Параметри шкальних пристроїв.

Параметри пристроїв, мм	Дистанція підрахунку, мм
Висота шрифту	1,6		2,5
Мінімальні розміри відміток довжина: основних середніх малих товщина: основних середніх малих	1,45 1,20 0,70   0,30 0,17 0,06	2,9 2,4 1,4   0,60 0,35 0,12	4,35 3,60 2,10   0,90 0,52 0,18	5,3 4,6 2,8   1,20 0,70 0,23	7,25 5,80 3,50   1,45 0,87 0,30	8,7 7,0 4,2   1,75 1,05 0,35

 

Написання цифр, букв, знаків і відміток повинні відповідати ГОСТ 26.020-80 або ГОСТ 2930-62. Для більшості написів рекомендують письмові букви. Всі написи повинні розміщуватись так, щоб їх можна було читати зліва направо.

Якщо пристрій або оператори підлягають впливу і вібрації, розміри шкал і відміток збільшуються по відношенню з звичайними. Структура шкали повинна бути максимально простою.

Ширина штрихів чорних цифр і букв на білому фоні повинна складати приблизно 1/6 їх висоти. Ширина штрихів білих цифр на чорному фоні повинна бути приблизно 1/7…1/8 їх висоти. Відношення висоти до ширини знаку – приблизно 3: 2.

Геометричні розміри елементів шкали визначаються дистанцією підрахунку показів з урахуванням психофізіологічних потреб.

Висота шрифту чисел відліку і мінімальні розміри відміток в залежності від дистанції відрахування повинні відповідати значенням, приведених в табл.. 13.1.

Мінімальна довжина ділення обмежується середньою гостротою зору, що визначається під кутом в 1^о, при якому дві точки видно роздільними, що при дистанції відрахування 350мм відповідають відстані між точками 0,1мм. Довжина ділення повинна бути не менша ширини шрифту чисел відліку. Для зменшення стомленості оператора потрібно приймати кутовий крок ділення в межах _∆= 6`…8`, а оптимальну довжину ділення ∆= 2…4 мм.

Кутовий розмір між сусідніми основними відмітками повинен перевищувати 1^о. При відстані підрахунку до 700 мм відстань між основними відмітками А повинно складати не менше 12 мм.

В одному базовому блокові шкали між основними і середніми або між середніми і малими відмітками повинно бути не більше 10 ділень.

Діаметр круглої шкали в залежності від бажаної кількості ділень і відстані підрахунку визначають за формулою:

D=ДN _∆/10 800,

де D- діаметр шкали, мм; Д- відстань підрахунку, мм; N- кількість ділень, шт.; _∆- кутовий крок ділень. Застосовувати діаметр менше 25мм не рекомендується.

Для зручності читання числа відліку повинні бути орієнтовні в відповідності з типом використання шкали і показника. При нерухомій шкалі і рухомому показнику числа на шкалі бажано розміщати вертикально (рис. 13.7, а, б, в), а при не рухомому показнику вони розміщені вертикально. Не рухомий показник краще розміщати в положенні «12 годин» (рис. 13.7, г). Для зменшення розсіювання уваги оператора рухомі шкали краще розміщати за панеллю приладу, а для зняття відліку використовувати спеціальне вікно з

показником (рис. 13.7, г, д). При цьому в вікні повинно бути видно не менше двох цифрових відміток. Цифри повинні появлятися в вікні в вертикальному положенні.

Якщо на одній шкалі розміщено дві стрілки, по яким відбувається відлік різних, не зв’язаних між собою величин, то розміщати їх на одній геометричній осі не рекомендується (рис.13.7, е). Показники і відмітки шкал повинні бути розміщенні так, щоб показник находився як можна ближче до ділення, но не закривав цифр (рис. 13.7, ж). Відстань між кінцем стрілки і відмітками шкали не повинно бути більше 1,5 мм (див. рис. 13.4).

Колір шкали і показників, що забезпечує потрібний контраст, встановлюється ГОСТ 22902-78 і ГОСТ 17348-81. Відмітки, цифри і позначення на білому циферблаті повинні бути чорними, а на чорному – білими або жовтими. Допускається також покриття відміток, цифр і інших знаків краскою що світиться деякий час.

В багато шкальних пристроях для полегшення знаходження потрібної шкали рекомендується використовувати кольорове кодування. Спільне число різних кольорів на одному циферблаті не повинно перевищувати чотирьох. Кодування потрібно виконувати в відповідності з ГОСТ 21829-76.

Погрішність відрахування - по шкальному ОУ складається з погрішності відрахування, що залежить від оператора, і погрішності виконання шкального ОУ. Помилки оператора виникають через погрішності від паралакса і погрішності інтерполяції при відрахуванні.

Погрішність від паралаксу – це складова погрішності підрахунку внаслідок візируваня стрілки, розміщеної на деякій відстані від поверхні шкали в напрямку, не перпендикулярному поверхні шкали (ГОСТ 16263-70). Виникаюча погрішність (рис. 13.8) в одиницях довжини шкали визначається з рівняння:

де h₁- відстань між показником і площиною шкали; h₂- відстань між точкою відліку і точкою на шкалі, в якій промінь зору перпендикулярний до площини шкали.

Кутова погрішність, рад, від паралаксу для круглих шкал:

Погрішність від паралаксу може бути значною, тому необхідно прийняти міри до її позбавлення. Для цього застосовують дзеркальні шкали (рис. 13.9, а), стрілки з анти паралаксовим прилаштуванням (рис. 13.9, б), поєднують площину шкали з площиною (рис. 13.9, в, г). Застосування світлового показника повністю виключає погрішність від паралаксу.

Погрішність інтерполяції при відрахуванні – це складова погрішності, що виникає від недостатньої точності оцінки на око долі ділення шкали, відповідно положенню показника (ГОСТ 16263-70) (рис. 13.10, а).

Погрішність інтерполяції розподіляється по закону, близькому до синусоїдального (рис. 13.10, б), причому найбільша погрішність відноситься до випадку, коли показник зупиняється близько ¼ або ¾ довжини ділення, а найменша – при положенні показника в серединні ділення і поблизу відміток.

Погрішність інтерполяції можна визначити з виразу ∆_інт = К∆, де К= 0,1…0,5 – коефіцієнт, залежно від товщини позначок і форми що показує частини показника.

Кутова погрішність, рад, інтерпретації для круглих шкал:

Клас точності шкали	В межах всієї шкали	Між сусідніми відмітками

 

13.2. Граничні відхилення кута, між відмітками круглих шкал.
13.3. Граничні відхилення довжини ділення лінійних шкал, мм

Клас точності	Одного ділення	Любої кількості ділення на довжині
до 100	Вище 100 до 200	Вище 200 до 300
	±0,05	±0,06	±0,07
	±0,07	±0,08	±0,09	±0,10
	±0,12	±0,13	±0,14	±0,15
	±0,16	±0,20

Для зменшення погрішності інтерполяції застосовують пристрої, що дозволяють проводити відлік з точністю 0,1, 0,05, 0,02, і 0,01 долі ділення основної шкали [81].

Погрішності відліку, що залежать від точності виконання самого шкального ОУ, залежить з погрішності нанесення відміток і погрішності встановлення циферблату в відліковому пристрої.

Погрішності нанесення відміток круглих шкал виникають від неточного ділення шкали при нанесенні відміток і від зміщення округлості роз положення

 

 

від позначок відносно центру циферблату. Приєднані відхилення кута між сусідніми відмітками і допуски на назбирану погрішність ділень круглої шкали приведені в табл. 13.2, а приєднані відхилення довжини ділень лінійних шкал – в табл. 13.3. При цьому шкали 1-го класу точності рекомендується для відлікових пристроїв з відліком по ноніусу, шкали, 2-го і 3-го класів – для відлікових пристроїв з відліком по показнику; причому 2-й клас точності рекомендується для шкал з довжиною ділення від 1 до 3 мм, а 3-й клас – для шкал з довжиною ділення вище 3 мм.

Погрішність встановлення циферблату відносно осі обертання. Фактичний кут повороту стрілки α відрізняється від кута β, відрахованого по шкалі, на кут ∆ _см=(β - α). Тоді з трикутника А (рис. 13.11, а) маємо

тобто погрішність відрахування буде змінюватись по синусоїдальному закону (рис.13.11, б, в). Максимальне значення погрішності відліку від зміщення

Для зменшення похибки зсуву в відлікових пристроях необхідно передбачати можливість суміщення нульової позначки шкали і покажчика перед початком вимірювання. Для цього відлікові пристрої забезпечують спеціальними коректорами [81]. Кріплення циферблатів повинно забезпечувати можливість регулювання початкового положення шкали (рис. 13.12).

Сума всіх похибок не повинна перевищувати допустимої погрішності відліку, що задається для лічильного пристрою.