- •«Оренбургский государственный университет»
- •«Методы и средства измерений, испытаний и контроля»
- •Содержание
- •Предисловие к третьему изданию
- •Введение
- •1 Предмет, задачи и содержание дисциплины
- •Метрологические истины
- •2 Классификация измерений (Виды измерений)
- •3 Области измерений
- •4 Величина, физические измерения
- •5 Методы измерений
- •6 Подготовка к измерениям
- •7 Погрешности измерений
- •8 Учет систематической погрешности и способы их уменьшения
- •9 Обработка результатов наблюдений и оценка погрешности
- •9.1 Прямые измерения с многократными наблюдениями
- •9.2 Прямые измерения с однократными наблюдениями
- •9.3 Косвенные измерения
- •9.3.1 Косвенные измерения при линейной зависимости
- •9.3.2 Косвенные измерения при нелинейной зависимости
- •9.4 Формы представления и интерпретация результатов измерений
- •9.5 Правила округления и записи результатов наблюдений и измерений
- •10 Средства измерений и их классификация по гси
- •10.1 Погрешности измерительных устройств
- •11 Нормирование метрологических характеристик
- •11.1 Структурные схемы и метрологические характеристики измерительных систем
- •11.2 Надежность средств измерений
- •11.2.1 Основные понятия и показатели теории надёжности /36/.
- •12 Метрологическое обеспечение измерений
- •12.1 Метрологические испытания средств измерений методом сравнения их погрешностей с эталонами при соотношении 1/3 показателей метрологической точности /32/.
- •12.1.2 Для чего существует метрологическая аттестация и поверка средств измерений, виды поверок и способы их выполнения /32/.
- •12.1.3 Достоверность поверки /32/.
- •12.1.4 Определение объема поверочных работ /32/.
- •12.1.5 Поверка по сокращенной программе. Методы поверки многопредельных и многоцелевых средств измерений /32/.
- •12.1.6 Способы определения числа поверяемых отметок в диапазоне измерений в аналоговых и цифровых измерительных приборах /32/.
- •12.1.7 Назначение и корректировка межповерочных интервалов /32/.
- •13 Применение вычислительной техники в средствах измерений /12/
- •14 Применение средств измерений /8, 11, 14, 16/
- •14.1 Измерение геометрических величин
- •14.1.1 Линейно-угловые измерения
- •14.1.1.1 Штангенинструменты
- •Штангенциркуль с двумя нониусами с пределами измерений 0—200 мм и 0—320 мм и величиной отсчета по нониусу 0,1 мм
- •Проверка на ощущение измерительного усилия при измерении большого внутреннего диаметра
- •14.1.1.2 Микрометрические измерительные средства
- •Соединение барабана с микровинтом
- •Положение измерительных поверхностей относительно измеряемых
- •Микрометр с циферблатом
- •14.1.1.3 Плоскопараллельные концевые меры длины
- •Примеры расчета размеров плоскопараллельных концевых мер
- •Составление плоскопараллельных концевых мер в блоки
- •14.1.2 Измерения линейно-угловых величин оптическими приборами
- •В) Закрепление кронштейна г) Установка стола
- •Настройка горизонтального оптиметра
- •С) Закрепление пиноли
- •Чтение показателей
- •Измерительная машина изм
- •Пример:
- •Установка машины в нулевое положение
- •А) Грубая установка пинольной бабки на нуль
- •Б) Грубая установка измерительной бабки на нуль
- •К) Стопорение пинольной трубки
- •Чтение показаний
- •Ж) Микроподача продольного хода стола
- •Измерение угла профиля и шага резьбы
- •Цена наименьшего деления штриховой окулярной головки 1’
- •Проекционный метод
- •Измерение методом осевого сечения
- •Выбор средств измерений
- •14.2 Средства измерения давления. Общие сведения
- •14.2.1 Жидкостные средства измерений давления с гидростатическим уравновешиванием
- •14.2.2 Чувствительные элементы деформационных средств измерений давления
- •14.2.3 Деформационные приборы для измерения давления
- •14.2.3.1 Измерительные приборы с одновитковой трубчатой пружиной
- •14.2.3.2 Измерительные приборы с многовитковой трубчатой пружиной
- •14.2.3.3 Измерительные приборы с сильфонным чувствительным элементом
- •14.2.3.4 Деформационные измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования
- •14.2.3.5 Емкостные измерительные преобразователи давления
- •14.2.3.6 Деформационные измерительные преобразователи основанные на методе уравновешивающего преобразования
- •Измерения тепловых величин
- •14.3.1 Общие сведения
- •14.3.2 Температурные шкалы
- •14.3.3 Классификация средств измерений температуры
- •14.3.4 Манометрические термометры
- •14.3.5 Жидкостные манометрические термометры
- •14.3.6 Конденсационные манометрические термометры
- •14.4 Термоэлектрические термометры
- •14.4.1 Термоэлектрический преобразователь
- •14.4.2 Включение измерительного прибора в цепь термоэлектрического преобразователя
- •14.4.3 Поправка на температуру свободных концов термоэлектрического преобразователя
- •14.4.4 Нормальный термоэлектрод
- •14.4.5 Удлиняющие термоэлектродные провода и термостатирование свободных концов тэп
- •14.4.6 Способы соединения тэп
- •14.4.7 Требования к материалам термоэлектродов и устройство тэп
- •14.5 Средства измерений сигналов термоэлектрических термометров
- •14.5.1 Магнитоэлектрический милливольтметр
- •14.5.2 Потенциометры
- •14.5.3 Автоматические потенциометры
- •14.5.4 Нормирующие преобразователи термоЭдс
- •14.6 Термопреобразователи сопротивления
- •14.6.1 Средства измерений, работающие в комплекте термопреобразователями сопротивления
- •14.6.1.1 Уравновешенные мосты
- •14.6.1.2 Неуравновешенные мосты
- •14.6.1.3 Нормирующие преобразователи
- •15 Электрические измерения /8, 10,11,14/
- •15.1 Измерение электрических величин аналоговыми и цифровыми преобразователями и измерительными приборами
- •15.2 Цифровые измерительные приборы.
- •16 Измерительные преобразователи неэлектрических величин
- •16.1 Параметрические измерительные преобразователи неэлектрических величин
- •16.1.1 Реостатные преобразователи
- •16.1.2 Тензочувствительные преобразователи (тензорезисторы)
- •16.1.4 Индуктивные преобразователи
- •16.1.5 Емкостные преобразователи
- •16.2 Генераторные преобразователи неэлектрических величин
- •16.2.1 Измерение температуры
- •16.2.2 Измерение перемещений
- •16.2.3 Измерение давлений, сил и крутящих моментов
- •16.2.4 Измерение скоростей и ускорений
- •Измерение расхода
- •17 Методы испытаний и контроля и их метрологическое обеспечение
- •17.1 Средства испытаний
- •17.1.1 Ареометры. Классификация ареометров /32/
- •Основные технические характеристики ареометров
- •Принцип действия ареометра. Особенности шкалы.
- •Капиллярная постоянная.
- •Основы конструирования ареометра
- •Пользование рабочими ареометрами
- •17.1.2 Ротаметры. Общие сведения о ротаметрах /31/
- •Конструкции ротаметров
- •17.2.3 Пикнометры /31/
- •17.1.4 Спиртомеры /31/
- •17.2.5 Аналитические весы /31/
- •17.2.6 Основные требования к газоанализаторам и тахометрам /31/
- •17.2.7 Торговые весы /31/
- •17.2.8 Одночашечные лабораторные весы /31/
- •17.2.9 Газоанализаторы /31/
- •17.2.10 Стеклянные жидкостные термометры /31/
- •18 Методы и средства контроля
- •18.1 Калибры и шаблоны
- •18.2 Вибростенды /33,34,35/
- •Приложение а
- •Приложение б
- •Приложение в
- •Приложение г
Штангенциркуль с двумя нониусами с пределами измерений 0—200 мм и 0—320 мм и величиной отсчета по нониусу 0,1 мм
Левый нониус предназначен для наружных измерений, а правый нониус — для внутренних измерений. Конструкция этого штангенциркуля исключает необходимость прибавления к показаниям инструмента толщины губок.
Рисунок 14.30- Штангенциркуль с двумя нониусами
Применение микрометрической подачи
Приблизительно устанавливают контролируемый размер (при наружном измерении несколько больше, а при внутреннем несколько меньше контролируемого размера), закрепляют рамку микрометрической подачи, затем при помощи микрометрической пары доводят губки до соприкосновения с проверяемыми поверхностями, закрепляют рамку, не допуская перекоса и добиваясь нормального измерительного усилия.
Приблизительная установка размера
Рисунок 14.31 - Микрометрическая подача
Закрепление рамки микрометрической подачи
Зажим рамки микрометрической подачи производится большим и указательным пальцами правой руки при поддержке штанги ее остальными пальцами.
Вращение гайки микрометрической подачи
Большим и указательным пальцами правой руки вращают гайку микрометрической подачи, поддерживая штангу остальными пальцами правой руки; левой рукой поддерживают губку штанги.
Рисунок 14.32 - Вращение гайки микрометрической подачи
Закрепление рамки
Рисунок 14.33 - Закрепление рамки
Проверка на ощущение измерительного усилия при измерении большого внутреннего диаметра
Надо приблизительно установить размер несколько меньше измеряемого, ввести губки штангенциркуля в проверяемую поверхность и слегка прижать к ней губку штанги. Затем с помощью микроподачи и одновременного кругового перемещения губки рамки в горизонтальной плоскости надо добиться легкого контактирования двумя губками. Для избежания перекоса при проверке измерительного усилия перемещения губок в вертикальной плоскости надо опираться на средние пальцы рук, установив их возле губок.
Рисунок 14.34 - Измерительное усилие
Штангенглубиномер с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм и пределами измерений 0—250 мм (ГОСТ 162—90)*
Измерительная поверхность основания по площади значительно больше измерительной поверхности штанги, что обеспечивает устойчивость штангенглубиномера при измерении и возможность его применения при измерении глубин в отверстиях и пазах небольших размеров. Выпускается также с величиной отсчета 0,1 мм и пределами измерений до 500 мм.
Проверка нулевого положения штангенглубиномера
При соприкосновении измерительных поверхностей основания и штанги с плитой или лекальной линейкой нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать.
Рисунок 14.35 - Нуль штангенглубиномера
Применение штангенглубиномера
Левой рукой прижать основание 1 к поверхности 3, а правой рукой довести штангу 2 до соприкосновения с поверхностью 4.
1 — основание, 2 — штанга, 3,4 — поверхности детали
Рисунок 14.36 - Применение штангенглубиномера
Штангенрейсмас с величиной отсчета по нониусу 0,05 и 0,01 мм
(ГОСТ 164—90)*
Предназначен для измерения высоты и разметочных работ.
1 — основание, 2 — измерительная ножка, 3 — разметочная ножка, 4 — рамка, 5 — нониус, 6 — винт и гайка микрометрической подачи, 7— штанга, 8—рамка микрометрической подачи, 9—зажим рамки микрометрической подачи, 10 — зажим рамки.
Рисунок 14.37 -Штангенрейсмасс
Чтобы предупредить грубые ошибки при подготовке штангенрейсмаса к измерению, надо при сборке ножку установить в державке ниже губки рамки. Иначе (если ножка будет выше губки рамки) ошибка будет равна сумме толщин ножки и губки рамки.
Рисунок 14.38 - Предупреждение ошибки в губках
Выпуск штангенрейсмасов с величиной отсчета по нониусу 0,02 мм прекращен, но на производстве они еще используются.
Проверка нулевого положения штангенрейсмаса
При отсутствии зазора между ножкой и плитой (или концевой мерой, равной нижнему пределу измерения) нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать.
Пределы измерения 0—250 мм Пределы измерения 40—400 мм
Рисунок 14.39 - Проверка нулевого положения измерительной губки
Применение штангенрейсмаса
При измерении высоты левой рукой прижимают основание к плите, а правой рукой при помощи микроподачи доводят измерительную ножку до соприкосновения с поверхностью детали.
При разметке после установки размера правой рукой, слегка прижимая основание к плите, перемещают штангенрейсмас относительно детали.
Рисунок 14.40 - Применение штангенрейсмаса в практике
Штангенрейсмас повышенного качества
Положение основания, находящегося на противоположной стороне губки рамки, позволяет вплотную приблизить изделие к штанге. Разметочная ножка, оснащенная твердым сплавом, обеспечивает долговечность. Винты, соединяющие основание со штангой, удобны для регулировки при установке прямого угла.
Рисунок 14.41 - Штангенрейсмасы повышенного качества
