Технические измерения и метрология.

В настоящее время к техническим измерениям пока относят лишь линейные и угловые измерения. Научной основой технических измерений является метрология.

Единство измерений поддерживают путем передачи единиц величин от элемента рабочим средствам измерений, осуществляемых по ступенькам образцовых мер, как показано на схеме. Точность понижается от ступеньки к ступеньке в 2–4 раза. СИ в соответствии с поверочной схемой периодически подвергаются поверке, которая заключается в определении погрешности средства измерений (Δ _ср.изм) и установления его пригодности и применения при условии Δ _ср.изм ≤ Δ _д, где Δ _д – допускаемое значение погрешности средств измерений.

Рис. 4.1. Принципиальная поверочная схема.

Единообразие средств измерений – их состояние, характеризующееся тем, что они

проградуированы в узаконенных единицах, а их метрологические свойства соответствуют нормам.

Средства измерений, их единообразие и основные метрологические показатели.

Средства линейно-угловых измерений общего назначения можно подразделить на три основные группы: меры; калибры; универсальные измерительные приборы и системы.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. К ним относятся плоскопараллельные меры длины (плитки) и угловые меры.

Калибры – тела и устройства, предназначенные для контроля нахождения в заданных границах размеров, взаимного расположения поверхностей и формы деталей. Это гладкие предельные калибры (скобы и пробки), резьбовые калибры (резьбовые кольца и скобы, резьбовые пробки и т.д.).

Измерительный прибор – устройство, вырабатывающее сигнал измерительной деформации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительная система – совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи. Это удобно для автоматизированной обработки.

Универсальные измерительные приборы предназначены для определения действительных размеров.

Любой универсальный прибор характеризуется назначением, принципом действия, т.е. физическим принципом и метрологическими характеристиками.

Рис.4.2. Метрологические характеристики средств измерений:

а) цена деления, диапазон измерений и длина (интервал) деления шкалы;

б) передаточное отношение прибора.

К основным метрологическим характеристикам средств линейно-угловых измерений относятся следующие:

­ номинальное значение однозначной меры у_н;

­ цена деления равномерной шкалы прибора (рис 4.2. а)

, (4.2.)

где х_l и x_l+1 значения измеряемой величины, соответствующие двум соседним отметкам шкалы.

Пределы шкалы х_нш и x_хш измерительного прибора, характеризующие диапазон измерений по шкале

, (4.3.)

причем иногда пределы измерения прибора х_нп и x_хп отличаются от пределов шкалы и диапазон измерений составляет:

; (4.4.)

характеристики: погрешность средства измерения и предел допускаемых значений измеряемой величины; длина (интервал) С деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок шкалы.

Чувствительность прибора – отношение изменения сигнала на выходе прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины; при линейных измерениях, как правило, эти две величины выражаются в одинаковых величинах, а поэтому чувствительность прибора соответствует передаточному отношению

, (4.5.)

где t_yx – перемещение указателя,

S_ст – изменение измеряемой величины (перемещение измерительного стержня контактных приборов).

Измерительное усилие G – сила воздействия измерительного наконечника на измеряемый объект; вероятностбь безотказной равботы прибора P₀(t) – вероятность того, что через t часов (или циклов работы) прибор будет иметь метрологические характеристики, соответствующие нормативным.

Главным метрологическим (эксплуатационным) показателем прибора, как и любого средства измерений, является его точность, количественно характеризуемая погрешностью . Рассеивание погрешности измерения зависит от цепи деления функциональных шкал измерительных приборов.