1. Поняття про вимірювання. Класифікація вимірюваньВимірювання — відображення фізичних величин їх значеннями за допомогою експерименту та обчислень із застосуванням спеціальних технічних засобів.Головні ознаки поняття «вимірювання»: вимірювати можна властивості реально існуючих об'єктів пізнання — фізичні величини;вимірювання вимагає проведення дослідів, тобто теоретичні міркування чи розрахунки не замінять експеримент;результатом вимірювання є фізична величина, відбиває значення вимірюваної величиВимірювання класифікують:за характеристиками точності числових значень вимірюваної величини вимірювання поділяються на два види:Метрологічні вимірювання, котрі поділяються на:Вимірювання з максимально можливою точністю відповідно до наявного технічного рівня. Контрольно-повірочні вимірювання, похибки вимірювання яких не перевищують деяких наперед заданих значеньТехнічні вимірювання — вимірювання що проводяться у промислових умовах і визначаються зазвичай нижчим засобів вимірювання, ніж у попередніх двох випадках.за числом вимірювань у ряді вимірювань — на разові та багаторазові;за характером зміни вимірюваної величини в часі — на статичні та динамічні:Статичні вимірювання — це вимірювання, при яких протягом певного проміжку часу вимірювана величина майже не змінюється або ж її значення змінюється поступово у відповідності з технологічним процесом.Динамічні вимірювання — вимірювання, які показують зміну вимірюваної величини в часі при різних збуреннях, що впливають на об'єкт дослідження або ж на спосіб вимірювання. Динамічні вимірювання дають можливість вивчати динамічні властивості об'єкта і засобів вимірювальної техніки, особливо давачів (первинних вимірювальних перетворювачів).за відображенням результатів вимірювання — абсолютні та відносні:Абсолютними називаються вимірювання, значення яких подані у абсолютних одиницях фізичних величин

2. Міри довжини. Штрихові міри довжини.Міра - це засіб вимірювань, призначений для відтворення величини одного або декількох розмірів з необхідною точністю. Розрізняють однозначні, багатозначні міри і набір мір. Однозначні міри відтворюють фізичну величину одного розміру. Багатозначні міри відтворюють декілька однойменних величин різного розміру (масштабні лінійки). Набір мір - це спеціально підібраний комплект мір, які застосовуються не тільки окремо, а й у різних сполученнях а метою відтворення ряду однойменних величин різного розміру. За конструктивними ознаками міри діляться на штрихові і кінцеві. Штрихові міри - пластини або диски, на площини яких нанесено штрихи. Розмір у штрихових мірах визначається відстанню між серединами штрихів. Штрихові міри довжини - це вимірювальні лінійки, складені метри, рулетки. Вимірювальна лінійка виконується у вигляді сталевої стрічки; на її поверхні наносять одну або дві шкали з ціною поділки 0,5 або 1,0 мм. Плоскопаралельні кінцеві міри довжини випускають у вигляді циліндричних стержнів або прямокутних паралелепіпедів - плиток, довжина яких визначається найкоротшою відстанню між вимірювальними поверхнями. Головна їх властивість - здатність притиратися ,що забезпечується зчепленням молекул мастила, яким покривають міри. Основна вимога до наборів мір: будь-яке значення довжини в заданих межах має відтворюватися за допомогою не більш як чотирьох-п'яти мір, тому що із збільшенням числа мір збільшується похибка блока. Так, набір 4° 1 із 87 кінцевих мір довжиною від 1,005 до 100 мм дає змогу відтворити довжину від 1,005 мм до 340 мм а використанням не більше чотирьох плиток. Застосовують також мікронний набір із 9 мір розмірами 1,001; 1,002;...; 1,009 мм. Випускають часто мікронні кінцеві міри від 2 до 2,001 мм через 0,0001 мм для перевірки особливо точних вимірювальних приладів. На кожній кінцевій мірі градуюють її номінальний розмір. Номінальний розмір мір до 5,5 мм наносять па одну з вимірювальних поверхонь, понад 5,5 мм - на бокову неробочу поверхню.

3. Одиницi вимiрювання сил. Основнi методи вимiрювання сил. Перетворювачi сил. Прилад Мартенсона.  Прилади Гравіметри.Згідно загальноприйнятим визначенням, гравіметрії (від лат. Gravis - важкий і ... метр), прилад для відносного вимірювання прискорення сили тяжіння. Більшість гравіметрів представляє собою точні пружинні або крутильні ваги. За допомогою таких гравіметрів вимірюють різниці прискоренні сили тяжіння по зміні деформації пружини або кута закручування пружною нитки, що компенсують силу тяжіння невеликого грузика ДинамометриЗгідно загальноприйнятим визначенням, Динамометр (від динамо ... і ... метр), прилад для вимірювання сили або моменту, складається з силового ланки (пружного елемента) і відлікового пристрою. У силовому ланці динамометра вимірюване зусилля перетворюється на деформацію, яка безпосередньо або через передачу повідомляється відлікового пристрою. Динамометром можна вимірювати зусилля від декількох н (часток кгс) до 1 Мн (100 тс). За принципом дії розрізняють динамометри механічні (пружинні або важільні), гідравлічні та електричні.  За ступенем точності розрізняють зразкові динамометри 1-го, 2-го і 3-го розрядів. Динамометри 1-го розряду призначаються для перевірки зразкових динамометрів 2-го розряду, які, у свою чергу, застосовуються для повірки та градуювання динамометрів 3-го розряду і повірки динамометрів загального призначення. Динамометри 3-го розряду служать для повірки та градуювання випробувальних машин і приладів, виготовляються з пружними елементами у вигляді замкнутих скоб, що працюють в основному на вигин, і замкнутих скоб або стрижнів, що зазнають деформацію стиснення або розтягнення.Прилад для вимірювання сили стискання - вимірювальний прилад, призначений для вимірювання сили (см.сіла) стиснення стулок автоматично закриваються систем, таких як двері автобусів, трамваїв, вагонів потягів, метро, ​​а також двері пасажирських і вантажних ліфтів, гаражні ворота, автомобільні вікна, зрушуються люки на даху і т. п., які можуть, у разі неправильної юстування, стати причиною травмування людей. Для запобігання подібних випадків, впроваджені законодавчі.  Діапазон вимірюваних сил: від 2 до 300 ньютон, (пружинна константа 10, 20, 65, 100 N / mm). За допомогою даної системи проводиться вимірювання сили стискання автомобільних закриваються систем на відповідність стандартам: 2000 / 4 / EG, FMVSS 118, 74/60 EWG. FM 300 - система для вимірювання та оцінки сил стиснення закриття дверей пасажирських ліфтів. Діапазон вимірюваних сил: від 2 до 750 ньютон, (пружинна константа 25 N / mm). За допомогою даної системи проводиться вимірювання сили стискання зовнішніх і внутрішніх дверей пасажирських ліфтів на відповідність стандартам: EN 81-1, EN 953

4. Методи вимірювання. Нульові і диферинцільні методи вимірювання. Методи протиставлення, заміщення, співпадання. Ме́тод вимі́рювання — сукупність способів використання засобів вимірювальної техніки та принципів вимірювань для створення вимірювальної інформації. Принцип вимірювання — фізичне явище або сукупність фізичних явищ, які покладені в основу вимірювання певної фізичної величини. Наприклад, вимірювання температури за допомогою використання термоелектричного явища, зміни електричного опору терморезистора чи зміни тискутермометричної речовини манометричного термометра та інЗасіб вимірювальної техніки — технічний засіб, який застосовується під час вимірювань і має нормовані метрологічні характеристики.Вимірювальна інформація — інформація про вимірювані величини та залежності між ними у вигляді сукупності їх значень.У метрології у процесі вимірювань найширше застосовуються прямі методи вимірювання, що забезпечують визначення шуканої величини за експериментальними даними.До прямих методів вимірювання відносяться: метод безпосередньої оцінки, метод порівняння з мірою, метод протиставлення, нульовий (компенсаційний), диференційний та ін.Метод безпосередньої оцінки полягає в тому, що вимірювана величина визначається безпосередньо за показниками шкали вимірювального приладу (наприклад, зважування на циферблатних вагах, вимірювання тиску пружинним манометром). При проведенні точніших вимірювань слід користуватися методом порівняння з мірою, який полягає в тому, що вимірювана величина порівнюється з величиною, відтвореною мірою. Результат вимірювання визначається як сума значень порівняльної міри та показів вимірювального приладу або приймається рівним значенню міри (наприклад, аналітичні ваги).Метод протиставлення — це метод порівняння з мірою, коли вимірювана і відтворена мірою величини одночасно діють на прилад порівняння, за допомогою якого визначається співвідношення між цими величинами. Значення шуканої величини визначається після досягнення рівноваги за значенням зрівноважуючої величини. Нульовий (компенсаційний) метод полягає у порівнянні вимірюваної величини з мірою, а результуючий ефект дії величин на прилад доводиться до нуля. Цей метод широко використовується в автоматичних вимірювальних приладах: автоматичних мостах, потенціометрах, аналізаторах рідин, газів та ін. На результати вимірювань, як правило, майже не впливають зовнішні чинники і джерело живлення вимірювальних електричних схем.Диференціальний (різницевий) метод полягає в тому, що вимірювальним приладом визначається різниця між вимірюваною величиною і величиною-мірою.

4. Міри довжини кінцеві, плоскопаралельні. Кінцеві міри довжини використовуються в якості еталонів при перевiрцi та калібрування заходів і приладів відповідно до державної повірочної схемою для засобів вимірювання довжини. Кінцеві міри довжини нерідко служать установочними заходами при вимірах, з їх допомогою можна розширити діапазон вимірюваних розмірів. Кінцеві заходи комплектуються в набори, що забезпечують можливість отримання блоку кінцевих мір будь-якого розміру до третього десяткового знака.Кінцеві міри довжини були винайдені на початку 19 століття С. Є. Джоханссоном (С. Є. Johansson). В ієрархічній ланцюгапередачі розмірів, яка починається з еталонів, кінцеві міри довжини займають ключову позицію. І це робить їх найбільш суттєвої матеріальної заходом у метрології протягом останніх 200 років.В залежності від похибки атестації кінцеві міри довжини поділяються на розряди, а похибка самих заходів є основою їх поділу на класи.Кінцеві міри довжини, яким присвоєно розряд, застосовуються для повірки засобів вимірювальної техніки і називаються еталонними.Відповідно до Державної повірочної схемою кінцеві міри довжини (КМД) служать еталонними засобами вимірювань 1, 2, 3, 4 розрядів і в якості робітників. Вони відіграють важливу роль при передачі розміру одиниці довжини до нижчестоящим по повірочної схемою заходам, при повірки мір, приладів та їх налаштування.Кінцеві міри довжини використовуються для вимірів деталей і ЗВТ методом порівняння. Заходи комплектують в набори, які відрізняються один від одного кількістю, розмірами, призначенням. Клас точності присвоюється заходів при виготовленні або в подальшому при повірці. Розряд присвоюється при повірці в залежності від похибки атестації.Оскільки кінцеві міри довжини призначені для тривалої експлуатації, під час якої вони повинні зберігати розмір, тому їх виготовляють із сталі, твердого сплаву, кераміки.Кінцеві міри довжини, в основному, виготовляють із сталі: сталеві довели свою надійність протягом більш, ніж 100 років.. Керамічні кінцеві міри довжини, завдяки властивостям цього матеріалу, мають очевидні переваги:стійкі до зносу і подряпин (при правильній експлуатації «вічні»);мають мінімальну теплопровідність (мінімізує похибка від температури);в кілька разів легше (зручність зберігання і експлуатації);НЕ схильні до корозії;НЕ намагнічуються;володіють високою твердістю (9 ... 9,5 за 10-бальною шкалою Мооса). Кінцеві міри довжини використовуються в якості еталонів при перевiрцi та калібрування заходів і приладів відповідно до державної повірочної схемою для засобів вимірювання довжини. Кінцеві міри довжини нерідко служать установочними заходами при вимірах, з їх допомогою можна розширити діапазон вимірюваних розмірів. Кінцеві міри довжини комплектуються в набори, що забезпечують можливість отримання блоку кінцевих мір будь-якого розміру до третього десяткового знака.

6. Вибiр динамометрiв. Метрологiчнi властивостi. Умови використання. Вплив оточуючого середовища. i i

7 Одиниці вимірювання довжини і плоского кута. Одини́ця вимі́рювання — фізична величина певного розміру, прийнята для кількісного відображення однорідних з нею величин.Розрізняють основні одиниці вимірювання, які визначаються за допомогою еталонів, і похідні одиниці, що визначаються за допомогою основних. Вибір величини і кількості основні одиниць вимірювання може бути довільним і визначається тільки традиціями або угодами. Існує велика кількість різних систем одиниць вимірювання, які розрізняються вибором основних одиниць вимірювання. Радіан - плоский кут між двома радіусами кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу.Стерадіан - тілесний кут з вершиною в центрі сфери, який витинає на поверхні сфери площу, що дорівнює площіквадрата зі стороною, яка дорівнює радіусу сфери. Кутом в площині називається геометрична фігура, утворена двома променями, що виходять з однієї точки.

У машинобудуванні значення плоского кута виражається в:радіанах, «радий» - (одиниця «СІ»),градусах «°», хвилинах «'», секундах «''» - (додаткові одиниці);збільшенні розміру в лінійній мірі на певній довжині.При нормуванні точності кута величину допуску слід задавати в залежності від довжини меншої сторони, що утворює кут, а не від номінального значення кута.Ступені точності кутових розмірів встановлює ГОСТ 8908. Поняття «ступінь точності» дентично поняттям «квалітет», «клас точності».При вимірі кутових розмірів слід користуватися наступними МВВ:порівняння з мірою, що має постійне значення (міри кутові призматичні, косинці, конусні калібри);порівняння з кутом на величину якого налаштований прилад (синусні лінійки і прилади, засновані на використанні принципу синусної

8. Відлікові пристрої приладів для вимірювання лінійних величин. Ноніус. Паралакс. Принцип Аббе. Паралакс (грец. παράλλαξις — зміна) — явне зміщення або різниця орієнтації об'єкта, що розглядається з двох різних позицій. Що далі розташований об'єкт, тим менше змінюється його візуальна позиція. Що ближча відстань до об'єкта, або що більша відстань між точками спостереження (база), тим більший паралакс. Паралакс в оптиці може спричиняти похибку вимірювань. Виникає внаслідок руху зіниць відносно окуляра, або вимірювальної сітки.В оптиці паралакс відіграє подвійну роль. Створено низку оптичних приладів, що використовують ефект паралаксу. Основна ідея полягає в зміні базису очей (стерео-базис). Завдяки чому зростає сприйняття максимально далекої відстані, але зменшується детальність чіткого розрізнення об'єму. При зменшенні базису відбувається навпаки. Дуже важливим параметром є забезпечення паралельності підзорних труб. Ноніус або Верньє́р (рос. верньер, англ. vernier, нім.Nonius) -Прилад для відліку довжин і кутів, відліковий пристрій для кругових і лінійних шкал. У сучасних кутомірних приладах застосовується рідко.Додаткова шкала у вимірювальних засобах для відліку часток поділок основної шкали. За прізвищем французького винахідника Верньє П..Принцип роботи шкали заснований на тому факті, що око набагато точніше помічає збіг ділень, чим визначає відносне розташування одного ділення між іншими.Ноніус назвиваєтся на честь португальського математика П. Нуніша, який винайшов прилад іншої конструкції, але що використовує той же принцип. Шкала-ноніус зазвичай має ті ж 10 ділень, що і основна шкала, а по довжині рівна тільки 9 її діленням. принципАббе За цим принципом, що зветься також принципом виключення компараторнойпохибки, еталонний елемент пристрою повинен бути розташований соосно з робочим елементом (або вимірюваним об'єктом). У цьому випадку зменшуєтьсяпохибка взаємного лінійного розташування еталонного і робочого елементів привиникненні поворотів деталей через технологічні або експлуатаційних похибок (зазорів, похибок форми контактуючих поверхонь, деформацій, биття і т.п.). 2. Еталонним елементом пінолі є вимірювальний растр (дифракційна решітка) 3, встановлений для дотримання принципу Аббе соосно з наконечником (РЕУ *), які контактують з вимірюваним об'єктом. Якби растр був встановлений так, як показано пунктирною лінією (на верхній поверхні пінолі), то через неминучі поворотів пінолі при її русі вздовж осі Y виникала б значна похибка вимірювання.

9. Тензорезисторнi динамометри. Схеми вимiрювання сил, перетворювачi сил.

10. Класифікація засобів вимірювання лінійних розмірів. Вимірювання лінійних та кутових розмірів Вимірювання лінійних та кутових розмірів займають значне місце в різних галузях науки та техніки, зокрема, в машино – та приладобудуванні, де вимірювання цих величин займають до 80% від всіх вимірювань в цих галузях. Завдання вимірювань лінійних та кутових розмірів можна розділити на такі групи:   вимірювання лінійних розмірів в діапазоні від часток мкм до декількох десятків метрів та кутових розмірів, обмежених найчастіше повним колом з діапазоном вимірюваних значень кутових розмірів від 0,1° до 360°. Найпоширенішими в цій групі є вимірювання розмірів деталей, відхилення розміру деталі від заданого значення, вимірювання параметрів шорсткуватості поверхні, товщини покрить; -   вимірювання розмірів від часток метра до сотень метрів при визначенні рівня рідких та сипучих речовин у різних резервуарах та свердловинах, рівня пального в баках різних транспортних засобів; -   визначення координат об'єктів та відстаней між об'єктами, зокрема і космічними, що знаходяться в межах від одиниць міліметра до мільйонів кілометрів. Останнім часом під впливом інтенсивного розвитку інтегральних схем, мікропроцесорних пристроїв відбулось корінне оновлення та значне урізноманітнення техніки, що застосовується при вимірюваннях лінійних та кутових розмірів. Цифрової вимірювальної техніки на перший план виходять цифрові засоби вимірювань цих величин. Їх основні переваги: можливість автоматизації вимірювального процесу та автоматичної обробки результатів вимірювань, неперервний запис результатів вимірювань тощо. Основні електричні методи та відповідні засоби вимірювань лінійних та кутових розмірів залежно від наявності чи відсутності механічного контакту між досліджуваним об'єктом та засобом вимірювань поділяють на контактні та безконтактні, а залежно від принципу вимірювального перетворення методи поділяють на електромеханічні, електрофізичні та спектрометричні (хвильові). Електромеханічні методи залежно від виду первинного перетворювача поділяють на резистивні, індуктивні, ємнісні, оптоелектронні, обкочування тощо. Електрофізичні методи вимірювань основані на використанні відмінності в фізичних властивостях речовин, що знаходяться на різних сторонах границь вимірюваного розміру.

11. Шкала. Характеристики шкали. Конструктивні параметри.

Шкала —частина показувального пристрою у вигляді впорядкованої сукупності позначок разом із пов`язаною з нею певною послідовністю чисел. Відмітки на шкалах можуть бути нанесені рівномірно (рівномірна шкала) або нерівномірно (нерівномірна шкала).Властивості шкалрівномірна шкала — шкала, відмітки на якій нанесені рівномірно;нерівномірна шкала — шкала, відмітки на якій нанесені нерівномірно; логарифмічна або гіперболічна шкала — шкала з поділками що звужуються, що характеризуються тим, що відмітка, відповідна півсумі початкового і кінцевого значень розташована між 65 і 100 відсотками довжини шкали. степенева шкала — шкала з поділками, що розширюються або звужуються, але не підпадає під визначення логарифмічної (гіперболічної) шкали. Елементи шкалиВідмітка шкали (відмітка) — знак на шкалі засобу вимірів (риска, зубець, крапка та ін.), що відповідає деякому значенню фізичної величини. Позначку шкали засобу вимірювань, біля якої проставлене число, називають числовою відміткою шкали, а проміжок між двома сусідніми відмітками шкали засобу вимірювань називається поділкою шкали. Розрізняютьпочаткове значення шкали — найменше значення вимірюваної величини, яке може бути відлічене за шкалою засобу вимірювань;кінцеве значення шкали — найбільше значення вимірюваної величини, яке може бути відлічене за шкалою засобу вимірювань. Так, наприклад, для ртутного медичного термометра початковим значенням шкали є 34,3 °C, а кінцевим значенням шкали є 42 °C;нульова відмітка — відмітка шкали, що відповідає нульовому значенню вимірюваної величини;поділка шкали — проміжок між двома сусідніми відмітками шкали;ціна поділки шкали — різниця значень величини, що відповідають двом сусіднім поділкам шкали;довжина шкали — довжина лінії, що проходить через центри всіх найкоротших відміток шкали і обмежена початковою і кінцевою відмітками. Лінія може бути реальною або уявною, кривою чи прямою.

12. Тензорезистори, принцип роботи, тензочутливiсть. Тензорезистор - резистор, опір якого змінюється залежно від його деформації. Принцип роботи тензорезисторів є явище п'єзорезистивного ефекту. За допомогою тензорезисторів можна вимірювати деформації механічно пов'язаних з ними елементів. Тензорезистор є основною складовою частиною тензодатчиків, що застосовуються для непрямого вимірювання сили, тиску, ваги, механічних напружень П'єзорезистивний або тензорезистивний ефект - це залежність опору електричному струму провідників та напівпровідників від прикладених до них механічних зусиль, іншими словами їх електричний опір змінюється коли їх деформувати. П'єзорезистивний ефект відрізняється від п'єзоелектричного. На відміну від п'єзоефекту, під час п'єзорезистивного ефекту змінюється лише електричний опір провідника, але він не породжує електричний потенціал. Тензочутливість - визначається переважно резистивними властивостями матеріалу чутливого елемента, проте значною мірою залежить від конструкції перетворювача, матеріалу основи та інших чинників.Головні вимоги до тензоперетворювачів такі:а) якнайбільше значення коефіцієнта тензочутливості;б) високий питомий електричний опір;в) температурний коефіцієнт лінійного розширення чутливого елемента перетворювача повинен по можливості дорівнювати температурному коефіцієнту лінійного розширення матеріалу досліджуваного об'єкта.