- •«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
С) Закрепление пиноли
Рисунок 14.84 - Подготовка и настройка горизонтального оптиметра(вариант 6)
т) Арретирование по блоку концевых мер
Рисунок 14.84 - Подготовка и настройка горизонтального оптиметра(вариант 7)
Измерение изделия
После настройки оптиметра надо измеряемое изделие установить на стол, закрепить его, ввести между измерительными наконечниками, устранить перекосы, повторив действия по выравниванию блока концевых мер, после арретирования прочесть отклонения по шкале оптиметра и определить действительный размер.
а) Установка измеряемого изделия
Рисунок 14.85- Измерение изделия на горизонтальном оптиметре
б) Арретироваине при измерении изделия
Рисунок 14.85- Измерение изделия на горизонтальном оптиметре
(вариант 2)
Вертикальный оптический длинномер ИЗВ
Вертикальный оптический длинномер предназначен для наружных линейных измерений.
Пределы измерения по шкале (абсолютным методом) от 0 до 100 мм. Пределы измерения на приборе от 0 до 250 мм. Цена деления шкалы 1 мм. Цена наименьшего деления отсчетного микроскопа со спиральным нониусом 0,001 мм.
Увеличение отсчетного микроскопа 62*. Линейное поле зрения около 2,5 мм. Измерительное давление с грузовой шайбой 250 гс.
Вертикальный оптиметр показан на рисунке 14.86.
Оптическая схема
В фокальной плоскости окуляра расположены линейная шкала десятых долей миллиметра и индекс, нанесенные на неподвижной пластине 10, двойные витки спирали Архимеда и сто делений круговой шкалы, нанесенные на вращающейся пластина 11. В поле зрения десять интервалов спирали совмещены с изображением одного интервала миллиметровой шкалы. Каждому интервалу соответствует одна десятая доля миллиметра. Одной десятой доле миллиметра соответствует сто делении круговой шкалы, а одному делению круговой шкалы — одна тысячная миллиметра.
/ — основание, 2 — измерительный наконечник. 3 — грузовая шайба, 4 — измерительный стержень, 5 — патрон освещения. 6 — отсчетный микроскоп, 7 — стопорный винт. 8 — цилиндрический корпус головки. 9 — зубчатая рейка, 10 — маховичок триба, // — маховичок перемещения стержня. 12 — тормозной винт. 13 — кронштейн. 14 — колонка. 15 — уровень, 16 — ребристый столик
Рисунок 14.86 - Вертикальный оптиметр ИЗВ
/ — миллиметровая стеклянная шкала, 2 — покровное стекло, 3 — лампочка, 4 — светофильтр, 5 — конденсор, 6—объектив микроскопа. 7 и 8—призмы, отклоняющие пучок света на 45°, 9 — окуляр. 10 — неподвижная пластина, 11 — вращающаяся пластина.
Рисунок 14.87 - Оптическая схема
Чтение показателей
Целые миллиметры и десятые доли миллиметра определяются оцифрованным миллиметровым штрихом, установленным посередине двойного витка спирали в зоне шкалы десятых долей миллиметра. Сотые и тысячные доли миллиметра определяются отсчетным индексом по круговой шкале.
Пример:
Миллиметровый штрих 12 находится в зоне шкалы десятых долей миллиметра между цифрами 2 и 3. Отсчетный индекс находится в зоне круговой шкалы около числа 72. Отсчет 12,272 мм.
Рисунок 14.88 - Чтение показаний
Измерение абсолютным методом
При измерении абсолютным методом (до 100 мм) надо произвести следующие действия: в зависимости от формы измеряемого изделия надо выбрать и установить измерительный наконечник; установить кронштейн по колонке в зависимости от величины измеряемого размера изделия; застопорить кронштейн; отпустить стопорный винт измерительного стержня и, поддерживая маховичок его перемещения, довести до соприкосновения измерительный наконечник со столом; наблюдая в окуляр, установить оцифрованный миллиметровый штрих посередине двойного витка спирали; убедившись в постоянстве контакта арретированием (поднятием и опусканием измерительного стержня), произвести отсчет нулевого положения; поднять измерительный стержень, и введя под него измеряемое изделие, опустить до соприкосновения измерительного наконечника с изделием; наблюдая в окуляр, установить оцифрованный миллиметровый штрих посередине двойного витка спирали; убедившись в постоянстве контакта арретированием, найти разность двух отсчетов. Для сокращения времени, уходящего на определение разности двух отсчетов, рекомендуется при измерении партии одинаковых изделий установить нулевое показание при контакте измерительного наконечника с измерительным столом.
а) Установка измерительного б) Установка кронштейна по наконечника колонке
в) Закрепление кронштейна г) Освобождение стопорного винта и доведение измерительного наконечника до соприкосновения со столом
Рисунок 14.89 – Измерение абсолютным методом
д) Установка миллиметрового штриха относительно двойного витка спирали
е) Арретирование ж) Контактирование измерительного
наконечника с изделием
Рисунок 14.89 – Измерение абсолютным методом (вариант 2)
з) Установка миллиметрового штриха относительно двойного витка спирали
Рисунок 14.89 – Измерение абсолютным методом (вариант 3)
Измерение относительным методом
При относительном методе измерения (свыше 100 мм) надо установить на стол концевые меры, соответствующие номинальному размеру измеряемого размера изделия, настроить по ним прибор, затем вместо них установить измеряемое изделие, прочесть отклонение и определить размер.
Рисунок 14.90 - Измерение относительным методом
Настройка прибора по концевым мерам
