6. Методы и средства измерений

Метод измерения – это совокупность правил и приемов использования средств измерений, позволяющие решить измерительную задачу.

Методы измерения разделяются на прямые и косвенные; контактные и бесконтактные (оптические, пневматические измерения).

Существуют два вида контроля изделий – дифференцированный и комплексный.

Дифференцированный (поэлементный контроль) – характеризуется измерением каждого параметра отдельно (например, контроль собственного средства диаметра, шага, половины угла профиля резьбы).

Комплексный – контроль, который позволяет оценивать годность деталей одновременно по нескольким параметрам (контроль предельными калибрами цилиндрических, резьбовых и других соединений).

Методы измерений делятся на абсолютный и относительный.

Абсолютный метод измерений основывается на использовании непосредственной оценки размера при измерении (например, штангенциркулем, гладким микрометром).

Относительный метод – метод сравнения измеряемой величины с ранее известной (например, измерения с использованием индикаторной или рычажной скобы, настройка которых осуществляется по плоскопараллельным концевым мерам на номинальный размер контролируемого параметра).

Решение любой измерительной задачи предполагает выбор метода измерений (включая средство измерений), по целому ряду признаков. При выборе метода измерений необходимо обеспечить точность измерений, минимальные затраты времени и средства на их проведение. При любых измерениях обязательным условием является получение действительного значения физической величины, допустимой погрешности и определение реальной погрешности измерения, которая должна быть меньшей или равна допустимой. Значение допустимой погрешности выбирают в зависимости от цели измерения.

При измерительном контроле параметра, ограниченного двумя предельными значениями (разность наибольшего и наименьшего значений параметра называется допуском и обозначается Т), допускаемая погрешность измерения не должна превышать 1/5…1/3 допуска.

Выбор средств измерений определяется их техническими возможностями: метрологическими характеристиками и пригодностью средства измерения для контроля, рассматриваемого параметра.

При выборе СИ учитывают совокупность метрологических (цена деления, погрешность, пределы измерений, измерительное усилие), эксплуатационных и экономических показателей, к которым относятся: массовость и доступность их контроля; стоимость и надежность СИ; метод измерения; масса, габаритные размеры, рабочая нагрузка; жесткость объекта контроля, шероховатость его поверхности; режим работы.

Для гарантирования заданной или расчетной относительной погрешности измерения относительная погрешность должна быть на 25%…30%, чем погрешность измерения.

При контроле технологических процессов должны использоваться СИ с ценой деления 1/5 допуска на изготовление.

6.1. Выбор метода измерения

Метод измерений – это прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей, в соответствии с принципом измерений.

Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.

Различают следующие основные методы оценки измеряемых величин:

– непосредственный метод – значение величины при этом методе определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора;

– метод сравнения с мерой – измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой мерой;

– нулевой метод измерения – метод сравнения с мерой, но результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры доводят до нуля;

– метод измерения замещения – метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину заменяют известной величиной воспроизводимой мерой;

– метод измерения дополнения – метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняют мерой той же величины, чтобы на прибор воздействовала сумма, равна заранее заданному значению;

– дифференциальный метод измерений – при этом методе измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от измеряемой величины, при этом относительная погрешность

x = ;

где – погрешность средства измерения (а=x – x_M);

– относительная погрешность меры.