5.1 Меры
Плоскопараллельные концевые меры длины (ППКМД)
ППКМД – это прямоугольные параллепипеды с постоянным значением размера, который находится между двумя параллельными плоскостями. Далее сокращенно принято обозначение КМД.
КМД используют для хранения и передачи единицы длины от эталона мерам и измерительным приборам, для поверки средств измерения, настройки измерительных приборов, для определения величины перемещения подвижных элементов станка и другой технологической оснастки.
КМД изготавливают из хромистых сталей марок 20 ХГ, ХГ, ШХ15, твердосплавных материалов типа ВК6М. Выпускают КМД наборами классов точности: 00; 0; 1; 2; 3 в порядке убывания точности. Для работ с невысокой точностью могут быть использованы КМД 4-го и 5-го классов. За длину (размер) КМД (в любой точке) принимается длина перпендикуляра, опущенного от одной из измерительных (рабочих) поверхностей на противоположную измерительную поверхность. Допуск на изготовление при переходе из одного класса в другой изменяется в основном в два раза, а отклонения на размер КМД даются симметрично относительно номинального размера. Размер плитки проставляется на ее нерабочей поверхности и принимается за действительный размер. На плитках до 5,5 мм размер проставляется на рабочей стороне со смещением от центра.
С целью повышения точности КМД, для случая использования их в качестве образцовых, помимо классов точности установлены еще и разряды КМД.
Установлено пять разрядов КМД с первого по пятый в порядке убывания точности.
Образцовые КМД выпускаются так же наборами, но к набору обязательно прикладывается аттестат - документ, в котором указаны действительные отклонения относительно размера плитки. За размер образцовой меры принимают размер, указанный на мере, с учетом действительного отклонения, указанного в аттестате. В таблице 5.1 дано соотношение точности между классом и разрядом КМД.
Таблица 5.1 – Примерные соотношения между классами и разрядами КМД
Отклонения в микрометрах
Разряд КМД |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
Класс КМД |
- |
00 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Отклонения ± , DN св. 10 до 25 мм |
0,03 |
0,07 |
0,14 |
0,27 |
0,55 |
1,2 |
2,5 |
5 |
Для определения действительных размеров детали используют универсальные средства измерений – измерительные приборы.
Измерительным прибором можно определить действительный размер детали.
Действительный размер – это размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Это понятие очень важно для измерений. Оно говорит о том, что если производится измерение с погрешностью, не превышающей допустимого значения, то только тогда определяется размер, называемый «действительным», иначе, это будет измеренный размер.
5.2 Универсальные средства измерения
Универсальными называют средства измерений, предназначенные для измерения длин или углов в определенном диапазоне размеров в независимости от конфигурации измеряемого объекта.
Универсальные средства измерения весьма разнообразны по конструкции и принципу действия.
По конструкции различают:
штриховые приборы, снабженные нониусом;
приборы, основанные на применении микрометрических винтовых пар;
рычажно-механические приборы, которые по типу механизма подразделяются на рычажные (миниметры), зубчатые (индикаторы часового типа), рычажно-зубчатые (микрометры рычажные, скобы рычажные), пружинные (микрокаторы), рычажно-пружинные (миникаторы);
оптико-механические (оптиметры, микроскопы измерительные).
При выборе средства измерения, кроме названых ранее условий, необходимо учитывать метрологические показатели приборов.
Метрологический показатель – это технические характеристики прибора, отражающие его возможности как в отношении измерения деталей, так и в оценке точности.
Метрологические показатели делятся на:
конструктивные;
конструктивно-эксплуатационные.
Метрологические показатели, установленные в процессе проектирования и не изменяющиеся в период эксплуатации под воздействием внешних условий, называются конструктивными. Конструктивно-эксплуатационные показатели также определяются конструктивными особенностями средств измерения, однако, в процессе эксплуатации изменяют свои показатели вследствие износа, старения.
Наиболее важное значение при выборе средств измерений имеют следующие метрологические показатели.
Конструктивные метрологические показатели
Пределы измерения – наибольшее и наименьшее значение величин, которые могут быть измерены прибором.
Цена деления шкалы – разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам (штрихам) шкалы.
Длина (интервал) деления шкалы – расстояние между серединами двух соседних отметок шкалы.
Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерения (часто диапазоном измерений называют пределы измерений). Диапазон измерений определяют по шкале измерений (основной шкале), которая ограничивает пределы измерений.
Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы. Диапазон показаний определяют по шкале показаний (по шкале отчета долей миллиметра). На рисунке 5.1 представлена шкала показаний прибора с ценой деления 0,002 мм.
Рисунок 5.1 – Шкала показаний с диапазоном показаний 0,060 мм (± 0,030)
В любом случае при контроле деталей диапазон показаний не должен быть меньше допуска размера.
Шкала – часть отчетного устройства, представляющая собой совокупность отметок и проставленных у некоторых из них чисел отчета, соответствующих ряду последовательных значений величины.
Эксплуатационные метрологические показатели
Для приборов с контактным методом измерения важен еще один показатель – измерительное усилие.
Измерительное усилие – сила, с которой измерительный прибор воздействует на измеряемую поверхность в направлении линии, по которой производится измерение. Для разных приборов измерительное усилие находится в пределах 0,8 – 9 Н.
Погрешность измерения – это разность между показаниями прибора и действительным значением измеряемой величины.
Погрешности измерения, а также причины их вызывающие, носят систематический и (или) случайный характер.
Систематической погрешностью называется погрешность, которая остается постоянной или закономерно изменяющейся во времени при повторных измерениях одной и той же величины.
Случайной погрешностью измерения (прибора) называется погрешность, которая при многократном измерении одного и того же значения не остается постоянной.
Обязательными для применения являются документы, регламентирующие точность измерения.
ГОСТ 8.051-81; РДМУ 98-77; РД 50-453-84, при измерении линейных размеров от 1 до 500 мм которые устанавливают:
значения пределов допускаемых погрешностей измерения (ГОСТ 8.051-81);
характеристики погрешности средств измерений в реальных условиях эксплуатации (РДМУ 98-77 Руководящий документ. Методические указания;
методы расчета погрешностей (РД 50-453-84 Руководящий документ).