ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы технических измерений из "Основы метрологии и технические измерения Издание 2 " Измерительная техника является неотъемлемой частью материального производства. Без развернутой системы измерений, позволяющей контролировать технологические процессы, оценивать свойства и качество продукции, не может существовать ни одна область техники. Измерения служат основой научных знаний. [c.7] В машиностроении наиболее распространены линейные и угловые измерения, т. е. измерения линейных и угловых геометрических размеров изделий, шероховатости и волнистости поверхностей, отклонений расположения и формы поверхностей. Высокоточные линейные и угловые измерения обеспечивают взаимозаменяемость изделий, высокое качество, надежность и долговечность машин и приборов. Автоматизация и механизация измерений повышают производительность труда. [c.7] Важнейшими требованиями, предъявляемыми к техническим измерениям, являются единство и точность измерений. Единство измерений — такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений обеспечивает взаимозаменяемость изделий, например деталей, изготовляемых по одному чертежу на разных предприятиях. Точность измерений — качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Чем меньше разность между измеренным и истинным значениями, тем выше точность. [c.7] Измерения основаны на сравнении одинаковых свойств материальных объектов. Для свойств, при количественном сравнении которых применяются физические методы, в метрологии установлено единое обобщенное понятие — физическая величина. Физическая величина — свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта, например, длина, масса, электропроводность и теплоемкость тел, давление газа в сосуде и т. п. Но запах не является физической величиной, так как он устанавливается с помощью субъективных ощущений. [c.8] Мерой для количественного сравнения одинаковых свойств объектов служит единица физической величины — физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1. Единицам физических величин присваивается полное и сокращенное символьное обозначение — размерность. Например, масса — килограмм (кг), время — секунда (с), длина — метр (м), сила — Ньютон (Н). [c.8] Значение физической величины оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц — характеризует количественную индивидуальность объектов. Например, диаметр отверстия — 0,5 мм, радиус земного шара — 6378 км, скорость бегуна — 8 м/с, скорость света — 3-10 м/с. [c.8] Так как значения физических величин находят опытным путем, они содержат погрешность измерений. В связи с этим различают истинное и действительное значения физических величин. Истинное значение — значение физической величины, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Оно является пределом, к которому приближается значение физической величины с повышением точности измерений. [c.9] Действительное значение — значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для определенной цели может быть использовано вместо него. Это значение изменяется в зависимости от требуемой точности измерений. При технических измерениях значение физической величины, найденное с допустимой погрешностью, принимается за действительное значение. [c.9] Погрешность измерения есть отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины. Абсолютной погрешностью называют погрешность измерения, выраженную в единицах измеряемой величины Дх = л 1,з—X, где х — истинное значение измеряемой величины. Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению физической величины 6 = Ах1х. Относительная погрешность может быть выражена также в процентах. [c.9] Поскольку истинное значение измерения остается неизвестным, на практике можно найти лишь приближенную оценку погрешности измерения. При этом вместо истинного значения принимают действительное значение физической величины, полученное при измерениях той же величины с более высокой точностью. Например, погрешность измерения линейных размеров штангенциркулем составляет 0,1 мм, а микрометром — 0,004 мм. [c.9] Точность измерений может быть выражена количественно как обратная величина модуля относительной погрешности. Например, если погрешность измерения 0,01, то точность измерения равна 100. [c.9] Между единицами физических величин существует взаимосвязь, обусловленная законами природы и выраженная физическими формулами. Единицы больщинства физических величин могут быть выражены через некоторое число независимых одна от другой основных единиц. Совокупность выбранных основных и образованных производных единиц называется системой единиц. [c.10] Международная система единиц СИ (81) содержит семь основных и две дополнительные единицы. Основные единицы длина — метр (м) масса — килограмм (кг) время — секунда (с) сила электрического тока — ампер (А) термодинамическая температура — Кельвин (К) сила света — кандела (кд) количество вещества — моль (моль). Дополнительные единицы приняты для измерения плоского угла — радиан (рад) и телесного угла — стерадиан (ср). Производные единицы Международной системы образуются на основании определений физических величин или законов, устанавливающих связь между физическими величинами, например сила — Ньютон (Н = кг-м/с ), угловая скорость (рад/с), ускорение (м/с ). [c.10] В машиностроении используют дольные единицы длины миллиметр — 1 мм=10 м и микрометр — 1 мкм = = 10 м. Для измерения плоских углов применяются градус — 1° = л/180 рад минута — Г=1760 и секунда — 1 = 173600. [c.11] Средства измерений — технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства. Средства измерений делят на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, впомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы. [c.11] Мера — средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Однозначная мера воспроизводит физическую величину одного размера, например концевая мера длины и мера массы (гиря). Многозначная мера воспроизводит ряд одноименных величин различного размера, например, штриховая мера длины и угловая мера (многогранная призма). Специально подобранный комплект мер, применяемых не только самостоятельно, но и в различных сочетаниях в целях воспроизведения ряда одноименных величин различного размера, называется набором мер, например наборы плоскопараллельных концевых мер длины и наборы угловых мер. [c.11] Измерительные приборы — средства измерений, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По характеру показаний они могут быть показывающие и аналоговые, а по принципу действия — приборы прямого действия, сравнения, интегрирующие и суммирующие. Для линейных и угловых измерений широко используются показывающие приборы прямого действия, допускающие только отсчет показаний. [c.11] Во многих случаях название прибора определяется конструкцией измерительного механизма. Универсальные приборы для линейных измерений с механической измерительной системой делят на штангенприборы с нониусом микрометрические приборы с микрометрическим винтом (микровинт) рычажно-механические приборы с зубчатыми, рычажно-зубчатыми и пружинными механизмами. По установившейся терминологии простейшие приборы, например штангенприборы и микрометрические приборы, называют также измерительным инструментом. [c.12] Меры характеризуются номинальным и действительным значениями. Номинальное значение меры — значение величины, указанное на мере или приписываемое ей. Действительное значение меры — действительное значение величины, воспроизводимой мерой. [c.12] Измерительные приборы состоят из чувствительного элемента, который находится под непосредственным воздействием физической величины, измерительного механизма и отсчетного устройства. Отсчетное устройство показывающего прибора имеет шкалу и указатель, выполненный в виде материального стержня — стрелки или в виде луча света — светового указателя. Шкала (рис. [c.12] Вернуться к основной статье