Средствами измерений

Для измерительного контроля заданного параметра с использованием универсальных средств измерений необходимо разработать методику выполнения измерений (МВИ) соответствующей физической величины. Разработку МВИ осуществляют в соответствии с ГОСТ 8.010-99 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений. Основные положения».

В соответствии с требованиями ГОСТ 8.010 в документах, регламентирующих МВИ, в общем случае указывают:

- назначение МВИ;

- метод (методы) измерений;

- требования к погрешности измерений или (и) приписанные характеристики погрешности измерений;

- требования к средствам измерений (в том числе к стандартным образцам, аттестованным смесям), вспомогательным устройствам, материалам, растворам или типы средств измерений, их характеристики и обозначения документов, где имеются требования к средствам измерений (стандарты, технические условия);

- условия измерений;

- требования к обеспечению безопасности выполняемых работ;

- требования к обеспечению экологической безопасности;

- требования к квалификации операторов;

- операции при подготовке к выполнению измерений;

- операции при выполнении измерений;

- операции обработки и вычислений результатов измерений;

- нормативы, процедуру и периодичность контроля погрешности результатов выполняемых измерений;

- требования к оформлению результатов измерений;

- другие требования и операции (при необходимости).

Рекомендации по построению и изложению отдельных документов на МВИ приведены в приложении В ГОСТ 8.010.

Разрабатываемое в соответствии с заданием на курсовую (контрольную) работу краткое описание методики выполнения измерений имеет упрощенную форму. Оно должно включать:

· наименование и характеристику объекта измерения и измеряемой физической величины с указанием допустимой погрешности измерений;

· характеристику метода измерений;

· наименования и характеристики средств измерений (СИ) и вспомогательных устройств, метрологические характеристики СИ;

· указание погрешности измерений и вывод о ее соответствии требованиям.

При необходимости в описание дополнительно включают такие элементы, как

· схема измерений ФВ;

· схема контрольных точек (контрольных сечений);

· условия измерений.

Ниже представлены примеры, которые можно использовать при описании элементов методики выполнения измерений. Примеры не носят обязательного характера, описания могут варьироваться при условии обязательного сохранения всех приведенных выше позиций краткого описания.

Описание объекта измерения и измеряемой физической величины может включать наименование, краткую характеристику, а также выбранную допустимую погрешность измерительного контроля, например:

Объект измерения – ступенчатый вал с гладкими цилиндрическими и одной конической ступенями без элементов прерывания (отверстий, пазов), с гладкими торцами без центровых отверстий. Измерительному контролю подлежит угол α = 30^о наружной конической поверхности с длиной оси L = 100 мм, базовым диаметром 40 мм, с конусностью С = 1:5 (угол конуса
α = 11^о25’16,3”), степень точности угла конуса – шестая (АТ6), допуск угла в линейной мере АТ_D = 16 мкм.

Допустимую погрешность [Δ] измерения диаметра примем по аналогии с допустимой погрешностью измерительного контроля линейного размера с допуском 16 мкм по ГОСТ 8.051. В этом случае [Δ] = 5 мкм.

Эскиз или чертеж контролируемого объекта не обязателен, если объект понятен без изображения.

В характеристику метода измерений (в широком смысле) входят наименование вида измерений, классификационные признаки метода и при необходимости указание принципа измерений. Для рассматриваемого случая метод может быть описан следующим образом:

Для измерительного контроля применяем косвенные измерения угла, основанные на прямых измерениях длин с помощью синусной линейки. Измерения разности ординат прямые, осуществляются методом сравнения с мерой, дифференциальным, контактным.

Примеры описания методов измерений наружных цилиндрических поверхностей:

Прямые измерения наружного диаметра гладким микрометром, осуществляемые методом непосредственной оценки, контактным.

Прямые измерения диаметра подшипниковой шейки вала измерительной головкой на стойке, осуществляемые методом сравнения с мерой, дифференциальным, контактным.

Последний пример дает описание для случая измерения диаметра наружной цилиндрической поверхности станковым средством измерений, например, измерительной головкой МИГ на стойке типа С-III с настройкой по блоку концевых мер длины, но часть этого описания подходит для измерения диаметра наружной цилиндрической поверхности таким накладным средством измерений, как рычажная скоба.

В разделе, где приводят наименования и характеристики средств измерений и вспомогательных устройств, метрологические характеристики СИ, следует указать все применяемые средства. Для косвенных измерений угла конуса ниже приведены примеры таких описаний.

В данной методике выполнения измерений используются:

· головка измерительная рычажно-зубчатая 2 ИГ ГОСТ 18833;

· стойка С-III ГОСТ 10197;

· линейка синусная тип I ГОСТ 4046;

· плоскопараллельные концевые меры длины ГОСТ 9038, набор № 1.

Представление метрологических характеристик применяе-мых СИ.

МХ головки измерительной рычажно-зубчатой 2ИГ:

· диапазон показаний, мм ± 0,1;

· цена деления, мм 0,002;

· основная погрешность, мкм:

на диапазоне показаний ± 30 делений ± 0,7;

на всем диапазоне показаний ± 1,2;

· диапазон измерений (со стойкой С-III), мм, от 0 до 100.

МХ плоскопараллельных концевых мер длины (набор №1, класс точности 3):

· ступень дискретности мер в наборе, мм 0,0005;

· допускаемые отклонения мер размером

до 10 мм от номинального значения, мкм ± 0,8.

В данном случае для описания измерительного контроля угла конуса с расчетом значения искомой величины представляется необходимая схема измерений (рис. 43).

Рис. 43. Схема измерительного контроля угла конуса

На схеме измерений угла конуса с использованием синусной линейки показаны два положения прибора, соответствующие измерениям высоты образующей конуса в двух контрольных точках (контрольных сечениях).

Для оценки погрешности измерений можно воспользоваться нормативным документом РД 50-98-86. В табл. 1 РД 50-98-86 находим устраивающий нас вариант 9а, который описывает измерение наружного размера станковым средством измерений (головка измерительная рычажно-зубчатая 1ИГ ГОСТ 18833 на стойке С-III ГОСТ 10197) с настройкой по блоку концевых мер длины класса 3. В данном случае можно записать:

В соответствии с вариантом 9а РД 50-98-86 при измерении размеров головкой измерительной рычажно-зубчатой 2ИГ ГОСТ 18833 на стойке С-III ГОСТ 10197 с настройкой по концевым мерам длины 3 кл. точности в диапазоне длин 50…80 мм при используемом перемещении измерительного стержня до ±0,1 мм и температурном режиме ±2 ^оС предельное значение погрешности измерений Δ не превысит 4 мкм, что меньше назначенной нами допустимой погрешности измерительного контроля [Δ] = 5 мкм.

Следовательно, выбранная методика выполнения измерений соответствует установленным требованиям точности.

Условия измерений вошли в описание варианта МВИ 9а РД 50-98-86 и поэтому отдельно не приводятся.

Для сокращения объема работ при выполнении курсовой (контрольной) работы описания операций обработки и вычислений результатов измерений, а также требований к оформлению результатов измерений в случае косвенных измерений не приводят.