- •«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
Измерение угла профиля и шага резьбы
В процессе измерений, для того, чтобы можно было судить не только о величине угла, но и наклоне профиля к оси резьбы, измерения рекомендуется производить по половинам угла, совмещая штриховую линию сетки поочередно с правой и левой сторонами профиля. Сумма результатов измерения является величиной угла профиля, а их равенство показывает перпендикулярность биссектрисы угла к оси резьбы.
Рисунок 14.108 - Схема измерения среднего диаметра резьбы по двум сторонам профиля, угла профиля по его половинам и шага резьбы по его одной величине и нескольким виткам
Предварительно градусную шкалу устанавливают на 0, 90°, 180° или 270°, чтобы одна из линий штриховой сетки была перпендикулярна оси резьбы, и одно из указанных значений принимают за начало первого отсчета. Затем линию штриховой сетки, перпендикулярную оси резьбы, совмещают поочередно в противоположных направлениях правой стороны профиля, произведя второй отсчет, и подсчитывают среднее значение по формуле (14.1)
,
(14.1)
Аналогичные действия производят по левой стороне профиля по формуле (14.2)
,
(14.2)
Измерение шага резьбы производится продольным перемещением микровинта или с применением плоскопараллельных концевых мер. что исключает погрешность микровинта. При этом колонку наклоняют на угол подъема резьбы, совмещают с помощью микровинтов поперечного и продольного хода и вращения сетки окулярной головки штриховую линию сетки со стороной профиля и производят первый отсчет; затем перемещают стол в продольном направлении до совпадения этой штриховой линии с соответствующей стороной профиля через один или несколько шагов резьбы, производят второй отсчет и узнают разность отсчетов. Для более точных результатов рекомендуется измерение шага производить по правым и левым сторонам профиля на двух противоположных сторонах.
Среднее арифметическое из четырех полученных результатов измерений принимают за действительный размер шага на данном участке и вычисляют по формулам (14.3) и (14.4)
,
(14.3)
,
(14.4)
где n - число витков
Рисунок 14.109 - Измерение шага резьбы по правым и левым сторонам профиля на его противоположных сторонах
Установка плоских изделий
При установке плоских изделий непосредственно на предметном столе необходимо, чтобы базовая поверхность изделия была параллельна продольному перемещению стола. Проверка этого осуществляется перемещением стола с изделием при наблюдении в окуляр за тем, что наведенная на базовую поверхность штриховая линия сетки не сходит с нее во время перемещения.
Закрепляемое на микроскопе изделие надо тщательно проверить на надежность его установки, так как при падении могут быть повреждены стекло стола и оптика.
Рисунок 14.110 - Установка плоских изделий на предметном столике
Универсальный измерительный микроскоп УИМ
Универсальный измерительный микроскоп предназначен для измерения длин, углов и профилей изделий. Методы измерений — проекционный и осевого сечения.
1
— основание.
2,
4,
21,
24
—
направляющие,
3
—
проушины.
5 — шкала
продольного хода,
6, 9
— маховичок
отсчетного микроскопа,
7 — отсчетный
микроскоп продольного хода,
8—уровень.
10—отсчетный
микроскоп поперечного хода. 11
—
регулировочное кольцо диаметра отверстия
диафрагмы осветительного устройства,
12—штриховая
окулярная головка.
13—колонка.
14—кронштейн.
15
—
кремальера,
16
— главный
микроскоп.
17
— тормозной
винт,
18
— кольцо
точной установки по высоте главного
микроскопа.
19
— опорная
плоскость,
20
— поперечная
каретка,
22—центровая
бабка.
23—направляющее
ложе.
Рисунок 14.111 - Микроскоп УИМ
Пределы измерения длин:
в продольном направлении ………………………………………………. 200 мм
в поперечном ………………………………………………………………100 мм
Цена наименьшего деления отсчетного микроскопа
со спиральным кониусом ………………………………………………..0,001 мм
Предел измерения углов …………………………….…………………….. 360°
