Самостоятельная работа обучающихся по теме " Погрешность измерений"

Тема учебного занятия: «Погрешность измерений»

ЗАДАНИЕ:

I.         Внимательно прочитайте теоретический материл

II.        Ответьте письменно на вопросы:

1.	Что такое погрешность измерения?
2.	От чего зависят величины допустимых погрешностей измерений?
3.	Из каких составляющих складывается суммарная (полная) погрешность всего процесса измерения?
4.	Существует ли зависимость  между качеством изготовления машиностроительной продукции и правильностью выполнения измерения? Свой ответ обоснуйте.
5.	Что такое инструментальная погрешность?
6.	Что такое поверка средств измерений?Кем она осуществляется?
7.	Каким образом в нашей стране обеспечивается единство измерений?
8.	В чем выражается погрешность, возникающая от измерительного усилия при контактном измерении?
9.	При какой температуре необходимо измерять линейные размеры для единства измерений?
10.	Каким образом отклонения температуры среды, в которой производят процесс измерения, от нормальной температуры оказывает влияние на погрешность измерений?
11.	Приведите примеры субъективных погрешностей человека

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ

Выше было сказано, что измерение – это процесс, в котором специальным средством выявляют величину объекта измерения. Очевидно, что при выполнении измерения неизбежно возникают погрешности различной величины.

Погрешность измерения – это отклонение результата измерения L_и от действительного значения измеряемой величины L_д, определяемое по формуле Δ=L_и – L_д, где Δ- погрешность измерения.

В машиностроении погрешность измерения Δ также определяют как разность между результатом измерения L_и и действительным размером L_д измеряемой величины. Напомним,  что действительным размером L_д признается размер, полученный путем измерения, выполненного с допустимой погрешностью. Действительное значение измеряемой величины по мере совершенствования средств измерений и повышения их точности стремится к истинному значению, которое теоретически свободно от погрешностей. Величины допустимых погрешностей измерений установлены ГОСТ 8.051-81 в зависимости от величины номинального размера и допуска измеряемого размера.

В машиностроительном производстве погрешность измерения следует рассматривать как суммарную (полную) погрешность всего процесса измерения, складывающуюся из нескольких составляющих погрешностей. Из довольно значительного числа этих погрешностей наиболее существенно влияют на суммарную (полную) погрешность измерения следующие составляющие:

1)   инструментальная погрешность, ее чаще называют погрешностью средств измерений

2)   погрешность, вносимая в процесс мерами или образцами

3)   погрешность, возникающая от измерительного усилия при контактном измерении

4)   погрешности, возникающие из-за термического расширения (сжатия) объекта измерения или средства измерений при отклонениях температуры в процессе измерения

5)   субъективные погрешности человека, выполняющего процесс измерения

От правильности выполнения измерения значительно зависит качество изготовления машиностроительной продукции, поэтому рассмотрим составляющие погрешности измерения подробнее.

Инструментальная погрешность (погрешность средств измерений) – это разность между показанием средств измерений и действительным размером измеряемого объекта. Чаще всего эта погрешность вносит самый большой вклад в погрешность измерения. Именно поэтому за всеми средствами измерений проводится контроль как после их изготовления или ремонта, так и во время эксплуатации.

Такой контроль принято называть поверкой средств измерений. При проведении поверки определяют работоспособность поверяемого средства и его инструментальную погрешность, при этом выясняют, находится ли она в пределах нормы, установленной для данного средства измерений.

Выполняют поверку специальные органы метрологической службы - измерительные лаборатории  и их поверочные пункты. Работники этих органов, лично проводящие поверку, называются поверителями. Если в результате поверки данное средство измерений оказывается годным, т.е. оно работает исправно, и его погрешность находится в пределах нормы, тот на него выписывается документ о положительных результатах поверки – аттестат. Если же нет, то данное средство измерений изымается из применения. Свидетельство годного средства измерений хранится в его футляре и свидетельствует о его годности до даты следующей поверки  по специальному графику. Если срок поверки прошел и очередную  поверку не произвели, тот при контроле органом метрологической службы данное средство измерений объявляется незаконным, а его аттестат недействительным.

Все эти  мероприятия проводят для создания и обеспечения единства измерений. Единство измерений – это такое состояние всех измерений в стране, при котором их результаты выражаются в узаконенных единицах  и имеют нормируемую точность. Для обеспечения единства измерений в нашей стране создана Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ), состоящая из большой группы ГОСТов. Комплекс этих стандартов имеет номера, начинающиеся  с цифры «8» и точки после нее.

Погрешности мер или образцов, используемых при установке средства измерений на размер со  своими знаками, входят погрешности каждого измерения. Чем выше точность изготовления объекта измерения (чем меньше допуск), тем опаснее отклонение меры, используемой при установке средств измерений. В случаях особо высоких точностей обработки применяют меры или образцы, снабженные аттестатами, в которых указаны действительные размеры меры или образца, выявленные путем измерения со значительно меньшей погрешностью измерения, чем интересующий нас объект измерения.

Погрешность, возникающая от измерительного усилия при контактном измерении. Под действием измерительного усилия в самом средстве измерений и на поверхности объекта измерения возникают деформации. Чем больше эти деформации, тем больше погрешность измерения. Значительные погрешности измерения возникают в результате неправильно выбранного измерительного усилия для деталей из мягких материалов.

Погрешность, возникающая из-за термического расширения (сжатия) объекта измерения и средства измерений при отклонении температурной среды, в которой производят процесс измерения, от нормальной. Для единства измерений установлено, что линейные размеры необходимо измерять при температуре +20⁰С. Эту температуру называют нормальной. В условиях реального производства помещение цеха, изготовляемая деталь и средство измерений могут иметь разные температуру, отличающуюся от нормальной и изменяющуюся во времени. Эти отклонения от нормальной температуры приводят к тепловому расширению или сжатию измеряемой детали и средства измерений, а, следовательно,  и к увеличению погрешности измерения.

Субъективные погрешности человека, выполняющего измерения, разделяют на три группы: ошибки при действиях, ошибки при наблюдении и профессиональные ошибки.

Ошибки при действиях: неточное совмещение реперов (или шкалы) с измеряемым размером; при контакте чувствительного элемента средства измерений с поверхностью объекта возможно завышение или занижение измерительного усилия.

Ошибки при наблюдении: ошибки отсчета при оценке точности совпадения стрелки илиштриха нониуса с делением шкалы и его знаком.

Профессиональные субъективные погрешности – этот ошибки исполнителя, вызванные его недостаточным умением. Исполнители малой квалификации вносят значительные субъективные погрешности измерения, из-за чего резко возрастают суммарные (полные) погрешности всего процесса измерения.

Предельные значения полных погрешностей измерения. Для средств измерений, выпускаемых промышленностью и применяемых в машиностроении для измерениялинейных размеров, специальными исследованиями выявлены предельные значения полных погрешностей измерения. Эти погрешности опубликованы в директивно-методических указаниях Госстандарта под названием РДМУ 98-77.

Краткое описание документа:

Теоретический материал для самостоятельной проработки обучающимися. Материал может быть полезен для обучающихся профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки), изучающих дисциплину "Допуски и технические измерения".