Методичка по практическим занятиям ПМ.01 Тема Защита прав потребителей

Министерство образования и науки Самарской области

Министерство имущественных отношений Самарской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования

Тольяттинский индустриально-педагогический колледж (ГБОУ СПО ТИПК)

Методические указания для студентов
по выполнению практических работ

для специальности

221413 Техническое регулирование и управление качеством

МДК 02.01 Методика проведения работ по стандартизации, подтверждению соответствия продукции, процессов, услуг, систем управления и аккредитации 

ВП.03 Тема методы и средства измерений, испытаний и контроля

2014 г.

Савельева Ю.О. Методические указания для студентов по выполнению практических работы по МДК 02.01 Методика проведения работ по стандартизации, подтверждению соответствия продукции, процессов, услуг, систем управления и аккредитации 

ВП.03 Тема методы и средства измерений, испытаний и контроля .- Тольятти, изд. ГБОУ СПО ТИПК, 2014.–23с.

Методические рекомендации разработаны в соответствии с государственными стандартами на основе рабочей программы. В процессе выполнения практических работ студентам предстоит поработать с заданиями направленными на закрепление изученного теоретического материала. В результате первоначальные навыки, должны перейти на более высокий уровень, близкий к профессиональному.

©ГБОУ СПО ТИПК

Содержание

Содержание. 3

Введение. 4

Практическая работа № 1. 5

Практическая работа № 2. 8

Практическая работа № 3. 10

Практическая работа № 4. 12

Практическая работа № 5. 15

Практическая работа № 6. 17

Заключение………………………………………………………………………………...........23

Список литературы……………………………………………………………………………24

 

Введение

 МДК 02.01 Методика проведения работ по стандартизации, подтверждению соответствия продукции, процессов, услуг, систем управления и аккредитации ВП. 03 Тема методы и средства измерений, испытаний и контроля предназначена для студентов 3 курса по специальности  221413 "Техническое регулирование и управление качеством".

Преподавание данной темы имеет практическую направленность и проводится в тесной взаимосвязи с другими общепрофессионнальными и специальными дисциплинами.

В ходе выполнения практических работ студент должен:

- изучить теоретическую часть работы, лекционный материал и рекомендованную литературу;

- провести соответствующие практические действия (измерения, расчеты, дискуссии, обсуждения), требуемые в работе;

- оформить отчёт, содержащий название и цель работы, графики и таблицы, полученные по результатам выполнения работы. Выводы.

В результате первоначальные навыки, должны перейти на более высокий уровень, близкий к профессиональному.

По завершению курса студент должен обладать определенными навыками и знаниями, а так же использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни .

Практическая работа № 1

Тема: Составить сравнительный анализ видов и методов измерений.

Цель: Изучить виды и методы измерений.

Теоретические сведения:

Метод измерений— прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей или шкалой в соответствии с реализованным принципом измерений.

Методы измерений весьма разнообразны. Их можно классифицировать по различным признакам.

Первый из них используемый физический принцип. По нему методы измерений разделяют на оптические, механические, акустические, электрические, магнитные и так далее.

В качестве второго признака классификации используют режим изменения во времени измерительного сигнала. В соответствии с ним все методы измерений разделяют на статические и динамические.

Третий признак — способ взаимодействия СИ и объекта измерений. По этому признаку методы измерений разделяют на контактные (измерительный элемент СИ находится в контакте с объектом измерений) и бесконтактные (чувствительный элемент СИ не находится в контакте с объектом измерений).

Четвертый признак - применяемый в СИ вид измерительных сигналов. В соответствии с ним методы разделяют на аналоговые и цифровые.

Приведенную классификацию можно развивать и далее. Однако более общей является метрологическая классификация методов измерений, под которой понимается классификация по способу сравнения измеряемой величины с единицей. По этому признаку все методы измерений разделяют на два метода:

•  метод непосредственной оценки (измеренное значение наблюдают непосредственно по шкале устройства СИ, например, по часам, амперметру);

•  метод сравнения с мерой ( значение измеренное сравнивают с величиной, производимой мерой, как пример, измерение на весах рычажных массы).

Метод сравнения с мерой имеет ряд разновидностей: дифференциальный метод, метод замещения, метод дополнения и метод совпадений.

Дифференциальный метод— метод измерений, при котором измеряется разность между измеряемой величиной и однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины.

Примером дифференциального метода является поверка мер длины сличением с эталонными мерами на компараторе (приборе, предназначенном для сравнения мер). При этом методе производится неполное уравновешивание измеряемой величины Х величиной Хм, воспроизводимой мерой, и определение их разности ∆Х. Следовательно, результат измерений равен X= ХМ + ∆Х. Дифференциальный метод позволяет существенно повысить точность измерений. Например, если ∆Х = 0,01Х и относительная погрешность измерения ∆Х составляет 1 %, то относительная погрешность результата измерений X равна 0,01 % (если не учитывать погрешность меры).

Частным случаем дифференциального метода является нулевой метод измерений — метод измерений, где в результате эффект действия измеряемой величины и меры на компаратор доводят до нуля. Здесь значение измеряемой величины равняется значению, которое воспроизводит мера. Примерами нулевого метода являются: взвешивание масс

на весах с помощью набора гирь; измерение электрического напряжения уравновешенным мостом.

Дифференциальный метод обеспечивает снижение погрешности измерений. Для борьбы с систематическими погрешностями полезен метод замещения. Метод замещения - метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают величиной, воспроизводимой мерой. Поскольку эти измерения делают одним прибором в одинаковых условиях, систематическая погрешность измерений может быть в значительной степени скомпенсирована. Например, существенная составляющая погрешности измерений массы на весах рычажных -  погрешность от неравноплечести весов — может быть исключена из результата измерений, если измерения проводить по методу Борда, взвешиванием с помещением по очереди измеряемой массы и гирь на одну чашку весов.

В некоторых измерительных задачах удобно применение других разновидностей метода сравнения с мерой: метода дополнения и метода совпадений. Метод дополнения — метод сравнения с мерой, при котором измеряемая величина дополняется мерой так, чтобы на СИ сравнения действовала их сумма, которая будет равна заранее известному значению. Например, иногда может быть более точным измерение массы, при котором уравновешивают гирю, значение которой известно с высокой точностью, измеряемой массой и набором более легких гирь, помещенными на другую чашку весов.

       Метод совпадений - метод измерений, при котором определяют разность между измеряемой величиной и величиной воспроизводимой мерой, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Примером этого метода является измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом. Метод совпадений часто применяется при измерениях параметров периодических процессов.

Очевидно, что выбор метода измерений зависит от его теоретической обоснованности, наличия необходимых СИ, их вида (мера, измерительный прибор и др.) и конструктивных особенностей. Например, чтобы решить такую простейшую измерительную задачу, как измерение высоты заводской трубы, можно выбрать один из следующих методов:

•  поднявшись с рулеткой на трубу, произвести измерение (метод сравнения с мерой);

•  поднять вертолет с высотомером до уровня трубы и измерить высоту подъема (метод непосредственной оценки);

•  вычислить высоту трубы как катет прямоугольного треугольника на основании результатов измерений расстояния до трубы и угла этого треугольника (косвенные измерения).

Если метод измерений предвидит выработку главных правил применения СИ, то методика выполнения измерений - по сути, алгоритм проведения измерений с задачей самого лучшего исполнения выбранного метода измерений.

Методикой выполнения измерений (МВИ) называют регламентированную сумму действий и правил, исполнение которых при измерении обеспечивает получение необходимых результатов измерений в соответствии с избранным методом. МВИ включает требования к выбору СИ, регламентацию процедуры подготовки СИ к выполнению работы, требования к условиям измерений, регламентацию процедуры. Проведения измерений и исследования результатов измерений, в том числе оценку их точности. МВИ аналитических измерений включает также требования к отбору пробы, ее хранению и транспортировке в измерительную лабораторию, подготовке пробы к измерениям.

Унификация МВИ имеет огромный вес в реализации единства измерений. Поэтому МВИ повторяющихся измерений обычно регламентируется каким-либо нормативным документом.

Формальное выражение для описания метода непосредственной оценки может быть представлено в следующей форме:

Q = х,

где Q –  измеряемая величина,

 х – показания средства измерения.

Метод сравнения с мерой характеризуется тем, что прибор используют для сопосталнения измеряемой величины с известной величиной, воспроизводимой мерой. Для реализации этого метода можно использовать приборы с относительно небольшими диапазонами показаний, вплоть до вырожденной шкалы с одной нулевой отметкой. Примерами этого метода являются измерения массы на рычажных весах с уравновешиванием объекта гирями (мерами массы), измерения напряжения постоянного тока прибором-компенсатором путем сравнения с известной ЭДС нормального элемента.

Формально метод сравнения с мерой может быть описан следующим выражением:

Q = х + Хм,

где Q –  измеряемая величина,

 х – показания средства измерения.

 Хм – величина, воспроизводимая мерой.

Примерами используемых мер являются гири, концевые меры длины или угла, эталонные резисторы и т.д. В случае, когда используют высокоточные меры, можно уменьшить инструментальную составляющую погрешность не только за счет точности меры, но и за счет существенного (по сравнению с измерением методом непосредственной оценки) уменьшения применяемого диапазона преобразований используемого прибора, что обычно приводит к снижению значения погрешности, вносимой прибором.

Ход работы:

1)      Ознакомиться с теоретическими сведениями.

2)      Изучить виды и методы измерений.

3)      Составить сравнительный анализ методов измерения по формуле.

4)      Оформить отчёт.

Содержание отчета: практическое занятие должно быть оформлена в тетрадях для практических работ, ответы на вопросы должны быть четкими, краткими, конкретными.

Практическая работа № 2

Тема: Прямые измерения

Цель: Изучить методику прямых измерений.

Теоретические сведения:

Измерением называется процесс нахождения значения ФВ опытным путем с помощью специальных технических средств. Метрологическая суть измерения сводится к основному уравнению метрологии: А=kA0, Где А – значение измеряемой ФВ; А0 – значение величины, принятой за образец, k – отношение измеряемой величины к образцу. Любое измерение заключается в сравнении путем физического эксперимента данной величины с некоторым ее значение, принятым за единицу сравнения, с так называемой мерой. Получаемая при измерениях ФВ информация называется измерительной. Измерять можно лишь свойства реально существующих объектов познания, отражаемые физическими величинами. Измерение основывается на экспериментальных процедурах. Никакие теоретические рассуждения или расчеты сами по себе не могут классифицироваться как измерение. Количественные и качественные проявления любого свойства отражаются множествами, которые образуют шкалы измерения. Шкала физической величины – упорядоченная последовательность значений физической величины, принятая по результатам точных измерений. Различают 4 типа шкал: шкала наименований, шкала порядка, шкала интервалов и шкала отношений. Шкала наименований – основана на приписывании объекту цифр (или знаков), играющих роль простых имен. Это приписывание служит для нумерации предметов только с целью их идентификации или для нумерации. Это то же, что и наименование, поэтому с цифрами такой шкалы нельзя производить никаких арифметических действий. Шкала порядка предполагает упорядочение объектов относительно какого- либо определенного их свойства, т.е. расположение их в порядке возрастания или убывания данного свойства. Полученный таким образом упорядоченный ряд называют ранжированным, а саму процедуру – ранжированием. По шкале порядка сравнивают однородные объекты, у которых значения интересующих свойств неизвестны. Т.о. ранжированный ряд может дать ответы на вопросы типа «больше- меньше», «лучше-хуже» и т.д. Назвать процедуру оценивания свойств объекта по шкале порядка измерением можно только с большой натяжкой. Результаты оценивания по шкале порядка тоже не могут подвергаться никаким арифметическим действиям. Небольшое усовершенствование такой шкалы, тем не менее, позволяет применить ее для численной оценки величин, если отсутствует единица величины. Расположив объекты в порядке возрастания того или иного свойства, некоторые точки ранжированного ряда фиксируют в качестве реперных (отправных). Совокупность реперных точек образует своего рода «лестницу» - шкалу возможных проявлений соответствующего свойства (натуральную шкалу). Реперным точкам можно поставить в соответствие цифры – баллы, таким образом, появляется возможность «измерения» данного свойства в баллах. Например, для измерения скорости ветра в 1805 году Бофортом была предложена натуральная шкала скорости ветра в баллах, которая использовалась до 1964 года, когда международным соглашением был принят ее перевод в м/с. По натуральнымшкалам до сих пор оценивают интенсивность землетрясений, морское волнение, твердость минералов и др. Основным недостатком натуральных шкал является полное отсутствие уверенности в том, что интервалы между выбранными реперными точками являются равновеликими, а следовательно, по такой шкале невозможно выделить единицу измерения и оценить погрешность полученной оценки. Шкала интервалов отличается от натуральной тем, что для ее построения определяют единицу ФВ. На шкале интервалов откладывают разность значений ФВ, сами же значения остаются неизвестными. Например, шкалы температур. Деление шкалы интервалов на равные части – градации – устанавливает единицу физической величины, что позволяет не только выразить результат измерения в числовой мере, но и оценить погрешность измерения. Результаты измерений по шкале интервалов можно складывать друг с другом, или вычитать друг из друга, т.е. определять, на сколько одно значение больше другого. Определить по шкале интервалов, во сколько раз одно значение величины больше или меньше другого нельзя, поскольку на этой шкале не определено начало отсчета физической величины. В то же время, это можно сделать в отношении интервалов, например, разность температур в 25 градусов в 5 раз больше разности температур в 5 градусов. Шкала отношений – это интервальная шкала с естественным началом. Например, если за начало температурной шкалы принять абсолютный ноль, то по такой шкале можно определять не только на сколько одно значение больше или меньше другого, но и во сколько раз: Т1/Т2=n.

 В общем случае, при сравнении между собой двух величин Х по такому правилу значения n, расположенные в порядке возрастания или убывания, образуют шкалу отношений. Она охватывает интервал значений n от 0 до ∞ и, в отличие от шкалы интервалов, не содержит отрицательных значений. Шкала отношений является наиболее совершенной и информативной. Результаты измерений по шкале отношений можно складывать, вычитать, перемножать или делить. Из описания различных типов шкал следует, что определению измерения соответствуют только процедуры определения разностей величин по шкале интервалов или определение величины по шкале отношений. Измерения как экспериментальные процедуры классифицируются по разным признакам. По способу нахождения искомого значения измеряемой величины различают прямые, косвенные, совместные и совокупные измерения.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно. В примечании отмечено, что при строгом подходе существуют только прямые измерения и предлагается применять термин прямой метод измерений. Это предложение нельзя назвать удачным (см. далее классификацию методов измерений). Как примеры прямых измерений приведены: измерение длины детали микрометром, силы тока амперметром, массы на весах.

В ходе прямых измерений искомое значение величины определяют непосредственно по устройству отображения измерительной информации применяемого средства измерений. Формально без учета погрешности измерения они могут быть описаны выражением

Q = х,

где Q – измеряемая величина,

  х – результат измерения.

 Прямые измерения: Х = Х_изм;

- измеряемая величина находится непосредственно по показанию прибора.

Ход работы:

1)Ознакомиться с теоретическими сведениями.

2)Изучить вычисления прямых измерений.

3)Сделать вычисления.

4)Оформить отчёт.

Содержание отчета: практическое занятие должно быть оформлена в тетрадях для практических работ, ответы на вопросы должны быть четкими, краткими, конкретными.

Практическая работа № 3

Тема: Косвенные измерения

Цель: Изучить косвенные измерения

Теоретические сведения:

Косвенное измерение – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Далее сказано, что вместо термина косвенное измерение часто применяют термин косвенный метод измерений. Этот вариант предпочтительно не использовать как явно неудачный.

При косвенных измерениях искомое значение величины рассчитывают на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Формальная запись такого измерения

Q = F (X, Y, Z,…),

где X, Y, Z,… – результаты прямых измерений.

Принципиальной особенностью косвенных измерений является необходимость обработки (преобразования) результатов вне прибора (на бумаге, с помощью калькулятора или компьютера), в противоположность прямым измерениям, при которых прибор выдает готовый результат. Классическими примерами косвенных измерений можно считать нахождение значения угла треугольника по измеренным длинам сторон, определение площади треугольника или другой геометрической фигуры и т.п. Один из наиболее часто встречающихся случаев применения косвенных измерений– определение плотности материала твердого тела. Например, плотность ρ тела цилиндрической формы определяют по результатам прямых измерений массы т, высоты h и диаметра цилиндра d, связанных с плотностью уравнением

ρ = т/0,25π d2 h

При косвенных измерениях искомое значение величины Aнаходят расчётом на основе прямых измерений других величин, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью:

A = f (a₁, a₂, … a_i, … a_m)

Результатом косвенного измерения является оценка величины А, которую находят подстановкой в формулу  оценок аргументов a_i. Поскольку каждый из аргументов a_i измеряется с некоторой погрешностью, то задача оценивания погрешности результата сводится к суммированию погрешностей измерения аргументов. Вклад отдельных погрешностей измерения аргументов в погрешность результата зависит от вида функции.

С точки зрения оценки погрешностей косвенные измерения делят на линейные и нелинейные. При линейных косвенных измерениях уравнение измерений имеет вид:

где b_i – постоянный коэффициент при аргументе a_i. Любые другие виды функциональной зависимости  относят к нелинейным косвенным измерениям.

Погрешности измерения аргументов могут быть заданы либо своими границами , либо доверительными границами с доверительными вероятностями .

Простейшая оценка погрешности результата получается суммированием предельных погрешностей, т.е. подстановкой границ Da₁, Da₂, … Da_m в выражение:

DA = Da₁ + Da₂ + … + Da_m 

Такая оценка завышена, так как предполагает, что погрешности аргументов одновременно максимальны и имеют один знак. Более корректно статистическое оценивание:

Если погрешности измерения аргументов заданы доверительными границами с одинаковыми доверительными вероятностями P_Д, то при нормальном распределении этих погрешностей доверительные границы результата находят по формуле:

Нелинейные косвенные измерения характерны тем, что результаты измерений аргументов подвергаются функциональным преобразованиям. Поэтому при нелинейных косвенных измерениях отказываются от интервальных оценок погрешности результата, ограничиваясь приближённой оценкой её границ. В основе приближённого оценивания погрешности нелинейных косвенных измерений лежит линеаризация функции  и дальнейшая обработка проводится как при линейных измерениях

Из выражения для полного дифференциала функции А, заменяя дифференциалы на погрешности, получаем:

Для случая равномерного распределения погрешностей аргументов при числе слагаемых m < 5 границы погрешностей определяют по формуле . Если погрешности аргументов заданы их доверительными границами, оценку погрешности результата измерения выполняют по . При этом роль коэффициентов b₁, b₂, …, b_mвыполняют частные производные:

Для наиболее часто встречающихся функциональных зависимостей формула даёт простые правила оценивания абсолютной DA или относительной dA погрешностей косвенного измерения.

Ход работы:

1)      Ознакомиться с теоретическими сведениями.

2)      При помощи формул рассчитать косвенные измерения.

3)      Сделать выводы.

4)      Оформить отчёт.

Содержание отчета: практическое занятие должно быть оформлена в тетрадях для практических работ, ответы на вопросы должны быть четкими, краткими, конкретными.

Практическая работа № 4

Тема: Схемы измерительных устройств.

Цель: Изучить схемы измерительных устройств.

Теоретические сведения:

Классификация средств измерений 

В метрологии средства измерений принято классифицировать по виду, принципу действия и метрологическому назначению.

Различают следующие виды средств измерений: меры, измерительные устройства; измерительные установки и измерительные системы (рис. 1.1).

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

 

Самим многочисленным видом средств измерений являются измерительные устройства, применяемые самостоятельно или в составе измерительных систем.

В зависимости от формы представления сигнала измерительной информации измерительные устройства подразделяют на измерительные приборы и измерительные преобразователи.

    Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки              сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительная информация обычно представляется в вид

перемещения указателя по шкале, перемещения указателя по шкале, перемещения пера по диаграмме или в виде цифр, появляющихся на табло.

Измерительные приборы могут быть классифицированы по ряду признаков. Наиболее важные позиции метрологии признаки отражены на рис. 1.1.

Измерительный преобразователь – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающийся непосредственному восприятию наблюдателем.

Измерительная информация представляется преобразователями обычно в виде сигналов или переменного тока или напряжения, давления сжатого воздуха или жидкости, частоты гармонических колебаний, последовательности прямоугольных импульсов и т. п.

По роду измеряемой величины измерительные устройства подразделяют на амперметры – для измерения тока, термометры – для измерения температуры, манометры – для измерения давления, концентраторы – для измерения концентрации веществ и т. п.

По степени защиты измерительные устройства бывают в нормальном (обыкновенном), пыле- водо-, взрывозащищенном, герметичном и т. д. исполнении.

Измерительные приборы подразделяют по характеру применения на стационарные (щитовые), корпус которых приспособлен для жесткого крепления на месте установки, и переносные, корпус которых не приспособлен для жесткого крепления.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенных в одном месте. Измерительные установки обычно используются в научных исследованиях, осуществляемых в различных лабораториях, при контроле качества в метрологических службах для определения метрологических свойств средств измерений.

Измерительная система – совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. В настоящее измерительные системы часто рассматриваются как один из классов так называемых информационно-измерительных систем.

Показанием называют значение величины, определяемое по отсчетному устройству и выражаемое в принятых единицах этой величины. Отсчетное устройство представляет собой цифровое табло или, в подавляющем большинстве случаев, шкалу с указателем. Для шкальных отсчетных устройств принято использовать ряд понятий, сущность большинства из которых легко установить по рис. 1.3.

Рис. 1.3. Схема отчетного устройства измерительного прибора.

Схема измерительного прибора, основанного на методе уравновешивающего преобразования, показана на рис. 1.2 б. Отличительной особенностью таких приборов является наличие отрицательной обратной связи. Здесь сигнал Z, возникающий на выходе чувствительного элемента, поступает на преобразовательный элемент 5, который способен осуществлять сравнение двух величин (элемент сравнения, компарирующий элемент), поступающих на его выход. Кроме величины Z на выход элемента 5 подается с противоположным знаком величина Z_yp (уравновешивающий сигнал), которая формируется на выходе обратного преобразовательного элемента 6. На выходе элемента 5 формируется сигнал, пропорциональный разности значений величин Z и Z_yp. Этот сигнал поступает в промежуточный преобразовательный элемент 2, выходной сигнал которого поступает одновременно на измерительный механизм 3 и на вход обратного преобразовательного элемента 6. В зависимости от типа промежуточного преобразовательного элемента 2при каждом значении измеряемого параметра и соответствующем ему значении Z разность Z–Z_yp, поступающая на выход элемента 5, может сводиться к нулю или иметь некоторое малое значение, пропорциональное измеряемой величине.

На рис. 1.2, в, г приведены структурные схемы измерительных преобразователей, основанных соответственно на методах прямого и уравновешивающего преобразователя. В этих схемах отсутствует измерительный механизм и отсчетное устройство. Этим определяется тот факт, что сигнал измерительных преобразователей имеет форму, недоступную для восприятия человеком. В то же время в составе измерительных преобразований, как правило, имеется оконченный преобразовательный элемент 7, который формирует выходной сигнал (усиливает его по мощности, преобразует его в частоту колебаний и т. д.) таким образом, что его можно передавать на расстояние, хранить и обрабатывать.

Ход работы:

1)      Ознакомиться с теоретическими сведениями.

2)      Изучить образцы схем.

3)      Составить схему самостоятельно.

4)      Оформить отчёт.

Содержание отчета: практическое занятие должно быть оформлена в тетрадях для практических работ, ответы на вопросы должны быть четкими, краткими, конкретными.

Практическая работа № 5

Тема: Метрологические показатели

Цель: Изучить метрологические характеристики

Теоретические сведения:

Метрологический показатель средств измерения характеризует одно из его свойств, влияющее на результат измерения.

К метрологическим показателям относятся:

1. Длина деления шкалы - расстояние между соседними штрихами

2. Цена деления шкалы - изменение физической величины, соответствующее самому маленькому делению шкалы

3. Диапазон показаний шкалы - разница между конечным и начальным делением шкалы

4. Диапазон измерений- диапазон изменения физической величины, которая может измеряться данным прибором

5. Чувствительность СИ и порог чувствительности

6. Вариация показаний измерительного прибора

Один и тот же прибор измеряя одну физическую величину в одинаковых физических условиях будет давать, тем не менее различные результаты, что связано с наличием случайных погрешностей, т.е. неучтенных нами причин, которые вызывают изменение показаний прибора. Кроме того у нас в любом приборе существует гистерезис, т.е. показания прибора, когда он подходит к измеряемой величине снизу, с меньших величин, отличается от показаний прибора, если к той же измеряемой величине он подходит сверху, т.е. от больших величин. И все вот эти причины накладывают на показания прибора некую такую область и контрастность полученной характеристики уменьшается, поэтому возникает диапазон при измерении одной и той же величины, который называется вариацией.

7. Стабильность СИ - поддержание метрологических параметров в течение определенного заданного промежутка времени, потому что они естественно меняются. Меняет и мера, заложенная в приборе, меняются и свойства прибора.

8. Измерительное усилие прибора - усилие действующее на измерительный элемент со стороны объекта и в обратную сторону

9. Предел допустимой погрешности СИ.

Связан с систематической погрешностью, регламентируется у рабочих приборов.

10. Класс точности СИ.

Существует в первую очередь для рабочих приборов, характеризует систематическую погрешность прибора во всем диапазоне измерения. Он есть у тех приборов, у которых в паспорте не указана градуировочная характеристика.

Метрологический показатель средства измерений - показатель одного из свойств средства измерений, влияющий на результат измерения и его погрешность.

ГОСТ 8.009-84 устанавливает комплекс нормируемых метрологических показателей средств измерений.

    При выборе средства измерения в зависимости от заданной точности изготовления деталей необходимо учитывать их метрологические показатели.

К ним относятся:

1.      Длина деления шкалы — это расстояние между серединами двух соседних отметок (штрихов, точек и т. п.) шкалы.

2.      Цена деления шкалы — это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы (у микрометра она равна 0,01 мм).

3.      Градуированная характеристика — зависимость между значениями величин на выходе и входе средства измерений.

4.      Диапазон показаний — область значении шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы, то есть наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины.

5.      Диапазон измерений область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения.

6.      Чувствительность прибора — отношение изменения сигнала на выходе изме-рительного прибора к изменению измеряемой величины (сигнала) на входе. Так, если изменение измеряемой величины составило Δd = 0,01 мм, что вызвало перемещение стрелки показывающего устройства на Δl = 10 мм, то абсолютная чувствительность прибора составляет S= Δl/ Δd = 10/0,01 = 1000. Для шкальных измерительных приборов абсолютная чувствительность численно равна передаточному отношению.

7.      Вариация (нестабильность) показаний прибора — алгебраическая разность между наибольшим и наименьшим результатами измерений при многократном измерении одной и той же величины в неизменных условиях.

8.      Стабильность средства измерений — свойство, выражающее неизменность во времени его метрологических характеристик (показаний).

Ход работы:

1)Изучить теоретический материал;

2)Дать характеристику метрологическим показателям;

3) Контрольные вопросы:

1.Средства измерений.

2.Метрологические характеристики средств измерений.

3.Классификация погрешностей средств измерений.

4. Сущность различных видов погрешностей.

5. Классы точности средств измерений.

6. Государственная система обеспечения единства измерений.

7. Государственная поверочная схема.

8. Субъекты метрологии.

9. Законодательно-нормативная база метрологии

4)Составить отчет.

Содержание отчета: практическое занятие должно быть оформлена в тетрадях для практических работ, ответы на вопросы должны быть четкими, краткими, конкретными.

 

Практическая работа № 6

Тема: «Линейно-угловые измерения»

Цель: Изучить способы применения линейно-угловых измерений

Теоретические сведения:

Линейные единицы измерения применяются для обозначения видимой длинны, ширины или высоту предмета (объекта, цель) в линейных величинах: миллиметрах, сантиметрах, метрах, и т.д.

Угловые единицы измерения используются при ориентировании и целеуказании на местности. Горизонтальные (вертикальные) углы между направлениями на местные предметы (цели) измеряют с помощью угломерных приборов (устройств), приборов наблюдения или на глаз. Многие приборы, применяемые в войсках, имеют шкалы, оцифрованные в делениях угломера.
Сущность и единицы измерения в делениях угломера
При наблюдении местных предметов (целей) на местности мы находимся как бы в центре концентрических окружностей, радиусы которых равны расстояниям до этих предметов (целей). Если окружность разделить на 6000 делений, то длина одного деления будет округленно равна одной тысячной части радиуса окружности. За единицу угловых мер в этой системе принят угол круга, стягиваемый дугой, равной 1/6000 длины окружности. Такая единица угловых мер называется делением угломера или тысячной.

змерение углов на местности при помощи линейки

Для измерения углов можно воспользоваться линейкой с миллиметровыми делениями (Рис. 2.).

Рис. 2. Измерение углов с помощью линейки с миллиметровыми делениями:
а – угол между столбами линии связи 0-32; б – угол на дерево 0-21

Если держать линейку перед собой на расстоянии 50 см, то одному миллиметру на шкале линейки соответствует угол 0-02 (две тысячных). Отсюда легко определить угловую величину для любых отрезков.
Например, для отрезка в 0,5 см угловая величина будет 10 тысячных (0-10), для отрезка в 1 см-20 тысячных (0-20) и т.д.

2.2. Измерение углов на местности полевым биноклем

В поле зрения бинокля имеются две взаимно перпендикулярные угломерные шкалы (Рис. 3). Одна из них служит для измерения горизонтальных углов, другая - для измерения вертикальных.

Рис.3. Измерение углов с помощью бинокля

Величина одного большого деления соответствует 0-10 (десяти тысячным), а величина малого деления соответствует 0-05 (пяти тысячным). 

2.3. Измерение углов на местности компасом
Измерение углов с помощью компаса осуществляется следующим образом. Вначале мушку визирного устройства компаса устанавливают на нулевой отсчет шкалы. Затем поворотом компаса в горизонтальной плоскости совмещают через целик и мушку линию визирования с направлением на левый предмет (ориентир).
После этого, не меняя положения компаса, визирное устройство переводят в направление на правый предмет и снимают по шкале отсчет, который будет соответствовать величине измеряемого угла в градусах.
ВНИМАНИЕ! При измерении угла в тысячных линию визирования совмещают сначала с направлением на правый предмет (ориентир), так как счет тысячных возрастает против хода часовой стрелки.

2.3. Измерение углов на местности приборами наблюдения и прицеливания (прицелом 1ПН22М2)

В БПУ 15В94 для измерения угла поворота башни на ее погоне имеется угломерное кольцо 1, имеющее деления в градусах от 0° до 360°.
Устройство позволяет снимать отсчеты угла поворота башни с точностью до 1°.
Башня с оптическим прицелом 3 устанавливается таким образом, что при отсчете на угломерном кольце 0° оптическая ось прицела башни была направлена на центр сооружение 1.

Угломерное устройство башенки:
1 – угломерное кольцо; 2 - визир; 3 – прицел

При измерении горизонтального угла между направлениями на два местных предмета последовательно наводят прицел центральной галочкой угольник на каждый из этих предметов и снимают отсчеты треугольником визира с угломерного кольца.

Значение угла между направлениями на предметы равно разности двух отсчетов в градусах.
Для перехода от градусной меры угла к делениям угломера (тысячным) пользуются следующим соотношением:

 

то есть 3,6°, отсчитанные по угломерному кольцу равны 0,001 (одной тысячной).

Определение на местности расстояний по линейным размерам предметов

Определение расстояний по линейным размерам предметов заключается в следующем. С помощью линейки, расположенной на расстоянии 50 см от глаза, измеряют в миллиметрах высоту (ширину) наблюдаемого предмета. Затем действительную высоту (ширину) предмета в сантиметрах делят на измеренную по линейке в миллиметрах, результат умножают на постоянное число 5 и получают искомую высоту предмета в метрах.
Например, телеграфный столб высотой 6 м (см. рисунок) закрывает на линейке отрезок 10 мм.

Определение расстояний по линейным размерам предмета

Следовательно, расстояние до него:

Точность определения расстояний по линейным величинам составляет 5-10% длины измеряемого расстояния.

3.4. Определение на местности расстояний по угловым размерам предметов

Для применения этого способа надо знать линейную величину наблюдаемого предмета (его высоту, длину либо ширину) и тот угол (в тысячных), под которым виден данный предмет. Угловые размеры предметов измеряют с помощью бинокля, приборов наблюдения и прицеливания и подручными средствами.
Расстояние до предметов в метрах определяют по формуле:

где В - высота (ширина) предмета в метрах, У - угловая величина предмета в тысячных.

Например, высота железнодорожной будки составляет 4 метра, военнослужащий видит ее под углом 25 тысячных (толщина мизинца). Тогда расстояние до будки составит:

Или военнослужащий видит танк «Леопард-2» под прямым углом сбоку. Длина этого танка - 7 метров 66 сантиметров. Предположим, что угол наблюдения составляет 40 тысячных (толщина большого пальца руки). Следовательно, расстояние до танка - 191,5 метров.
Чтобы определить угловую величину подручными средствами, надо знать, что отрезку в 1 мм, удаленному от глаза на 50 см, соответствует угол в две тысячных (записывается: 0-02). Отсюда легко определить угловую величину для любых отрезков.
Например, для отрезка в 0,5 см угловая величина будет 10 тысячных (0-10), для отрезка в 1 см - 20 тысячных (0-20) и т.д. Проще всего выучить наизусть стандартные значения тысячных.

Точность определения расстояний по угловым величинам составляет 5-10% длины измеряемого расстояния.
Для определения расстояний по угловым и линейным размерам предметов рекомендуется запомнить величины (ширину, высоту, длину) некоторых из них, либо иметь эти данные под рукой (на планшете, в записной книжке). Размеры наиболее часто встречаемых объектов приведены в таблице.

3.5. Определение на местности расстояний по соотношению скоростей звука и света

Звук распространяется в воздухе со скоростью 330 м/с, т. е. округленно 1 км за 3 с, а свет - практически мгновенно (300000 км/ч).
Таким образом, например, расстояние в километрах до места вспышки выстрела (взрыва) равно числу секунд, прошедших от момента вспышки до момента, когда был услышан звук выстрела (взрыва), деленному на 3.
Например, наблюдатель услышал звук взрыва через 11 с после вспышки. Расстояние до места вспышки будет равно:

Ход работы:

1)      Ознакомиться с теоретическими сведениями.

2)      Оформить таблицу:

Угловые величины (в тысячных долях дистанции)

Наименование предметов	Размер в тысячных
Толщина большого пальца руки
Толщина указательного пальца
Толщина среднего пальца
Толщина мизинца
Патрон по ширине дульца гильзы (7,62 мм)
Гильза по ширине корпуса
Карандаш простой
Спичечная коробка по длине
Спичечная коробка по ширине
Спичечная коробка по высоте
Толщина спички

Линейные размеры некоторых предметов

Наименование предметов	Высота	Длина	Ширина
Рост среднего человека (в обуви)
Стрелок с колена
Телеграфный столб
Обычный смешанный лес
Железнодорожная будка
Одноэтажный дом с крышей
Всадник верхом
Танки
БТР и БМП
Один этаж жилого капитального дома
Один этаж промышленного строения
Расстояние между столбами линии связи
Расстояние между опорами электросети высокого напряжения
Заводская труба
Вагон пассажирский цельнометаллический
Вагоны товарные двухосные
Вагоны товарные многоосные
Железнодорожные цистерны двухосные
Железнодорожные цистерны четырехосные
Железнодорожные платформы двухосные
Железнодорожные платформы четырехосные
Автомобили грузовые двухосные
Автомобили легковые
Тяжелый крупнокалиберный пулемет
Станковый пулемет
Мотоциклист на мотоцикле с коляской

3)Оформит отчет.

Содержание отчета: практическое занятие должно быть оформлена в тетрадях для практических работ, ответы на вопросы должны быть четкими, краткими, конкретными.

Заключение

В результате выполнения данных практических работ обучающиеся овладевают

 следующими  умениями:

- использовать основные методы и средства измерений в практической деятельности.

Данная разработка поможет преподавателям организовать и провести практические занятия по МДК 02.01 Методика проведения работ по стандартизации, подтверждению соответствия продукции, процессов, услуг, систем управления и аккредитации 

ВП.03 Тема методы и средства измерений, испытаний и контроля.

Список литературы:

1.Кане, М. М. Системы, методы и инструменты менеджмента качества: учебное пособие / М.М. Кане, Б.В. Иванов, В.Н. Корешков, А.Г. Схиртладзе. – СПб.: Питер, 2008.

 2.Клячкин В.Н.  Статистические методы в управлении качеством: компьютерные технологии. Финансы и статистика, 2009 г.,

3. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление качеством. Учебное пособие ОМЕГА-Л , 2010 г.,

4 . Прохоров, Ю.К. Управление качеством : учебное пособие /

Ю.К. Прохоров. – СПб. : СПбГУИТМО, 2009.

5.Фатхутдинов Р.А. Стратегический менеджмент, - М.:Дело, 2007.