Метрология

 

 

 

Табл. 4

 

Значение q(Р)/	Погрешность результата измерения D(Р)
q(Р)/ < 0,8	e(Р)
0,8 £ q(Р)/ £ 8	kp[e(Р)+q(P)]
q(Р)/ > 8	q(P)]

 

Коэффициент для доверительной вероятности P = 0,95 k_p определяется по табл      

Табл. 5

q(Р)/	0,5	0,75	1	2	3	4	5	6	7	8
k0,95	0,81	0,77	0,74	0,71	0,73	0,76	0,78	0,79	0,80	0,81

 

Результат косвенного измерения  записывается в виде х ± D(Р) при доверительной вероятности Р.

7. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

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

Основная трудность технико-экономического подхода при выборе СИ заключается в том, что сам процесс измерения не сопровождается непосредственным созданием материальных ценностей. Учитывая также различные цели контрольно-измерительных операций и их различную принадлежность к этапам жизненного цикла ТС (производство, эксплуатация, ремонт), невозможно предложить единую методику выбора СИ.

Общие принципы выбора на основании накопленного опыта сводятся к следующим положениям:

І. Для гарантирования заданной или расчетной относительной погрешности измерения относительная погрешность СИ должна быть на 25-30% ниже, чем δ_И (т. е. δ_СИ = 0,7 δ_И). Если известна приведенная погрешность измерения, то приведенная погрешность СИ:

,

где x и X_н - результат измерения и нормированное значение шкалы СИ.

ІІ. Выбор СИ зависит от масштаба производства или количества находящихся в эксплуатации однотипных ТС. пример, в массовом производстве с отработанным технологическим процессом, включая контрольные операции, используют высокопроизводительные механизированные и автоматизированные СИ. Универсальные СИ применяются преимущественно для наладки оборудования.

В серийном производстве основными  средствами контроля должны быть жесткие  предельные калибры, шаблоны, специальные контрольные приспособления. Возможно применение универсальных СИ.

В мелкосерийном и индивидуальном производстве основными являются универсальные  СИ, поскольку применение других организационно и экономически невыгодно: неэффективно будут использоваться специальные контрольные приспособления или потребуется большое количество калибров различных типоразмеров.

ІІІ. Метод измерения, определяемый целью контроля, выдвигает требования к СИ по базировке: если контролируется точность технологического процесса, то выбирают СИ для технологических баз; если ТС контролируется с точки зрения эксплуатации, то СИ выбирается под эксплуатационные базы.

IV. При выборе СИ по метрологическим  характеристикам необходимо учитывать  следующее: 

– если технологический процесс неустойчив, т. е. возможны существенные отклонения измеряемого параметра за пределы поля допуска, то нужно, чтобы пределы шкалы СИ превышали диапазон рассеяния значений параметра;

– цена деления шкалы должна выбираться с учетом заданной точности измерения. Например, если размер необходимо контролировать с точностью до 0,01 мм, то и СИ следует выбирать с ценой целения 0,01 мм, так как СИ с более грубой шкалой внесет дополнительные субъективные погрешности, а с более точной - выбирать не имеет смысла из-за удорожания СИ. При контроле технологических процессов должны использоваться СИ с ценой деления не более 1/6 допуска на изготовление;

– поскольку качество измерения определяется величиной относительной погрешности δ= ±(Δ/х) 100%, т. е. с уменьшением х величина δ увеличивается (качество измерения ухудшается). Следовательно, качество измерений на разных участках шкалы неодинаково. Поэтому при измерениях рабочий участок шкалы СИ должен выбираться по правилу: относительная погрешность в пределах рабочего участка шкалы СИ не должна превышать приведенную погрешность более чем в 3раза (δ<3γ). Из этого правила следует:

а) при односторонней равномерной шкале с нулевой отметкой в ее начале рабочий участок занимает последние две трети длины шкалы;

б) при двусторонней шкале с нулевой  отметкой посредине последнюю треть  каждого сектора;

в) при шкале без нуля рабочий  участок может распространяться на всю длину шкалы.

В пределах рабочего участка шкалы  наибольшая возможная абсолютная погрешность  равновероятна на всех отметках. Таким образом, при выборе СИ важно определить рабочий участок шкалы и ее цену деления. Последняя зависит от класса точности СИ и числа n_ш делений шкалы.

Если класс точности СИ определяет наибольшую допустимую погрешность с заданной вариацией, то цена деления должна учитывать эту вариацию, а именно - должна быть равна удвоенному значению приведенной погрешности СИ: С= 2γ или n_ш = 100/2γ.

Исходя из требований удобства считывания показаний, допускается использование  более крупных делений шкалы, но обязательно кратных п_ш (в пределах 2-10). Кроме того, цена деления должна составлять целое число единиц измеряемой величины 1, 2, 5, 10 и т. д.).

8. Представление результатов измерений

Погрешность измерений  указывает зону неопределенности результатов, поэтому их не требуется знать очень точно. Правила устанавливаются следующие:

1.Погрешность результата  измерения указывается двумя  значащими цифрами, если первая  из них равна 1 или 2, и одной  - если первая цифра 3 или более.

2.Результат измерения округляется до того же десятичного знака, которым оканчивается округленное значение абсолютной погрешности. Если десятичная дробь в числовом значении результата измерений оканчивается нулями, то нули отбрасываются до того разряда, который соответствует разряду числового значения погрешности.

3.Если цифра старшего из отбрасываемых  разрядов меньше 5, то остальные  цифры числа не изменяются. Лишние  цифры в целых числах заменяются  нулями, а в десятичных дробях  отбрасываются.

4.Если цифра старшего из отбрасываемых разрядов больше или равна 5, но за ней следуют отличные от нуля цифры, то последнюю оставляемую цифру увеличивают на единицу.

5.Если отбрасываемая цифра равна  5, а следующие за ней цифры  неизвестны или нули, то последнюю  сохраняемую цифру числа не  изменяют, если она четная, и увеличивают на единицу, если она нечетная.

6.Округление производят лишь  в окончательном ответе, а все  предварительные вычисления проводят  с одной - двумя лишними знаками.