Основы технических измерений
Основные определения
Для того, чтобы определить, какой размер получился после обработки детали соответствует ли он требованиям чертежа, необходимо измерить эту деталь.
Измерения изучаются наукой – метрологией.
Метрология (состоит из двух греческих слов: µετρον — мера и λογοξ — учение, что буквально можно перевести, как «учение о мерах») – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Основные задачи метрологии:
— разработка общей теории измерений единиц физических величин и их систем,
— разработка методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства и единообразия средств измерений, эталонов и образцовых средств измерений, методов передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений к рабочим средствам измерений.
Измерение – это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Средство измерения – это средство, с помощью которого выполняется измерение.
Средства измерения
Средство измерений – это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющие нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и (или) хранящие единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
Классификация средств измерений
- По конструктивному исполнению:
- меры (длины, веса, и т.д.),
- измерительные приборы,
- измерительные установки,
- измерительные системы,
- измерительные комплексы.
- По уровню автоматизации:
- не автоматизированные,
- автоматизированные,
- автоматические.
- По уровню стандартизации:
- стандартизированные,
- не стандартизированные
- По отношению к измеряемой физической величине:
- основные;
- вспомогательные.
Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения заданного размера физической величины.
Однозначная мера воспроизводит физическую величину одного размера (например, концевые меры длины, калибры).
Многозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину разных размеров (например, линейка).
Единицами измерения являются:
1) для измерения линейных размеров: метр (м), миллиметр (мм), микрометр (мкм),
2) для измерения угловых размеров: градус, угловая минута, угловая секунда.
Измерительные приборы — это средства измерения, предназначенные для получения значений измеряемой величины в установленном диапазоне.
Приборы содержат устройство для преобразования измеряемой величины в сигнал измерительной информации и его индикацию в форме доступной для восприятия. Устройство для индикации имеет шкалу со стрелкой, с помощью которой отсчитывается значение измеряемой величины.
Приборы могут быть показывающие (штангенциркуль, микрометр, волбтметр), аналоговые (ртутный термометр), цифровые, регистрирующие (предусмотрена регистрация показаний, могут быть самопишущие и печатающие), и т.д.
Измерительная установка – это совокупность измерительных мер, измерительных приборов и др. устройств, которые предназначены для измерения одной или нескольких величин, расположенных в одном месте.
Измерительная система – это совокупность мер, приборов, ЭВМ и др. средств размещенных в разных точках контролируемого объекта с целью измерения одной или нескольких величин, свойственных данному объекту.
Измерительный комплекс – это совокупность средств измерений, компьютера и других устройств предназначенных для выполнения конкретной измерительной задачи.
Параметры и характеристики средств измерения
Шкала – ряд отметок (штрихов или точек) и проставленных около них чисел.
Цена деления шкалы – это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Наиболее распространена следующая цена делений: 0,01; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; реже: 0,005.
Отсчет – число, отсчитанное по отсчетному устройству средства измерения.
Показание средства измерений – это значение измеряемой величины , определяемое по отсчетному устройству и выраженное в принятом для этого устройства единицах измерения. Показание равно произведению числа отсчитанных делений шкалы на цену деления данной шкалы.
Диапазон показаний – это область значений шкалы ограниченная начальным и конечным значением этой шкалы.
Диапазон измерений – это область значений измеряемой величины, для которой нормирована погрешность данного средства измерения.
Дискретность отсчета (при цифровой индикации) – это наименьшая разность показаний младшего разряда цифровой индикации данного средства измерений (например 25,3 мм по показаниям штангенциркуля)
Предел измерения – это наибольшее и наименьшее значение диапазона измерений.
Результат измерения – значение величины, которое выявлено измерением.
Длина (интервал) деления шкалы – это расстояние между серединами двух соседних отметок шкалы (например, 0,5 мм и 1 мм).
Виды измерений
Прямое измерение – это измерение, при котором значение измеряемой величины определяется непосредственно по результатам измерения (например, измерение линейкой, штангенциркулем).
Косвенное измерение – это измерение, при котором искомое значение величины определяется пересчетом результата прямого измерения, связанное с искомым результатом известной зависимостью.
Контактное измерение – это метод, основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения (например, измерение индикатором, контроль температуры термометром).
Бесконтактное измерение — это метод, основанный на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерения (например, измерение элементов резьбы на микроскопе, измерение температуры пирометром).