Міри, еталони, методи вимірів. Виміри і контроль

Міра - це засіб вимірювань, призначений для відтворення вели­чини одного або декількох розмірів з необхідною точністю. Розріз­няють однозначні, багатозначні міри і набір мір.

Вирішення одного з основних завдань метрології – забезпечення єдності вимірів досягається як за рахунок точного відтворення,зберігання й передачі розмірів встановлених одиниць фізичних величин, так і за рахунок застосовуваних засобів виміру. Одиниці фізичних величин відтворюють за допомогою спеціальних технічних засобів, що називаються еталонами.

Еталон - це високоточна міра, призначена для відтворення і збереження одиниці величини з метою передачі її розміру ін­шим засобам вимірів. Від еталона одиниця величини передаєть­ся розрядним еталонам, а від них - робочим засобам вимірів.

Еталони класифікують на первинні, вторинні і робочі.

Первинний еталон - це еталон, що відтворює одиницю фі­зичної величини з найвищою точністю, можливою в даній області вимірів на сучасному рівні науково-технічних досягнень. Первинний еталон може бути національним (державним) і міжнародним.

Національний еталон затверджується як вихідний засіб ви­мірювання для країни національним органом з метрології. В Україні національні (державні) еталони затверджує Держстан­дарт Україні.

Міжнародні еталони зберігає і підтримує Міжнародне бюро мір і ваг (МБМВ). Найважливіша задача діяльності МБМВ складається в систематичних міжнародних звіреннях націо­нальних еталонів найбільших метрологічних лабораторій різ­них країн з міжнародними еталонами, а також між собою, що необхідно для забезпечення вірогідності, точності і єдності ви­мірів як однієї з умов міжнародних економічних зв'язків. Зві­ренню підлягають як еталони основних величин системи SI, так і похідних. Порядок розроблення, затвердження, реєстра­ції та зберігання еталонів в Україні встановлює ДСТУ 3231-95.

Для еталонів встановлені визначені періоди звірення. На­приклад, еталони метра і кілограма звіряють кожні 25 років, а електричні і світлові еталони - один раз у 3 роки.

Первинному еталону супідрядні вторинні і робочі (розрядні) еталони. Розмір відтвореної одиниці вторинним еталоном зві­ряється з державним еталоном. Вторинні еталони (їх іноді називають "еталони-копії") можуть затверджуватись або Дер­жстандартом України, або державними науковими метрологі­чними центрами, що зв'язано з особливостями їх використан­ня. Робочі еталони сприймають розмір одиниці від вторинних еталонів і в свою чергу слугують для передачі розміру менш точному робочому еталону (чи еталону більш низького розря­ду) і робочим засобам вимірів.

Найпершими офіційно затвердженими еталонами минулого були прототипи метра і кілограма. Вони були виготовлені у Франції і в 1799 р. були передані на збереження в Національ­ний архів цієї країни. Тому їх стали називати "метр Архіву" і "кілограм Архіву". З 1872 р. кілограм став визначатися як той, що дорівнює масі "кілограма Архіву". Кожен еталон ос­новної чи похідної одиниці Міжнародної системи SI має свою цікаву історію і зв'язаний з тонкими науковими дослідження­ми й експериментами.

Передача основної одиниці від еталона до деталі здійснюється у відповідності до перевіреної схеми (рисунок 2). Згідно із цією схе­мою розмір Державного еталона метра передається на робочі ета­лони, що являють собою кінцеві міри довжини, виготовлені з квар­цу. їх зберігають у центральних метрологічних інститутах і викори­стовують для перевірки зразкових мір 1-го розряду. Зразкові міри 2-го розряду перевіряються за мірами 1-го розряду, міри 3-го роз­ряду - за мірами 2-го розряду і т. д. Від зразкових кінцевих мір розмір

 

 

Рисунок 2 - Схема передачі розміру від еталона до виробу

одиниці довжини передається на робочі вимірювальні ін­струменти і прилади. Поняття "перевірена схема" і "схема перевір­ки" не ідентичні.

Перевірена схема - це затверджений у заведеному порядку до­кумент, який встановлює засоби, методи і точність передачі розмі­ру одиниці від еталона чи вихідного зразкового засобу вимірювань робочим засобам вимірювань.

Стандартом встановлено порядок проведення перевірки вимі­рювальних засобів. Перевірці підтягають усі вимірювальні засоби підприємств. Періодичність перевірки визначається відповідними інструментами. Наприклад, перевірка штангенінструментів, мікро­метричних та індикаторних інструментів і приладів проводиться один раз на рік. Строки перевірки заносять у спеціальні графіки, які затверджує керівних підприємства.

Засоби вимірювань перевіряють у центральних вимірювальних лабораторіях підприємств і спеціальних метрологічних лабораторі­ях. Результати перевірки записують у спеціальні паспорти (або ате­стати) інструментів і приладів.

Іноді на мірильний засіб накладають клеймо. Клейма містять умовний шифр підприємства, дві останні цифри року застосування клейма, індивідуальний знак (номері перевірника н умовний знак міністерства.

Виміром називається сума операцій, що виконуються за допомогою засобів вимірювання, з метою визначення числового значення розміру, що характеризує об'єкт вимірювання.

Вимірювання - складний процес, що включає в себе взаємодію цілого ряду його структурних елементів.

До них відносяться:

- Вимірювальна задача;

- Об'єкт вимірювання (і його модель);

- Принцип;

- Метод і засіб вимірювання;

- Умови вимірювання;

- Суб'єкт виміру;

- Результат вимірювання;

- Похибка вимірювання.

Завдання вимірювання. Першим початковим елементом кожного вимірювання є його завдання (мета). Завдання вимірювання полягає у визначенні значення обраної (вимірюваної) ФВ з необхідною точністю в заданих умовах.

Наприклад, потрібно раціонально вибрати засіб вимірювань довжини деталі з заданою похибкою вимірів не більше 25 мкм

Для поставленої задачі вимірювань можуть бути використані наступні засоби вимірювань:

- Гладкий мікрометр з відліком 0,01 мм при налаштуванні на нуль по настановної мірою;

- Індикаторна скоба з ціною поділки 0,01 мм;

- Індикатор годинникового типу з ціною поділки 0,01 мм класу точності 1.

Найбільш простий засіб вимірювань - мікрометр. Проте при великих партіях контрольованих деталей застосування індикатора переважно, оскільки при цьому забезпечується менша трудомісткість вимірювань.

Математична модель об'єкта вимірювання - це сукупність математичних символів (образів) і відносин між ними, яка адекватно описує цікавлять суб'єкта властивості об'єкта вимірювання. Модель об'єкта вимірювання будується до виконання вимірювання відповідно до розв'язуваної завданням на основі апріорної інформації про об'єкт та умови вимірювання.

Принцип вимірювання - сукупність фізичних принципів, на яких засновані вимірювання, наприклад: використання сили тяжіння для вимірювання маси зважуванням, залежно термоЕРС від різниці температур, реалізованої в термоелектричних термометрах.

За фізичним принципом всі методи вимірювань діляться на електричні, магнітні, акустичні, оптичні, механічні і т.д.

На виробництві переважно доводиться зустрічатися не з вимірами, а з контролем.

Контролем називається визначення відповідності деталей технічним умовам і заданому допуску, як правило, без визначення числових значень розміру (наприклад, контроль калібрами).

Контроль - це перевірка відповідності нормі, яка встановлюється заздалегідь, а перевірка відповідності їй закінчується прийняттям рішення: " відповідає - не відповідає ", " придатне виріб - шлюб " і т. п.

Будь-який контроль заснований на вимірюванні. У всіх без винятку випадках результат контролю є випадковим, тобто може розглядатися лише з тією чи іншою ймовірністю.

Контроль може здійснюватися інструментальним або експертним методами.

Інструментальний метод контролю називається технічним контролем (ТК).

Експертний метод контролю застосовується, коли ТК неможливий або економічно недоцільний.

Різновидом експертного методу вважається органолептичний контроль, заснований на використанні органів чуття людини в якості засобів контролю: дотику, нюху, зору, слуху і смаку.

Часто органолептичний контроль поєднується з інструментальним (технічним) і називається комбінаторним.

Відповідно до ГОСТ 16504 - 81 види контролю класифікуються за різними ознаками.

По об'єкту контролю розрізняють контроль якості продукції, товарної та супровідної, технічної документації, технологічної дисципліни, технологічного процесу; засобів технологічного оснащення, проходження рекламацій, дотримання умов експлуатації та кваліфікації виконавців.

За ступенем механізації та автоматизації

За стадіями створення та існування продукції ТК ділиться на виробничий і експлуатаційний.

Виробничий контроль, як правило, охоплює всі допоміжні, підготовчі та технологічні операції.

Об'єктами експлуатаційного контролю можуть бути експлуатовані вироби і процес експлуатації.

Він буває вхідним, профілактичним (необов'язковим) і поточним (обов'язковим).

По етапах процесу виробництва розрізняють вхідний, операційний, приймальний і інспекційний контроль.

За впливом на об'єкт контролю розрізняють неруйнівний і руйнівний контроль.

Неруйнівний контроль - метод контролю, при якому не повинна бути порушена придатність об'єкта до застосування.

Руйнівний контроль - метод контролю, при якому може бути порушена придатність об'єкта до застосування.

По повноті охоплення контроль може бути суцільним, вибірковим, летючим, безперервним і періодичним.

По застосовуваних СК розрізняють вимірювальний, реєстраційний, органолептичний, візуальний контроль і технічний огляд.

За виконавцям контроль поділяється на самоконтроль (проводиться робочим, оператором, наладчиком); контроль, що виконується майстром; контроль ВТК (здійснюється контролером або майстром ОТК); інспекційний контроль.

За кількістю контрольованих ознак - контроль хімічних, фізичних, геометричних і функціональних параметрів об'єкта; контроль технічного стану, працездатності, функціонування.

 

Контрольні питання

1Класиікація засобів вимірювання

2 Методи вимірювання

3 Метод безпосередньої оцінки

4 Як підрозділяють засоби вимірювань?

5 Що таке міри? Вимірювальні прилади? Калібри?

6 Що таке еталон?

7 Які бувають еталони?

8 Як передається розмір від еталона до виробу?

9 Що таке вимір?

10 Структурні елементи виміру, перечислити

11 Контроль засобів вимірювання

 

 

ЗАНЯТТЯ №3