настроить измерительные приборы на размеры в соответствии с заданием.

4. Измерить отклонения и определить действительные размеры деталей.

5. Зарисовать эскизы деталей в соответствии с заданием.

6. Оформить отчет по работе, который должен содержать:

• схемы замеров с помощью индикатора часового типа;

• схемы замеров с помощью скобы рычажной, индикаторного нутромера;

• эскизы деталей в соответствии с заданием, результаты измерений;

• вывод по работе.

Контрольные вопросы и задания

1. Что называется относительным видом измерения?

2. Провести измерения с помощью рычажного микрометра или скобы рычажной.

3. Провести измерения с помощью индикатора часового типа.

4. Провести измерения с помощью индикаторного нутромера.

Лабораторная работа № 3

Поверка средств измерения. Обработка данных измерений

Цели работы:

1. Ознакомление с метрологическими характеристиками (MX) средств измерений (СИ), приобретение навыков проведения поверки средств измерений.

2. Приобретение навыков в обработке данных технических измерений, оценке систематических и случайных погрешностей измерений, определении точности, с которой проведены измерения.

Общие сведения

3.1. Поверка средств измерения

На практике наиболее распространены следующие MX СИ:

Диапазон измерений – область измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности.

Предел измерения – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений (с которого удобно производить отсчеты).

Цена деления шкалы – разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

Чувствительность – отношение изменения сигнала ΔY на выходе СИ к вызвавшему это изменение изменению ∆Х сигнала на входе S = ΔY/ΔХ.

Порог чувствительности – наименьшее значение измеряемой величины, вызывающее заметное изменение показаний прибора. Величину, обратную чувствительности, называют постоянной прибора «С» = 1/ S.

Как правило, выходным сигналом СИ является отсчет в единицах величины. В этом случае постоянная прибора С равна цене деления.

Вариация (гистерезис) – разность между показаниями СИ в данной точке диапазона измерения при возрастании и убывании измерений величины и неизменных внешних условиях:

Н = │Х_В – Х_Y│.

Градуировочная характеристика – зависимость между выходным и входным сигналом СИ, полученная экспериментально.

Основная MX СИ – погрешность СИ – разность между показаниями СИ и истинными значениями физической величины (ФВ).

Основная погрешность – это погрешность СИ при нормальных условиях эксплуатации. Как правило, нормальными условиями эксплуатации являются: температура 293 ± 5 К или 20 ± 5 °С, относительная влажность воздуха 65 ± 15% при 20 °С, напряжение в сети питания 220В ± 10% с частотой 50 Гц ± 1%, атмосферное давление от 97,4 до 104 кПа, отсутствие электрических и магнитных полей (наводок).

Дополнительная погрешность СИ – погрешность СИ, вызванная отличием условий эксплуатации от нормальных условий.

Существует 3 способа нормирования основной погрешности СИ:

• нормирование пределов допускаемой абсолютной (±Δ) или приведенной (±γ) погрешностей, постоянных во всем диапазоне измерения;

• нормирование пределов допускаемой абсолютной (±Δ) или относительной (±σ) погрешностей в функции измеряемой величины;

• нормирование постоянных пределов допускаемой основной погрешности, различных для всего диапазона измерений одного или нескольких участков.

Систематическая погрешность СИ – это составляющая общей погрешности, которая остается постоянной или закономерно изменяется при многократных измерениях одной и той же величины.

Случайная погрешность СИ – это составляющая, изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины случайным образом.

Абсолютная погрешность – разность между показателем СИ (х) и действительным значением x_д измеряемой величины

∆ = │х – х_д│,

может быть задана двумя способами:

1) либо одним числом: ∆ = ±а;

2) либо в виде линейной зависимости: ∆ = ± вх; ∆ = ±(а ± вх) (рис. 1).

Рис. 1

Относительная погрешность δ – отношение абсолютной погрешности к действительному х_д значению, выраженное в %:

.

Эта формула показывает, что при увеличении х_д δ стремится к нулю, и наоборот. поэтому в метрологии существует запрет измерений на таких участках.

Приведенная погрешность измерений – отношение ∆ к нормируемому значению X_N (в %):

.

Нормируемое значение X_N выбирают в зависимости от вида и характера шкалы прибора.

Различают равномерные и неравномерные шкалы. При равномерной шкале, если «0» на краю или вне рабочей части шкалы, Х_N = X_к, где Х_к – конечное значение; если «0» внутри шкалы – сумме конечных значений шкалы. При неравномерной шкале – длине шкалы.

Для установления пригодности СИ к применению выполняется «поверка» СИ.

Поверка – операция, проводимая уполномоченным органом, заключающаяся в установлении пригодности СИ к применению на основании экспериментально определенных метрологических характеристик и контроля их соответствия предъявляемым требованиям.

По результатам поверки выдается свидетельство о поверке, наносится клеймо и т.п.

Поверка проводится методом:

• непосредственного сравнения измеряемых величин и величин, воспроизводимых более точными (образцовыми) мерами или средствами измерений;

• непосредственного сличения показаний поверяемого прибора и эталона высшего разряда при одновременном измерении одной и той же величины.

Разность этих показаний равняется абсолютной погрешности поверяемого СИ.

Если при поверке вводят поправку на показания «образцовых» приборов (эталонов более высокого порядка), то соотношение погрешностей эталонного и поверяемого СИ составляет 1:3; если поправки не вводят – 1:5.