Основи метрології

Наука розпочинається тодi, як починають вимiрювати,” - Д.І. Менделєєв. Цi слова Д.І. Менделєєва особливо актуальнi зараз, коли наука стала безпосередньо виробничою силою i без вимiрювань неможлива сучасна господарсько-економiчна i громадська дiяльнiсть людини.

Функцiї вимiрювання в народному господарствi:

1) облiк продукцiї в народному господарствi за масою, довжиною, обємом, витратами, потужнiстю енергiєю;

2) контроль та регулювання технологiчних процесiв;

3) науковi дослiдження, випробування та контроль продукції в рiзних галузях народного господарства.

Вимiрювання - це операцiя, за допомогою якої визначається вiдношення однiєї (вимiрювано) величини до другої однорiдної велачини, яку приймають за одиницю.

Результатом вимiрювання є числова величина виражена в вiдповiдних одиницях.

Будь-яке вимiрювання неминуче пов’язане з наявнiстю похибки. При проведеннi лiнiйних i кугових вимiрiв дiйсним розмiром наливається розмiр, отриманий вимiрюванням з допустимою похибкою.

Забезпечення взаємозамiнностi деталей, вузлiв i агрегатiв неможливо без досягнення вiдповiдного рiвня вимiрювальної технiки. технiчнi вимiрювання в машинобудуваннi є органiчною частиною всього технологiчного процесу. Стан вимiрювальної технiки значно впливає на економiку виробництва машин та їх якiсть.

Основнi вимоги, що висуваються в машинобудуваннi до технiчних вимiрювань: точнiсть, продуктивнiсть i можливiсть наперед попереджувати появу браку. В ремонтному виробництвi, як однiй з галузей машинобудувания, до технiчних засобiв представляють в основному тi ж вимоги. Але при ремонтi машин виникає необхiднiсть в проведеннi специфiчних вимiрювань, пов’язаних з дефектацiєю, перевiркою з’єднань нових деталей з частково зношеними, використанням ремонтних розмiрiв. Це вимагає вiд iнженерiв обгрунтованого вибору методiв i засобiв вимiрювання в кожному окремому випадку, а iнколи й розробки нових методiв вимiрювання.

4.2. Фiзична величина

Фiзвчна величина - це властивiсть, загальна для багатьох фiзiгчних об’єктiв, в кiлькiсному вiдношеннi iндивiдуальна для кожного об’єкта.

Розмiр величили - iснує реально. Числове значення при застосуваннi

iншої одиницi змiнюється, а розмiр залишається незмiнним.

20

Дiйсне значення величини - числове значення величини, що виражає дiйсний розмiр величини у конкретних одиницях вимiрювання.

Вимiряне значення - це числове значення, одержане внаслiдок вимiрювання. Бiльш наближено вiдповiдає дiйсному розмiру, ступiнь наближення залежить вiд точностi, методу i засобiв вимiрювання.

Єднiсть вимiрювань - характеристика якостi вимiрювань, коли їх результати виражаються в узаконених одиницях, а похибки результатiв не виходять за установленi межi.

Вимоги до єдностi вамiрювань:

1) результати вамiрювань виражаються в одиницях Мiжнародної системи (СI)

2) для СІ встановленi певнi (нормованi) метрологiчнi характеристики.

В системi СІ - 7 основних та 2 додаткових одиницi:

Основнi - метр, кiлограм, секунда, Ампер, Кельвiн, кандела, моль.

Додатковi - радiан, стерадiан.

4.3. Класифiкацiя засобiв вимiрювання i контролю

Засоби вимiрювань - технiчнi засоби, що вакористовуються пiд час вимiрюваная i якi мають нормованi метрологiчнi характеристики.

По конструкцiї i характеру використання засоби вимiрювання подiляють:

Мiри фiзичних величин - призначенi для вiдтворення та зберiгання фізичної величини одного або декiлькох заданих розмiрiв.

Вимiрювальнi перетворювачi - засоби вимiрювань, якi служать для перетворення вимiрюваної величини в iншу величину або сигнал вимiрюваної iнформацiї, яка зручна для обробки, зберiгання, подальших перетворень.

За характером перетворень розрiзиязоть перетворювачi:

1) аналоговi (АП);

2) цифроаналоговi (АЦП);

3) аналогово-цифровi (АЦП).

За мiсцем у вамiрювальному ланцюгу розрiзняють:

1) первиннi:

2) промiжнi.

Вимiрювальвий прилад - засiб вимiрювання, який призначений для отримання значень вимiрюваної фiзачної величини у встановленому дiапазонi.

За ступенем iндикацiї значень вимiрюваної велечини вамiрювальнi прилади поділяють на:

21

1) показуючi, що допускають тiльки вiдлiк покалань вимiрюваної величини;

2) реєструючi, що ресєструють показання у формi дiаграм, за допомогою друкування дiаграм

Вимiрювальна установка - сукупнiсть функцiонально об’єднаних мiр, вимiрювальних приладiв, вимiрювальних перетворювачiв однiєї або декiлькох фiзичних величин, якi розмiщенi в одному мiсцi.

Вимiрювальну установку, яку призначено для випробувань будь яких виробiв називають випробувальним стендом.

4.4. Основнi метрологiчнi характеристики засобiв вимірювання

Метрологiчнi характсристики властивостей засобiв вимiрювання - це характсристика властивостей засобiв вимiрювання, що здiйснюють вплив на результати вимiрювань та їх точнiсть.

Метрологiчнi характсристики є показниками якостi та технiчного рiвня всiх без винятку засобiв вимiрювань.

 Їх розрізняють залежно вiд умов застосування засобiв вимiрювання для нормальних умов, для робочих умов.

Характеристики для визначення показань засобiв вимiрювання:

1) функцiя перетворення вимiрювального перетворювача;

2) значення однозначної або багатозначної мiри;

3) цiна подiлок шкали вимiрювального приладу або багатозначної мiри;

4) вид вихiдного коду;

5) число розрядiв кодiв;

6) цiна одиницi найменшого розряду коду засобiв вимiрювань, що призначенi для видачi результатiв у цифровому кодi.

Характеристика якостi показань - точностi i правильностi.

Точнiсть показань визначається середньоквадратичним вiдхиленням або його аналогом. Правильнiсть забезпечується внесенням поправки яка встановлюється пiд час метрологiчної атестацiї засобiв вимiрювання.

Характеристики чутливостi засобiв вимiрювання до впливаючих величин. До них вiдносяться функцiї впливу та облiк змiн метрологiчних характеристик засобiв вимiрювання, що викликанi змiнами впливаючих величин у встановлених межах.

Динамiчнi характеристики засобiв вимiрювання враховують їх iнерцiйнi властивостi.

Характеристики взаємодiї - з об’єктами або приладами на входi виходi засобiв вимiрювання. Наприклад, вхiднi i вихiднi характсристики. характсристики лiнiйного вимiрювального перетворювача.

Неiнформативнi параметри вихiдного сигналу, що забезпечують нормальну роботу пристроїв, пiдключених до засобу вимiрювання.

22

Наприклад для визначення напруги до виходу перетворювача пiдключають частотовимiрювач.

Основними метрологiчиими характеристиками є:

1) дiапазон вимiрювань;

2) порiг чутливостi;

3) рiзнi складовi похибки засобiв вимiрювань.

4.5. Методи вимірювання

Методом вимiрювання називасться сукупнiсть засобiв i принципiв, що використовуються при вимiрюванннях будь-якої величини.

Абсолютиим називасться метод вимiрювання при якому по шкалi зразу читаемо абсолютне значсння вимiрюсмого розмiру, наприклад вимiрювання штангенциркулем.

При вiдносному методi визначають тiльки вiдхилення значення вимiряємої величини вiд установлсної мiри, наприклад визначсння розмiру деталi iндикатором зi стiйкою пiсля його настройки по кiнцевим мiрам довжини

Прямим методом вимiрювання називасться такий, при якому значення вимiряємої величини установлюють безпосередньо за показниками приладу. наприклал вимiрювання дiаметра деталi.

Побiчиим методом користуоться, коли неможливо або дуже складно вимiряти безпосересдньо значення шуканої величини i її визначають за результатами вимiрювань iнших величин. Наприклад, довжину кола простiше визначити, вимiрявши дiаметр i через нього вичислити довжину кола.

Контактним називасться метод вимiрювання, при якому вимiрювальнi поверхнi приладу або iнструмснта безпосередньо дотикаються до поверхнi вимiрюваноi деталi.

При безконтактиому методi iнструмент не доторкасться до повсрхнi вимiрюваної деталi (при вимiрюваниях оптичним i пневматичним приладами).

Диференцiйний (по-елементний) метод вимiрювання або контролю заключається в незалежнiй перевiрцi кожного елемента деталi окремо, на-приклад визначення зовнiшнього i внутрiшнього дiаметрiв, а також ширини шлiца в шлiцьових з’єднаннях. Заключения про придатнiсть деталi роблять за результатами вимiрювань.

Комплексний метод вимiрювання або контролю здiйснюють спецiальними приладами або калiбрами, якi дозволяють зразу ж дати заключення про придатнiсть деталi по всiх або декiлькох параметрах, наприклад при контролi шлiцьовими пробками i кiльцями.

 

23

Контрольнi запитання

1. Якi функцiї вимiрювання в народному господарствi?

2. Класифiкуйте вимiрювання.

3. Види засобiв вимiрювання.

4. Якi методи вимiрювання Ви знаете?

5. Метрологiчнi характеристики засобiв вимiрювання.

6. Що таке фiзична величина?