- •«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
Ж) Микроподача продольного хода стола
Рисунок 14.104 – Подготовка измерения на микроскопе (вариант 2)
з) Быстрое перемещение продольного стола
и) Выравнивание верхней плиты стола
Рисунок 14.104 – Подготовка измерения на микроскопе (вариант 3)
Измерение угла уклона косинуса косвенным (тригонометрическим методом)
После установки конусного изделия в центовые бабки следует сфокусировать и совместить горизонтальный штрих сетки с образующей конуса и произвести первый отсчет перекрестия сетки по микрометрическому устройству в поперечном направлении, затем переместить предметный стол в продольном направлении на определенную длину микровинтом или применяя плоскопараллельные концевые меры, вторично совместить перекрытие штриховой сетки в поперечном направлении с образующей конуса и произвести вторичный отсчет, а затем определить вычислением тангенс угла наклона и по таблице – угол уклона.
а) Установка конусного изделия в центровые б) Поворот штриховой сетки
бабки
в) Доведение образующей конуса с перекрестием штриховой сетки в поперечном направлении
Рисунок 14.105 – Измерение угла уклона косинуса
г) Продольное перемещение стола микроподачей
д) Вторичное доведение образующей конуса с перекрестием штриховой сетки в поперечном направлении
Рисунок 14.105 – Измерение угла уклона косинуса (вариант 2)
Пример
Для предостережения от погрешности, из-за возможного перекоса осей изделия и измерения, рекомендуется при измерении угла конуса провести аналогичное измерение на противоположной стороне его образующей и подсчитать среднее арифметическое результатов измерения.
Помимо тригонометрического метода можно также определить угол уклона конуса непосредственно по отсчетному микроскопу угловой шкалы, прочитав показания после поворота штриховой сетки и совпадения ее продольного штриха с образующей конуса.
Схема
уклона конуса тригонометрическим
методом:dI=
0,98 мм; dII
=11.48 мм;
l=20'мм;
а=dII
—
dI
=11,48 мм—10.98
мм=0,5 мм; tg
=
=
;
=1°25’
Рисунок 14.106 - Схема уклона конуса тригонометрическим методом
Измерение среднего диаметра резьбы
Для измерения среднего диаметра резьбы изделие, закрепленное в центрах, устанавливают параллельно продольному ходу стола. Для этого с помощью микровинта поперечной подачи совмещают горизонтальную штриховую линию сетки окулярной головки с изображением вершин профиля резьбы и проверяют совмещение по всей длине, перемещая стол в продольном направлении. Для получения резкого изображения резьбового профиля наклоняют колонку на угол, равный углу подъема резьбы изделия. Затем совмещают центральную штриховую линию сетки с изображением стороны профиля резьбы, действуя при этом микровинтами поперечной и продольной подачи, таким образом, чтобы штриховая линия, перпендикулярная центральной линии, делила измеряемую сторону профиля резьбы примерно пополам. Произведя отсчет по микрометрическому устройству поперечной подачи, перемещают стол с изделием в поперечном направлении до появления диаметрально противоположной параллельной стороны профиля резьбы. Наклонив колонку на тот же угол, но в противоположную сторону, снова совмещают центральную штриховую линию со стороной профиля резьбы и производят вторичный отсчет. Разность между отсчетами является средним диаметром резьбы, измеренным по одной стороне профиля.
Рисунок 14.106 - Наклон колонки на угол подъема резьбы
Пример
Для предостережения от погрешности, из-за возможного перекоса осей изделия и измерения, рекомендуется при измерении среднего диаметра резьбы произвести аналогичное измерение по другой стороне профиля и подсчитать среднее арифметическое результатов измерения. Схема измерения среднего
диаметра резьбы по одной стороне профиля: d1 = 34,469 мм, d11 = 62,520 мм, D = 62,520 мм - 37,469 мм = 25, 051 мм.
Рисунок 14.107 – Схема измерения среднего диаметра резьбы
