Метрологічна атестація пристрою для контролю радіального биття деталі «Кришка»

     , - коефіцієнт лінійного розширення матеріалів приладу та деталі, 1/град,

     - максимальне значення коефіцієнту лінійного розширення матеріалів деталі або приладу.

Зважаючи на те, що коливання температури можуть бути як у додатну так і у від’ємну сторони, остаточне значення відхилення температури записуємо у вигляді: 20 ± .

 

 

 

Відповідь: 20 ± 0,8/2 тобто 20 ± 0,4

 
           Під час роботи пристроїв окрім систематичних похибок виникають випадкові похибки, які зумовлені наявністю зазорів між осями і отворами важелів, неточністю їх переміщення та іншими випадковими причинами. Граничні значення випадкових похибок, визначають експериментально.

 

      2.1.2 Похибка від вимірювального зусилля

         

      Вимірювальне зусилля забезпечує з’єднання елементів вимірювального ланцюга, що включає в себе як елемент засобу вимірювання, так і об’єкт вимірювання та призводить до пружних деформацій.

Під час вимірювання жорсткості деталей похибки виникають в основному через коливання і перепади вимірювального зусилля, що викликають зміну контактних деформацій. В конструкціях приладів завжди прагнуть забезпечити вимірювальне зусилля.

Контактну деформацію визначаємо за формулою Δв.з., мкм

 

      (2)

 

де Р – вимірювальне зусилля, Н;

К – коефіцієнт, який залежить від матеріалу наконечника;

r – радіус вимірювального наконечника, мм.

 

 

Вимірювальне зусилля Р обираємо за допомогою ДСТУ чи ГОСТ на вимірювальну головку,  радіус вимірювального наконечника r обираємо за допомогою ГОСТ 11007  “Наконечники измерительные к приборам для линейных измерений”,  коефіцієнт К вибираємо  в залежності від матеріалу наконечника.

 

2.1.3 Температурна похибка вимірювання деталі

 

Температурна похибка вимірювання деталі (∆lt) завжди відіграє важливу роль під час вимірювання. Її вплив зростає як зі збільшенням розмірів що вимірюються, так із збільшенням точності вимірювань.

Різноманітність форм впливу температурної похибки пояснює застосування різних способів оцінки цієї похибки. Наведений аналіз і методика розрахунку температурної похибки може бути застосовна для найпростішого пристрою з порівняно нескладною контрольованою деталлю.

 

 

Температурна похибка в статичних умовах

 

Під статичними умовами розуміють такі умови, коли зміни температури настільки повільні, що ними можна знехтувати та вважати температуру постійною.

Температурну похибку визначаємо за формулою , мм

 

     (3)

 

де L – розмір що контролюється, мм;

 і  - коефіцієнти лінійного розширення деталі та приладу, 1/град.;

 і - відхилення температури деталі (приладу) від нормальної, що дорівнює 20ºС.

 

 

 

           Похибка вимірювання через коливання температури навколишнього середовища

 

На початку робочого дня зміни температури у вимірювальних лабораторіях виникають внаслідок приходу до лабораторії людей, якщо приміщення не термостатовано і є зміни температури на вулиці. Відносна стабілізація температури настає через 2-3 години, тобто в 10 – 11 годин ранку, особливо у весняно – осінній період. Тому відповідальні вимірювання в таких приміщеннях необхідно починати не на початку зміни, а через 2 – 3 години.

Нагрівання вимірювальних засобів теплом рук оператора. Ручні прилади у відношенні до температурного режиму знаходяться в самих несприятливих умовах. У процесі роботи ручний прилад входить у безпосередній контакт з джерелом тепла. За рахунок цього відбувається теплообмін приладу з навколишнім середовищем та нагрівання приладу від джерела тепла, яким є руки оператора. Так як з приладом працюють періодично, то настає момент, коли прилад кладуть на дерев’яний чи металевий стіл, де відбувається його остигання. При такому режимі роботи виникають температурні деформації окремих ланок приладу, які впливають на похибку вимірювання.

 

Випадкову складову похибку вимірювання, яка викликана зміною температури визначаємо за формулою

 

    (4)

 

де L – довжина, що контролюється, мм;

αп і αд – коефіцієнти лінійного розширення відповідно приладу і деталі, 1/град;

δап і δад – похибки визначення коефіцієнта лінійного розширення відповідно приладу і деталі, 1/град;

∆t  - відхилення температури відповідно приладу і деталі від нормальної, при якій має місце основна похибка приладу, град.

 

 

 

 

 

2.1.4 Розрахунок похибок відліку показів

 

Однією з найбільш розповсюджених похибок під час використання вимірювальних приладів є похибка через недотримання принципу Аббе.

Принцип Аббе полягає в тому, що шкала під час вимірювання повинна бути продовженням лінії вимірювання. З цією метою під час конструювання вимірювального приладу, шкалу необхідно розташовувати на одній прямій з об’єктом вимірювання.

Для оцінки співпадання стрілки індикатора годинникового типу зі штрихом необхідно на нього дивитися прямо. Якщо дивитись під кутом φ, тоді спостерігається зміщення на величину, що викликає похибку відліку ∆пар.іг, яку розраховуємо за формулою, мкм

 

∆пар.іг = ,     (5)

 

де ∆пар.іг – похибка, що виникає внаслідок паралаксу за шкалами;

φ – кут під яким дивиться оператор, (±5º);

а – зазор між стрілкою та шкалою (ноніусом та штангою), мм.

 

∆пар.іг =

 

2.1.5 Розрахунок суб’єктивної похибки

 

Суб’єктивні похибки, як правило, є наслідком індивідуальних властивостей людини, обумовлених особливостями їх організму чи укоріненими помилковими навичками в роботі.

Суб’єктивні похибки включають:

- додаткові температурні похибки, викликані присутністю оператора;

- додаткову похибку під час  налаштування приладу чи установчих мір, пов’язану з кваліфікацією і навичками оператора;

- додаткову похибку зчитування, внесену оператором при знятті  відліку.

Для оцінки співпадання покажчика з штрихом шкали необхідно дивитися на них прямо. Якщо спостерігати їх під кутом φ, то буде спостерігатися зміщення покажчика відносно шкали на величину, яка викликає похибку зчитування ∆суб. Умовно можна прийняти наступну залежність, мкм

 

∆суб = 0,2С,      (6)

 

де С – ціна поділки відлікового пристрою (індикатора годинникового типу, штангенциркуля), мкм.

∆суб =

 

2.1.6 Похибка важільних передач

 

Похибка важільних передач є одною з систематичних складових похибки приладу, яку називають ще інструментальною похибкою. Вона обумовлена наявністю двох чинників: теоретичною (похибкою схеми) ∆s, що складається під час вибору схеми приладу на початковій стадії його конструювання; неточністю виготовлення елементів важільної передачі. Аналіз і розрахунок складової похибки для синусно – тангенціального важеля, що застосовується до конструкції пристосування.

Сферичний вимірювальний наконечник важеля забезпечує правильний крапковий контакт з деталями будь якої конфігурації, а плоский – зі сферичними наконечниками вимірювальної головки.

Похибку важільної передачі ∆s, мкм, визначаємо за формулою

 

,      (7)

 

          де      lв – довжина плеча важеля, мм, вибирається з конструктивного креслення пристрою;

φ – максимальний кут повороту важеля, рад.

Розрахунок максимального кута повороту важеля відносно вісі розраховуємо за формулою

 

,      (8)

 

 

де δ – допуск на виготовлення деталі, мм.

 

 

Найбільша похибка виготовлення важеля виходить під час виготовлення довжини одного плеча за найбільшим граничним розміром lв.нб і дожини іншого – за найменшим граничним розміром lв.нм. Тоді похибку виготовлення важеля ∆в, мм, визначаємо за формулою

 

,     (9)

 

де αв – найбільше переміщення кінця важеля, мм;

lв.нб, lв.нм – довжини найбільшого і найменшого пліч важеля, мм, які визначаються за формулами

 

lв.нб = lв + esв,     (10)

lв.нм = lв + eiв,     (11)

 

де esв, eiв – відповідно верхній та нижній відхил пліч важеля.

 

                                                    lв.нб =30 + 0,1=30,1мм

                                                    lв.нм =30  -  0,1=29,9мм

 

 

          2.1.7 Похибка несумісності баз

 

Похибка несумісності баз відсутня так як  бази сумісні, тобто співпадають.

 

          2.1.8 Визначення похибки закріплення

 

В окремих конструкціях контрольних пристроїв, коли необхідно забезпечити незмінність положення деталі що перевіряється застосовують ручні, пневматичні, гідравлічні та інші затискні пристрої. Для забезпечення надійної установки деталі відносно вимірювальних засобів, затискні пристрої повинні розвивати невеликі зусилля. Похибка закріплення має випадковий характер та визначається коливанням сили, зміною місця  її прикладення, конструкції затискного пристрою [10, табл.3.8].

 

Сумарна похибка - це сума складових похибок. Під час розрахунку необхідно врахувати, що систематичні складові додаються алгебраїчно, а випадкові – квадратично. Тобто сумарну похибку розраховуємо за формулою, мкм

 

,     (12)

 

де  - алгебраїчна сума систематичних складових похибки вимірювання, мкм;

- алгебраїчна сума випадкових  складових похибки вимірювання, мкм.

 

 

30% від  числа 13,49 мкм складає 0,015мм

 

Висновок: Сумарна похибка складає 13,49 мкм що не є більшим ніж 30% від допуску 0,06мм отже можна зробити висновок, що пристрій придатний для подальшого застосування на підприємстві.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Побудова локальної повірочної схеми

 

         2.2.1 Загальні положення

          Локальна повірочна схема розповсюджується на засоби вимірювання, що підлягають повірці в даному органі Державної метрологічної служби.

Локальні повірочні схеми не повинні перечити державним повірочним схемам для засобів вимірювання тих же фізичних величин (ДСТУ 3741). Локальні повірочні схеми можуть бути складені за відсутності державної повірочної схеми.

В локальних повірочних схемах допускається вказувати конкретні типи (екземпляри) засобів вимірювання.

Локальну повірочну схему розробляють в якості нормативно - технічного документа підприємства (організації) після її погодження з територіальним органом державної метрологічної служби. Допускається локальну повірочну схему розробляти у вигляді стандарту підприємства. Локальні повірочні схеми розробляють підрозділи метрологічної служби, що проводять повірку. Локальну повірочну схему оформлюють у вигляді креслення. Допускається доповнювати креслення текстовою частиною.

 

2.2.2 Зміст і побудова

На кресленні повірочної схеми повинні вказуємо:

• Найменування засобів вимірювання і методів повірки;
• Номінальні значення або діапазони значень фізичних величин;
• Допустимі значення похибок засобів вимірювання;
• Допустимі значення похибок методів повірки.

В локальних повірочних схемах допускається вказувати позначення певних засобів вимірювання. Позначення засобів вимірювання розташовують у прямокутниках, утворених одинарною лінією.

Креслення повірочної схеми повинне складатися із полів, розташованих один під одним і розділених штриховими лініями.

Поля повинні мати найменування: «Еталони» або «Державні еталони» (якщо другорядні еталони відсутні); «Робочі засоби вимірювання n – го розряду» (для кожного розряду – окреме поле»; «Робочі засоби вимірювання, запозичені з інших державних повірочних схем»; «Робочі засоби вимірювання». Якщо локальну повірочну схему очолюють робочі засоби вимірювання (вторинний еталон), верхнє поле її креслення повинно мати найменування «Вторинні та первинні» («Еталони»).

Число полів залежить від структури повірочної схеми.

Найменування полів вказують у лівій частині креслення, що відокремлена вертикальною суцільною лінією.

Методи повірки засобів вимірювання, що вказують на повірочній схемі, повинні відповідати одному з наступних загальних методів:

• Безпосереднє порівняння (тобто без засобів порівняння);
• Метод прямих вимірювань;
• Порівняння за допомогою компаратора (тобто за допомогою засобів порівняння)
• Метод опосередкованих вимірювань.