- •«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
Цена наименьшего деления штриховой окулярной головки 1’
Увеличение главного микроскопа ..…………………………………...... 10х—50х
Поле зрения главного микроскопа ..………………………………..... 4,2—21 мм
Увеличение отсчетного микроскопа ...…………………………..…………..... 62х
Увеличение угломерного микроскопа .......…………………………………….45х
Поворот колонки ......……………….………………………………….....…..2°30'
Чтение показаний
Для отсчета перемещения служат стеклянные миллиметровые шкалы продольного и поперечного хода и отсчетные микроскопы со спиральными нониусами. Целые и десятые доли миллиметра определяются оцифрованным миллиметровым штрихом в зоне шкалы десятых долей миллиметра, установленном посередине двойного штриха спирали. Сотые и тысячные доли миллиметра определяются отсчетным индексом по круговой шкале.
Пример
Миллиметровый штрих 46 находится в зоне шкалы десятых долей миллиметра между цифрами 3 и 4. Отсчетный индекс находится в зоне круговой шкалы возле цифры 62.
Отсчет 46,362 мм.
Рисунок 14.112-Чтение показаний
Проекционный метод
Проекционный (теневой) метод измерения на универсальном микроскопе применяют аналогично измерениям на инструментальных микроскопах, но с большей точностью установки изделия и отсчета результатов измерения.
Метод осевого сечения
Методом осевого сечения пользуются при помощи ножей. Ножи определяют собой плоскость измерения (для тел вращения эта плоскость будет осевым сечением). Помимо тел вращения методом осевого сечения можно также измерять плоские детали. Перед установкой ножей на конец оправы объектива надо надеть насадку, закрепить ее винтом, полностью открыть диафрагму и установить измеряемое изделие. В процессе измерения в поперечном направлении перемещают микроскоп, а в продольном—стол с изделием. Грубое перемещение микроскопа и стола производится от руки, точнее — с помощью соответствующих микровинтов.
1, 8 - винт, 2, 11 - ножедержатель, 3, 6 - опорная площадка, 4 - измерительный нож, 5 - калибр, 7 - регулировочное кольцо открытия диафрагмы, 9 - насадка, 10 - винт
Рисунок 14.113 - Метод осевого сечения
Установка ножей
На наименьшем расстоянии к изделию надо установить опорные площадки и закрепить их винтами. После этого помещают измерительный нож под ножедержатель, отжимают ножедержатель и, придерживая его в отжатом состоянии, передвигают нож (другой рукой), отпускают ножедержатель, закрепляя нож в положении, когда между ним и изделием отсутствует зазор при малом измерительном усилии.
Установку ножей надо производить осторожно, так как малейшая зазубрина на них вызовет неплотное прилегание к изделию, что отразится на результате измерения. Нельзя перемещать придвинуный к изделию нож, а также поворачивать или перемещать изделие при придвинутых ножах.
Измерение методом осевого сечения
При этом методе наводка пунктирных линий штриховой сетки производится не по теневому контуру изделия, а по риске и лезвию ножа. При измерении длин, после того как ножи придвинуты к измеряемому изделию, одну из пунктирных линий с соответствующей ценой деления совмещают с риской ножа, тогда средняя пунктирная линия совмещается с линией касания ножа и контура изделия и производят отсчет по шкале поперечного хода. Затем перемещают поперечную каретку, производят такую же наводку на противоположной стороне изделия, используя уже вторую, на столько же удаленную от середины пунктирную линию и производят второй отсчет. При таком методе измерения величина перемещения каретки равна размеру изделия, так как а — расстояние от лезвия ножа к риске ножа равно расстоянию на сетке между соответствующими штрихами, следовательно d=l.
Рисунок 14.114 - Схема измерения длины методом осевого сечения
