Приборы для измерения шероховатости

 

Для измерений шероховатости применяют специальные оптические и щуповые приборы. Оптические приборы подразделяются на приборы светового и теневого сечения и интерферометры.

Представителем приборов светового сечения является двойной микроскоп. Щуповые приборы подразделяются на профилометры и профилометры-профилографы. Профилометр-профилограф (рис. 26), в отличие от профилометров, позволяет, кроме снятия показаний, получить профилограмму шероховатости, по которой можно судить не только о параметрах шероховатости, но и о ее характере.

 

Рис. 26 Профилометр-профилограф

 

 

Приборы для настройки режущих инструментов

Для настройки режущих инструментов многооперационных металлорежущих станков, в том числе станков с программным управлением, применяют как обычные универсальные измерительные средства, рассмотренные ранее и другие, так и специальные, в том числе автоматизированные.

Быстросменные и бесподналадочные режущие инструменты в сочетании с автоматической подналадкой станков и заменой инструментов являются основными видами оснастки для оснащения многооперационных станков. Основными методами размерной наладки и подналадки являются: наладка режущих инструментов на размер на станке с использованием шаблонов, образцовых деталей, наладочных приспособлений: предварительная наладка инструментов на размер вне станка; регулировка и подналадка положения режущих кромок инструментов с помощью специальных устройств.

Современные средства для настройки режущих инструментов вне станка представляют собой двухкоординатные измерительные приборы, очень похожие на измерительные микроскопы. Отличие их заключается в том, что они имеют базирующие устройства, аналогичные имеющимся на станках для установки инструментов, которые нужно настраивать.

Две измерительные отсчетные системы позволяют выставлять положение режущих кромок инструментов в определенном положении относительно его базирующих элементов. Но высокой точности положения инструментов на станке таким образом добиться не всегда удается, а поэтому приходится проводить поднастройку с помощью управляющей системы станка. Однако если не выставлять инструменты предварительно, то может оказаться, что возможности станка в отношении поднастройки окажется недостаточно. Для измерений часто используют датчики контакта, такие же, как применяются на координатно-измерительных машинах. Эти датчики устанавливают вместо режущих инструментов.

 

Контрольная работа

«Обработка результатов многократных измерений»

(для заочного обучения)

 

Студенты заочного обучения должны выполнить контрольную работу. Контрольная работа выполнятся самостоятельно по вариантам, которые распределяет преподаватель (Таблица 1). Каждому варианту соответствуют два столбца данных (x_i и n).

 

Таблица 1

 

Варианты

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

Варианты

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

Продолжение Табл. 1 Варианты

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

 

Варианты

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

 

Варианты

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

xi

n

 

 

Цели контрольной работы

а) Закрепление теоретических знаний.

б) Приобретение практических навыков в обработке результатов измерений.

 

Содержание и последовательность выполнения работы

а) Ознакомиться с пояснениями к работе и разобраться с примером решения.

б) Для заданного варианта задания выполнить:

1 - исходные данные занести в таблицу 1 (столбцы 1 и 2);

2 - определить среднее арифметическое результатов по формуле (1), если заданы результаты единичных измерений и количество одинаковых результатов ;

3 - вычислить: , где -произвольное число, близкое к среднему арифметическому результату ;

4 - данные занести в таблицу (столбцы 3, 4, 5, 6);

5 - определить среднюю квадратичную погрешность измерения по формуле (2);

6 - определить предельную погрешность измерения по формуле (3);

7 - если обнаружатся отклонения более , то такие результаты исключить, как грубые, и снова рассчитать и ;

8 - определить предельную погрешность среднего арифметического по формуле (4);

9 - записать наиболее вероятное значение полученного результата с погрешностью , т.е. по формуле (5);

10 - написать вывод.

3. Пояснения и пример решения

Обработка ряда измерений имеет целью получение наиболее достоверного результата с оценкой его точности. При обработке ряда измерений вычисляют средний арифметический результат, среднюю квадратическую погрешность, предельную погрешность и предельную погрешность среднего арифметического. Обработку ряда поясним на конкретном примере.

Пусть в результате многократных измерений одним методом получены результаты, приведенные в Таблице 2 в порядке возрастания результатов - x_i. Во второй графе указано количество измерений с одинаковыми результатами - n (такая группировка результатов в таблице значительно облегчает их математическую обработку).

 

Таблица 2

xi, мкм	n	xi – x0, при x0 = 70	n (xi – x0)	(xi – x0)^2	n(xi – x0)^2
		-5 -3 -2 -1 - +1 +2 +3 +4	-10 -18 -24 -16 - +18 +24 +24 +12	-	-
Сумма	N = 100	-	∑ = 10	-	∑ = 354

 

 

Среднее арифметическое из результатов измерений может быт определено по формуле:

, (1)

где

- результат измерения;

- количество измерений с данным результатом;

- общее количество измерений.

 

Значение разностей записываем в третей графе таблицы, а в четвертой – произведение разности на количество одинаковых результатов . Под столбцом записываем сумму ∑ произведений.

В пятой графе записываем квадраты разностей , а в шестой – их произведение на . Далее подсчитываем сумму (∑).

 

Средняя квадратичная погрешность определяется по формуле:

мкм, (2)

Если , то знаменатель .

Определяем предельную погрешность:

мкм. (3)

 

Ни один результат не должен отклоняться от среднего арифметического более, чем на предельную погрешность (проверяются только наибольшие отклонения ряда, т.е. верхние и нижние строчки таблицы). При обнаружении отклонений, превышающих , эти результаты вычеркиваются, как имеющие грубые погрешности и производят новый расчет среднего арифметического результата измерений и средней квадратичной погрешности.

 

В заключение определяют предельную погрешность среднего арифметического;

мкм. (4)

Окончательным результатом математической обработки является наиболее достоверный результат с предельной погрешностью, т.е.

мкм. (5)

Вывод: таким образом, в результате математической обработки ряда измерений, в котором каждое измерение имело предельную погрешность, равную мкм, найдено наиболее вероятное значение полученного результата измерения с погрешностью, не превышающей мкм (при условии отсутствия в данном ряде измерения систематических погрешностей). При вычислении средней квадратичной погрешности, результаты нужно округлять, чтобы лишними десятичными знаками не создавать ложного впечатления о большой точности результата. При следует сохранить не более двух значащих цифр, а при - не более трех значащих цифр после запятой.

 

Оформление работы

 

Работа может быть выполнена на отдельных сшитых листах или в школьной тетради.

На лицевой стороне обложки должно быть указано: ПГТУ, кафедра МСИ, контрольная работа по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация», тема: «Обработка результатов многократных измерений», номер варианта задания, шифр студенческой группы, фамилия и инициалы студента, фамилия и инициалы преподавателя, город, год выполнения работы.

В работе нужно указать условия задачи (что дано, что нужно сделать), показать подробное решение задачи, сделать вывод.

Работа должна быть оформлена аккуратно, текст должен быть на одной стороне листа, надписи чернилами понятными и не слишком мелким подчерком. Формулы записывать четко, подставлять числовые данные, указать результат.

 

Вопросы к экзамену

 

Для допуска к экзамену необходимо выполнить лабораторные работы и контрольную работу.

Примерные темы вопросов теста

1. Понятие о метрологии.

2. Понятие о метрологическом обеспечении.

3. Понятие о единстве измерений.

4. Понятие о государственном метрологическом контроле.

5. Понятие о государственном метрологическом надзоре.

6. Понятие о поверке и калибровке средств измерений.

7. Виды поверки средств измерений.

8. Основные задачи метрологической службы юридического лица.

9. Понятие о величине, размере величины, параметре, измерении.

10. Основные единицы измерения. Система СИ.

11. Понятие об измерении, основное уравнение измерения.

12. Основные требования к измерениям, обеспечивающие их единство.

13. Понятие о технических измерениях.

14. Понятие о метрологическом измерении.

15. Понятие о методике выполнения измерений.

16. Схема связей при измерениях.

17. Общая классификация методов измерений.

18. Понятие о техническом средстве измерения.

19. Понятие о мере и мерах.

20. Понятие об эталоне и эталонах.

21. Поверочная схема передачи размера единицы величины

22. Понятие о классе точности средства измерения.

23. Понятие о погрешности и погрешности измерения.

24. Общая классификация погрешностей измерения.

25. Причины возникновения неизбежных систематических погрешностей измерения.

26. Причины возникновения неизбежных случайных погрешностей измерения.

27. Причины возникновения грубых погрешностей измерения.

28. Организация и обеспечение нормальных условий выполнения измерений.

29. Назначение, основная цель обработки результатов измерений, задачи, решаемые при обработке результатов измерения.

30. Способы обработки результатов, позволяющие повысить точность измерений.

31. Обработка результатов многократных измерений.

32. Ответственность за несоблюдение обязательных требований государственных стандартов, измерений, правил обязательной сертификации и прав потребителей.

33. Сертификация продукции: добровольная и обязательная.

34. Сертификация продукции, услуги, системы менеджмента качества.

35. Органы по сертификации продукции.

36. Органы по аккредитации.

37. Порядок аккредитации испытательных лабораторий.

38. Испытательные лаборатории. Требования, предъявляемые к испытательным лабораториям.

39. Порядок проведения сертификации продукции.

 

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная литература

1. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник для вузов в.— 3-е изд.— Санкт-Петербург: Питер, 2010.— 463 с.

2. Сергеев А.Г. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник для вузов.— Москва: Юрайт, 2010.— 820 с.

3. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация: учебник для вузов.— 8-е изд., перераб. и доп.— Москва: Юрайт, 2008.— 412 с.

4. Зайцев С.А., Грибанов Д.Д., Толстов А.Н., Меркулов Р.М. Контрольно-измерительные приборы и инструменты: Учебник для нач. проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 464 с.

5. Марков Н.Н. Метрологическое обеспечение в машиностроении. – М.: Изд-во «Станкин», 1995 – 467 с.

 

 

Дополнительная литература

 

1. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации и метрологии: Учебник для вузов. – М.: Юнити, 2003. – 671 с.

2. Ганевский Г.М., Гольдин И.И. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении: Учеб. для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования. – М.: ПрофОбрИздат, 2002. – 288 с.

3. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник для вузов. – М.: Высш. школа, 2002 (2001). – 205 с.

4. Марков Н.Н., Ганевский Г.М. Конструкция, расчет и эксплуатация контрольно-измерительных инструментов и приборов. – М.: Машиностроение, 1993. – 416с.