Основные метрологические показатели средств измерения

Деление шкалы прибора – промежуток между двумя соседними отметками шкалы.

Длина (интервал) деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок шкалы.

Цена деления шкалы – разность значений величин, соответствующихдвум соседним отметкам шкалы; например, 0,002 мм при длине (интервале)деления шкалы прибора, равной 1 мм.

Диапазон показаний (измерений по шкале) – область значений шкалы,ограниченная ее начальным и конечным значениями; например, диапазон показаний оптиметра ±0,1 мм.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допустимые погрешности средства измерений:

например, диапазон измерения длин на проекционном вертикальном оптиметреИКВ-3 0-200 мм.

Предел измерений – наибольшее или наименьшее значения диапазона

измерений.

Измерительная сила – сила воздействия измерительного наконечника на

измеряемую деталь в зоне контакта.

Предел допустимой погрешности средства измерения – наибольшая(без учета знака) погрешность средства измерений, при которой оно можетбыть признано годным и допущено к применению:

\ например, пределы допустимой погрешности 100-миллиметровой концевой меры длины 1-го класса равны ±0,5 мкм.

Стабильность средства измерения – свойство, отражающее постоянство

во времени его метрологических показателей.

Погрешность измерения – разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины.

Точность измерений – характеристика качества измерений, отражающаяблизость к нулю погрешностей их результатов.

Точность средств измерений – качество средств измерений, характеризующее близость к нулю их погрешностей.

Воспроизводимость измерений – близость результатов измерений однойи той же конкретной величины, выполняемых в различных условиях в различныхместах различными методами и средствами.

Чувствительность измерительного прибора – отношение изменениясигнала на выходе измерительного средства к вызвавшему его изменениюизмеряемой величины. Например, при перемещении измерительного наконечника измерительной пружинной головки ИГП на величину цены деления0,5 мкм указатель перемещается на одно деление шкалы, равное 1 мм. Чувствительность этого прибора равна 1000: 0,5 = 2000. Для шкальных измерительных приборов типа пружинных головок, индикаторов часового типа чувствительность численно равна передаточному отношению механизма прибора.

Поправка – величина, которая должна быть алгебраически прибавлена кпоказанию измерительного прибора или к номинальному значению меры,чтобы исключить систематические погрешности и получить значение измеряемой величины или значение меры, более близкое их истинным значениям.

Для контроля точных процессов производства и повышения качества машин и других изделий необходимо не только непрерывно повышать точность, производительность и надежность средств измерения, но и правильноприменять и систематически поверять средства измерения в процессе эксплуатации. Ошибочные результаты измерения из-за некачественного выполнения собственно измерений столь же часты, как и при применении неточных средств измерения. Как в том, так и в другом случае возникает необнаруженный брак, который приводит к браку на последующих этапах процессапроизводства, к снижению качества изделий, их точности, надежности идолговечности.

Для устранения указанных недостатков создана Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Основные задачиГСИ: установление единиц физических величин, методов и средств воспроизведения единиц, рациональной системы передачи единиц от эталонов к рабочим средствам измерений.

Для обеспечения единства измерений введены обязательные испытанияновых типов измерительных средств и надзор за состоянием и правильнымиспользованием измерительной техники. Систематическая поверка приборов- это одна из главных гарантий их точности. Важное значение имеет такжесоблюдение нормальных условий измерений, установленных стандартами.Особо необходимо соблюдать требования к температуре объекта измерения ирабочего пространства.

 

 

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

 

1-При выполнении расчетов необходимо соблюдать и указывать размерность полученных единиц.

2-Результаты расчета студент должен занести в сводную таблицу 2.

3-Задание на лабораторно-практическую работу включает в себя задачу и контрольные вопросы.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №2

1. Произвести внешний осмотр приборов, убедиться в отсутствии повреждений и при необходимости установить стрелки приборов на нулевые отметки с помощью корректоров.

2. Записать все данные о приборах, нанесенные на их лицевые панели.

3. Собрать схему согласно заданию (рис. 2.1) и показать её для проверки преподавателю или лаборанту.

 

Рис. 2.1 – Схема для проверки: а) вольтметра; б) амперметра

 

4. Включить схему под напряжение.

5. Изменять измеряемую величину в цепи с помощью регулирующих элементов таким образом, чтобы стрелка проверяемого прибора останавливалась на каждом заданном оцифрованном делении, записывая показания поверяемого и образцового прибора в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1 – Результаты измерений и расчетов

Номера проверяе-мых точек	Значение параметра в проверяемой точке	Показание образцового () прибора	Усреднённая характеристика	Абсолютная погрешность	Относительная погрешность
Прямой ход	Обратный ход
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

 

При экспериментах измеряемую величину в цепи сначала увеличивать отминимального значения к максимальному, затем уменьшать от максимального к

минимальному, каждый раз устанавливая заданное значение по проверяемому прибору и снимая показания по образцовому.

6. При10 заданных точках диапазона поверяемого прибора повторить указанные операции в п.5 – 4 раза.

7. По полученным данным найти среднее значение измеряемой величины для каждой поверяемой точки по формуле:

 

(1)

где – экспериментально полученные значения измеряемой величины впроверяемых точках диапазона;

(j) – индекс, обозначающий номер проверяемой точки диапазона (j = 1, 2,..., 10).

Полученную усредненную характеристику считать идеальной.

8. Определить абсолютную и относительную погрешности прибора в каждой проверяемой точке по формулам:

; (2)

(3)

где – значение абсолютной погрешности в поверяемой точке;

– значение относительной погрешности в поверяемой точке;

– истинное значение измеряемой величины.

– нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительногоприбора и определяется по егоградуировке:

- если шкала прибора односторонняя, то есть нижний предел измерений равен нулю, то определяется равным верхнему пределуизмерений;

- если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора.

9. Определить среднее значение измерений:

(4)

10.Оценкойвлияния случайной погрешности на результат измерения является средне квадратичная погрешность, определяемая как корень квадратный из суммы квадратов абсолютных погрешностей отдельных измерений, делённых на количество измерений без одного, т.е.

(5)

 

Из (5) следует, что чем меньше среднеквадратичная погрешность, а это возможно при уменьшении абсолютной погрешности, тем точнее измерения и тем меньше влияние случайной погрешности на результат измерения. По результатам расчётов среднеквадратичной погрешности строится график (Рис.2.2).

 

Рис. 2.2 – График влияния погрешностей на истинное значение измеряемого параметра

11. По наибольшему значению абсолютной погрешности определить максимальную приведённую погрешность по формуле:

(6)

 

12. Сделать вывод о пригодности поверяемого прибора к применению.

13. Результаты работы оформить в виде самостоятельного отчета.

Контрольные вопросы

1. Что подразумевают под погрешностью измерения?

2. Какими погрешностями характеризуются измерения?

3. В чём отличие действительного от истинного значения физической величины?

4. Какие основные единицы физических величин входят в систему СИ?

5. Какие существуют основные виды средств измерений?

6. Какие используются методы измерений?

7. Что называют ценой деления шкалы?

8. Что такое диапазон измерений прибора?

9. Для чего предназначены образцовые средства измерений?

10. Какие средства измерений имеют наивысшую точность?

11. Ответственность за нарушение законодательства по метрологии?

12. Разница между калибровкой и поверкой, регулировкой и градуированием?

13. Основные задачи ГСИ?

14. Для чего нужна регистрация средств контроля?

15. Тенденции развития метрологической службы.

16. Контрольно-диагностические системы в метрологии.

17. Для чего необходимо метрологическое обеспечение стандартизации и сертификации?

18. Метрологическое обеспечение подвижного состава и строительно-дорожных машин.

19. С какой точностью можно измерить объект измерения?

20. Какие средства измерения используются на железнодорожном транспорте РФ?

Лабораторно-практическая работа №3

СТАНДАРТИЗАЦИЯ

Цель работы: изучить основополагающие стандарты, которые учитывают реальность современной экономики, рыночных отношений и особых требований к качеству изделий.

 

Теоретическая часть

Стандартизация - деятельность, направленная на разработку и установку требований, норм, правил и характеристик изделий как для обязательного исполнения, так и рекомендуемых. Эта деятельность обеспечивает гарантированное право потребителя на приобретение товара надлежащего качества за приемлемую цену, а также права работника на безопасность и комфортность труда.

Цель стандартизации – достижение максимальной степени упорядочения разработчиков и изготовителей продукции посредством многократного использования установленных норм, правил и требований стандартов при решении конкретных производственных задач.

Основным результатом деятельности по стандартизации должно быть повышение степени соответствия продукции, услуг или процессов их функциональному назначению.