- •«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
14.1.1.2 Микрометрические измерительные средства
В машиностроении широко применяют микрометрические инструменты общего назначения: микрометры, микрометрические глубиномеры и нутромеры. Метод измерения прямой, абсолютный.
Микрометры ( ГОСТ 6507 – 90)
Микрометры предназначены для наружных измерений.
Цена деления 0,01 мм.
Измерительное перемещение микрометрического винта 25 мм.
Верхний предел измерений 600 мм, в данном случае имеется в виду тот факт, с шагом 25 мм применяются скобы с соответствующей вставкой. Таким образом, для измерения величины диаметра или размера детали по толщине порядка 575 – 600 мм. потребуется скоба именно такого наименования. Скобы предела измерений от 0 – 25 мм. – 1 – я, 25 – 50 мм. 2 – я, 50 – 75 мм. 3 – я, 75 – 100 мм. 4 – я, и т.д. до 24 – ой, представляющей предел 575 – 600 мм.
Рисунок 14.42 - Микрометры типа МК.
Основные части микрометра
К микрометрам с нижним пределом 25 мм и более придаются установочные меры для поверки нулевого положения. Микрометры с верхним пределом свыше 300 мм имеют сменную или передвижную пятку для увеличения диапазона измерений до 50 мм.
1 — пятка, 2 — установочная мера, 3 — микрометрический винт, 4 — стебель, 5 — барабан, 6 — трещотка, 7 — стопор, 8 — скоба
Рисунок 14.43 - Основные части микрометра
Трещотка обеспечивает постоянное измерительное усилие
У микрометров типа МК допускается измерительное усилие (700 ± 200) гс.
а) Трещотка с торцовыми зубьями б) Трещотка с зубьями на конце
1 – штифт, 2 – пружина, 1 – пружина, 2 – корпус,
3 – храповик. 3 – шлицевая втулка, 4 – штифт.
Рисунок 14.44 - Типы применяемых трещоток
Положение микрометрического винта фиксируется стопором
Виды стопоров
а) Цанговый б) Эксцентриковый: в) С зажимным винтом:
1 - микровинт 1 - скоба, 2 - стебель 1 - микровинт, 2 - скоба
2 - разрезная гильза 3 – микровинт, 4 – ручка, 3 - стебель, 4 - втулка
3 - гайка, 4 - скоба 5 - эксцентрик 5 - зажимной винт
Рисунок 14.45 - Виды стопоров
В микрометрических инструментах используется винтовая пара, где продольное перемещение винта прямо пропорционально шагу резьбы и углу поворота винта
За один оборот микрометрический винт перемещается вдоль оси на шаг резьбы (0,5 мм).
1 — стебель, 2 — резьбовая втулка, 3 микровинт
Рисунок 14.46 - Винтовая пара
Барабан
Барабан разделен по окружности на 50 равных частей.
Рисунок 14.47 - Барабан
Цена деления микрометрических инструментов 0,01 мм
При повороте на одно деление микрометрический винт 2, соединенный с барабаном 1, перемещается вдоль оси на 1/50 шага, т. е. 0,5 мм : 50=0,01 мм, являющейся ценой деления микрометра.
1 — барабан, 2 — микровинт, 3 — резьбовая втулка, 4 — стебель
Рисунок 14.48 - Шкала микрометра
Чтение показаний
Целое число миллиметров и половину миллиметра отсчитывают краем скоса барабана по шкале стебля. Сотые доли миллиметра определяют по порядковому номеру штриха барабана, совпадающего с продольным штрихом стебля.
Скос на барабане для шкалы сотых долей миллиметра приближает ее к шкале стебля и тем предохраняет от искажений при чтении показаний (параллакса).
Рисунок 14.49 - Чтение показаний на микрометре
Проверка нулевого положения микрометра
При соприкосновении измерительных поверхностей микрометра с измерительными поверхностями установочной меры или непосредственно между собой (при пределах измерения 0—25 мм) нулевой штрих барабана должен совпадать с продольным штрихом стебля, а скос барабана должен открывать нулевой штрих стебля.
Рисунок 14.50 - Установка на нуль
Неправильное нулевое положение микрометра
При неправильных показаниях микрометра надо произвести установку его на нуль.
Рисунок 14.51 - Неправильное положение нуля микрометра
Последовательность действий при установке микрометра на нуль
Если после соприкосновения измерительных поверхностей с установочной мерой или между собой (в пределах измерения микрометра 0—25 мм) показания микрометра неправильны, необходимо:
закрепить микровинт стопором;
разъединить барабан с микровинтом;
установить барабан и закрепить его;
произвести проверку нулевого положения.
Закрепление микровинта стопором
Рисунок 14.52 - Закрепление микровинта
