страница - 3
Продолжение табл. 1.2.1 Наименование Измеряемые параметры
Излучений Лучистый поток, поверхностная плотность потока излучения, энергетическая освещенность, энергетическая яркость, энергия излучения, спектральная плотность энергии излучения, освещенность, яркость, экспозиция, сила света, коэффициент преломления, коэффициент отражения, коэффициент поглощения, коэффициент пропускания
Атомной фи- Момент количества движе-зикиния, момент диполя, доза
поглощенного излучения, экспозиционная доза излучения, радиоактивность, коэффициент рекомбинации
Число используемых физических величин ограниченно и не превышает 200. Наибольший практический интерес представляют измеряемые физические величины, находящиеся в функциональной связи с параметрами назначения и надежности объектов, например обнаружение дефекта в виде трещины и определение его параметров может быть выполнено с помощью измерения магнитной проницаемости, коэрцитивной силы, магнитной индукции ферромагнитного материала (магнитный метод), температуропроводности, теплоемкости, теплопроводности материала (тепловой метод) или модуля упругости, плотности, удельного волнового сопротивления материала (акустический метод).
Измерение физических параметров, использование специальных физических эффектов положены в основу различных методов контроля и технической диагностики, с помощью которых анализируют и оценивают сложное техническое состояние объектов.
Глава 1.3
ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ
Методическая составляющая погрешности измерения размеров определяется: 1) отклонением от принятых условий определения размера; 2) отклонением схемы измерения от такой, которая следует из определения размера. Поэтому решение задачи измерения размеров начинается с установления условий и схемы измерения.
1.3.1. СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА ОТКЛОНЕНИЙ И НОРМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ
При измерении линейных размеров в зависимости от задачи измерения за начало отсчета отклонений принимают или номинальные размеры или прилегающие поверхности (контуры), или средние. При контроле размеров, отклонений формы и расположения используют прилегающие.
Прилегающие поверхности и контуры -это поверхности и контуры, имеющие форму номинальных (и заданных чертежом), касательные к реальной поверхности, лежащие вне материала детали и имеющие наименьшее значение максимального отклонения от реальной поверхности.
Измерение размера - это или измерение размера прилегающего замкнутого контура (например, для цилиндрических поверхностей
-диаметр прилегающего цилиндра), или измерение максимального расстояния между прилегающими поверхностями (контурами).
За начало отсчета отклонений приняты номинальные размеры. Измеренное отклонение размера - это разность между номинальным значением размера и измеренным размером.
За начало отсчета отклонений формы принимают прилегающую поверхность (контур).
Измерение отклонений формы - это измерение отклонений реальных поверхностей (контуров) от прилегающих. Измерение отклонений расположения - это измерение отклонений расположения прилегающих поверхностей (контуров) или их осей относительно номинальных положений или отклонений взаимного расположения.
Средние поверхности (контуры) определяют как поверхности и контуры, имеющие форму номинальных и пересекающие реальный профиль так, что разность сумм квадратов положительных и отрицательных отклонений минимальна.
В разделе 1.12 представлены методы определения средней линии и, в частности, метод наименьших квадратов.
Средние линии принимают за начало отсчета отклонений при измерении некоторых параметров шероховатости поверхности и при анализе отклонений формы (математические методы анализа изложены в 1.12).
Нормальные условия для линейных измерений в пределах от 1 до 500 мм и измерений углов с длиной меньшей стороны до 500 мм:
-температура окружающей среды 20 °С;
-атмосферное давление 101324,72 Па (760 мм рт. ст.);
-относительная влажность окружающего воздуха 58 % (нормальное парциальное давление водяных паров 1333,22 Па);
-ускорение свободного падения 9,8 м/с2;
ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ
19
-направление линии измерения линейных размеров до 160 мм наружных поверхностей -вертикальное, в остальных случаях - горизонтальное;
-положение плоскости измерения углов -горизонтальное;
-относительная скорость движения внешней среды равна нулю;
-значения внешних сил равны нулю.
Нормальная область значений влияющих величин при линейных и угловых измерениях
-это область, для которой погрешность средства измерения может превышать допускаемую основную погрешность на 0,1 от допуска на изготовление.
При выборе допускаемой погрешности измерения учитывается зависимость погрешности измерения А от размера d измеряемой физической величины. Такая зависимость положена и в основу построения системы допускаемых погрешностей измерения. В общем случае эта зависимость в параметрической форме имеет вид
d = ехр
А = ехр
du
du
- -+ c
I bu +a j - и
где и - параметр; с, а, р, q - постоянные.
Для практически встречающихся случаев можно выбрать а = 0. Тогда
1 »/Л> \П*/(1-/>/<7)
где Ъ, с - постоянные.
1.3.2. ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ
Виды измерения: 1 - косвенные, 2 -прямые. Область применения косвенных измерений линейных величин ограничена в первую очередь точностью используемой зависимости между величинами, получаемыми прямыми измерениями, и искомыми. В то же время сложность построения прямых измерений в ряде случаев приводит к тому, что погрешность используемой зависимости может оказаться при прочих равных условиях меньше погрешности прямого измерения из-за сложности обеспечения: 1) требуемой инструментальной составляющей, 2) нормальных условий измерения.
Примеры: измерение среднего диаметра резьбы; измерение толщины листа рентгеновским толщиномером в процессе прокатки.
Координатные измерения распространены в связи с применением ЭВМ. Более подробные сведения о них приведены ниже.
Характерные особенности и ограничения области применения метода непосредственной
I.Измерение в широком диапазоне без перенастройки.
II.Измерение в условиях гибкого производства.
III.Возможность использования средств измерения с относительно простыми элементами базирования.
IV.Инструментальная составляющая погрешности измерения существенно (в отличие от метода сравнения) зависит от значения измеряемой величины и обычно больше, чем при методе сравнения.
V.Ограниченная возможность измерения размеров сложных деталей простыми по конструкции средствами измерения..
Характерные особенности области применения метода i
I.Малый диапазон показаний.
II.Возможность обеспечения высокой чувствительности.
III.Возможность создания малогабаритных преобразователей.
IV.Эффективен при контроле в массовом или серийном производстве, в том числе при создании многомерных контрольных приспособлений.
V.Относительно небольшая инструментальная составляющая погрешности измерения.
VI.Возможность компенсации при настройке влияния таких возмущающих факторов, как температура.
Использование концевых мер длины для настройки средства измерения при методе сравнения сокращает затраты на изготовление и аттестацию специальных мер. Но при этом возможно увеличение методической составляющей погрешности измерения, обусловленной несоответствием конструкции меры и измеряемой детали. Плоскопараллельные концевые меры длины - одно из основных средств измерения, используемое для обеспечения единства и достоверности линейных измерений. Они служат для хранения и передачи единицы длины от эталона к изделию в поверочной схеме, начиная от образцовых средств измерений 1-го разряда.
Точность изготовления концевых мер длины регламентирована классами точности: 00, 01, 0, 1, 2, 3. Самый высокий 00 (допускаемые отклонения размеров от 0,05 до 0,35 мкм в зависимости от размера) и самый грубый 3 (допускаемые отклонения размеров от 0,8 до 6 мкм). После ремонта концевые меры могут быть отнесены к классам точности 4 и 5.
Особеннсчгги контактных методов измере-
ш размеров связаны с действием измерительной силы на деталь, с выбором формы измерительного наконечника для различных задач измерения и мало связаны с принципом измерения.
Особенностью измерения размеров является относительно высокая доля методической составляющей погрептости измерения в сравнении с инструментальной составляющей. Опыт показывает, что методическая составляющая может превышать инструментальную и составить более половины погрешности измерения.
Для уменьшения методической составляющей погрешности измерения необходимо соблюдать два основных принципа: принцип инверсии и принцип Аббе.
Согласно принципу инверсии необходимо учитывать изменение назначения детали при изготовлении, измерении и эксплуатации. В частности, из него вытекают два требования: 1) обеспечение единства баз; 2) обеспечение адекватности относительных перемещений, в частности, при измерении и эксплуатации или при измерении и обработке.
Соблюдение принципа Аббе при построении схем измерения означает совладение линии передачи первичного измерительного сигнала (в частности, линии перемещения измерительного наконечника) с линией измерения.
Схемы измерения высот и длин плоских деталей, диаметров в большинстве случаев совпадают со схемами измерения соответствующих отклонений формы в связи с необходимостью выделять прилегающие поверхности или контуры.
В машино- и приборостроении основной объем измерений размеров - это измерения с целью контроля. В зависимости от соотношений объемов изготавливаемых и контролируемых деталей контроль делят на 100%-ный и статистический. Статистические методы контроля используют и при регулировании технологических процессов по показателям точности. Большинство задач, возникающих при статистическом контроле, можно решать, используя методы, изложенные в п 1.12.
Погрешность измерения при контроле приводит к появлению ошибок 1-го и 2-го рода, то есть к выбраковке деталей, действительные размеры которых находятся в пределах допуска, или к приемке деталей, выходящих за пределы допуска.
Обозначим п - вероятность ошибки 1-го рода (количество неправильно забракованных деталей).
Для определения вероятности неправильного забраковывания деталей примем, что отклонение от линейной зависимости кривой
распределения в пределах допускаемой погрешности измерения пренебрежимо мало,
п = 0,5 - 3,5395Ф[3 - (6z - Н) / Т] +
44,078 Ф[3 - (6z - гн) I т] -
-1,5393 Ф[3 - (6z - ЗН) I Т\
где Ф [ ) - функция Лапласса; Z - координата середины поля допускаемой погрешности измерения (или допуска калибра); Н - допускаемая погрешность измерения (допуск калибра); Т - допуск контролируемой детали.
1.3.3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ
Основные методы измерения отклонений от плоскостности приведены в табл. 1.3.1.
При измерении отклонений формы применяют дискретные измерения, поэтому при любом методе необходимо определение числа и расположения точек и линий измерения в зависимости от контура плоскости и размеров нормируемого участка. Для прямоугольного контура число точек П\ измерения в продольном направлении (большая длина) в зависимости от длины L\ нормируемого участка определяют по табл. 1.3.2. Число точек на линии измерения в поперечном направлении
п2 =—("1
где Lrj - ширина нормируемого участка.
Следовательно, общее наименьшее число точек измерения
Точки для измерения на непрямоугольных контурах определяют вписыванием рассматриваемого контура в прямоугольник.
При непрерывном измерении по линиям измерения число дискретных значений ординат определяют так, чтобы исключить влияние шероховатости поверхности, а именно, шаг дискретности выбирают равным или несколько меньшим 20 % предельной длины волны шероховатости. Если шаг дискретности определен по другим критериям, то предельную длину волны шероховатости выбирают в 5 раз большей шага дискретности.
Для механической фильтрации шероховатости поверхности наконечник измерительного прибора выбирают сферической формы с радиусом Г.> 25 мм, а при электрической фильтрации Г <> 0,25 мм.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]