2.2 Причины образования погрешностей результатов измерений

Погрешности измерений в зависимости от их происхождения могут быть разделены на три класса: систематические погрешности, промахи,

случайные погрешности. Грубые погрешности (промахи) вызываются неправильностью отсчета по шкале измерительного прибора, неверной записью отчетов, неправильным использованием приборов и т. п. В любом случае результат, искаженный промахом, необходимо исключить из ряда измерений.

Случайными погрешностями называются погрешности, которые непредсказуемым образом изменяют свою величину и знак от опыта к опыту. Правила определения случайных погрешностей рассматриваются в теории погрешностей, основанной на теории вероятностей, позволяющей по данным измерений вычислить наиболее вероятное значение измеренной величины и оценить погрешностей измерений.

Систематическими погрешностями называются погрешности постоянные или изменяющиеся по определенному закону. Систематические погрешности вызываются большей частью неправильностью показаний самих приборов или самим методом измерений, или, наконец, постоянным, но односторонним внешним воздействием.

Имеется ряд слагаемых погрешностей, которые являются доминирующими в общей погрешности измерения. К ним относятся

погрешности, зависящие от средств измерения. Нормируемую допустимую погрешность измерительного средства следует рассматривать как погрешность измерения при одном из возможных вариантов использования этого измерительного средства, поскольку проверка точности данных приборов заключается чаще всего в измерении им эталона.

Погрешности, зависящие от установочных мер.

Установочные меры могут быть универсальными (концевые меры) и специальными (изготовленными по виду измеряемой детали). Погрешность измерения будет меньше, если установочная мера будет максимально

подобна измеряемой детали по конструкции, массе, материалу, его физическим свойствам, способу базирования и т.д. Погрешности от концевых мер длины возникают из-за погрешности изготовления (классы) или погрешности аттестации (разряды), а также из-за погрешности их притирки.

Погрешности, зависящие от измерительного усилия.

При оценке влияния измерительного усилия на погрешность измерениянеобходимо выделить упругие деформации установочного узла и деформации в зоне контакта измерительного наконечника с деталью.

Погрешности, происходящие от температурных деформаций (температурные погрешности). Погрешности возникают из-за разности температур объекта измерения и измерительного средства.

Существуют два основных источника, обуславливающих погрешность от температурных деформаций: отклонение температуры воздуха от 20^о С и кратко-временные колебания температуры воздуха в процессе измерения.

Максимальное влияние отклонений температуры на погрешность измерения Dl_t можно рассчитать по формуле:

Dl_t1 = l×Dt₁×(a_п-a_д)_max , (20)

где Dt₁ - отклонение температуры от 20 ^оС

a_п,a_д - коэффициенты линейных расширений прибора и детали.

Максимальное влияние кратковременных колебаний температуры среды на погрешность измерения будет иметь место в том случае, если колебания температуры воздуха не вызывают изменений температуры измерительного средства, а температура объекта измерения близко следует за температурой воздуха (или наоборот):

Dl_t2 = l×Dt₂×a_max, (21)

где Dt₂ - кратковременные колебания температуры воздуха в процессе измерения

a_max - наибольшее значение коэффициента линейного расширения (материала прибора или измеряемой детали).

Общая деформация по двум случайным составляющим Dt₁ и Dt₂ выразится формулой:

₍₂₂₎

Могут возникнуть и дополнительные деформации при использовании накладных приборов.

Погрешности, зависящие от оператора (субъективные погрешности). Возможны четыре вида субъективных погрешностей:

- погрешность отсчитывания (особенно важна, когда обеспечивается погрешность измерения, не превышающая цену деления);

-погрешность присутствия (проявляется в виде влияния теплоизлучения оператора на температуру окружающей среды, а тем самым и на измерительное средство);

- погрешность действия (вносится оператором при настройке прибора); -профессиональные погрешности (связаны с квалификацией оператора, с отношением его к процессу измерения).

Погрешности при отклонениях от правильной геометрической формы.

При измерении деталей с целью учёта возможной погрешности формы рекомендуется:измерение производить в нескольких точках (как правило в шести);у установочных деталей перед аттестацией измерить отклонение от геометрической формы;на образцовой детали с отклонениями формы выделить и маркировать участок, аттестовать его и по нему производить настройку;при выяснении "действующих" размеров деталей следует стремиться использовать измерительные наконечники по конфигурации, идентичные сопрягаемой детали ("действующий" размер - это размер, который будет действовать в машине и выполнять своё служебное назначение).

Дополнительные погрешности при измерении внутренних размеров.

К специфическим погрешностям измерения отверстий относятся: погрешности, возникающие при смещении линии измерения относительно контролируемого диаметра как в плоскости, перпендикулярной к оси контролируемого отверстия, так и в осевой плоскости;погрешности,

вызванные шероховатостью поверхности отверстия, особенно при использовании ручных приборов;погрешности, обусловленные динамикой процесса совмещения линии измерения одновременно в двух плоскостях;погрешности от настойки прибора на размер.