Виды измерений (абсолютные и относительные, однократные и многократные)
Виды измерений (прямые и косвенные, совокупные и совместные измерения).
Видом измерений названа часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин.
Измерение физической величины (измерение величины; измерение) – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины ( РМГ 29 – 99).
Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Прямые и косвенные измерения различают в зависимости от способа получения результата измерений.
Прямые измерения — 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.
Косвенные измерения – измерения, при которых искомое значение величины находят 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) — (нахождение значения угла треугольника по измеренным длинам сторон)
Прямые и косвенные измерения характеризуют измерения некоторой конкретной одиночной физической величины. Измерение любого множества физических величин классифицируется в соответствии с однородностью (или неоднородностью) измеряемых величин.
При совокупных измерениях осуществляется измерение нескольких одноименных величин, например, длин L1, L2, L3 и т.д.
Совместные измерения — проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними. Подразумевают измерение нескольких не одноименных величин (X, Y, Z и т.д.) — нахождения температурного коэффициента линейного расширения.
Для отображения результатов, получаемых при измерениях, могут быть использованы разные оценочные шкалы. В соответствии с этим принято различать абсолютные и относительные измерения .
Абсолютное измерение – измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.
Это крайне неудачное определение сопровождается примером (измерение силы F = mg основано на измерении основной величины — массы m и использовании физической постоянной g в точке измерения массы), который подтверждает нелепость предложенной трактовки. В примечании сказано, что понятие абсолютное измерение применяется как противоположное понятию относительное измерение и рассматривается как измерение величины в ее единицах.
Относительное измерение – измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.
Пример — Измерение активности радионуклида в источнике по отношению к активности радионуклида в однотипном источнике, аттестованном в качестве эталонной меры активности.
По числу повторных измерений одной и той же величины различают однократные и многократные измерения , причем многократные измерения проводят или для страховки от грубых погрешностей или для последующей математической обработки результатов (расчет средних значений, статистическая оценка отклонений и др.). В зависимости от поставленной цели число повторных измерений может колебаться в пределах 10
Однократное измерение – измерение, выполненное один раз.
Многократное измерение (измерения с многократными наблюдениями) – измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т. е. состоящее из ряда однократных измерений.
Источник
РАБОТА №1 ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ АБСОЛЮТНЫМ МЕТОДОМ
СБОРНИК ЗАДАНИЙ
ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ
Специальности 221413
ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ
СПЕЦИАЛЬНОСТИ 221702 МЕТРОЛОГИЯ
Тюмень, 2014 г.
СБОРНИК ЗАДАНИЙ.. 1
ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ. 1
Раздел I КОНТРОЛЬ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.. 3
РАБОТА №1 ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ АБСОЛЮТНЫМ МЕТОДОМ. 3
РАБОТА №2 ИЗМЕРЕНИЕ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТНОСИТЕЛЬНЫМ МЕТОДОМ. 8
РАБОТА №3 ИЗМЕРЕНИЕ РАДИАЛЬНОГО БИЕНИЯ ДЕТАЛИ ТИПА «ВАЛ» В ЦЕНТРАХ И НА ПРИЗМЕ. 10
РАБОТА №4 ИЗМЕРЕНИЕЦИЛИНДРИЧЕСКОГООТВЕРСТИЯОТНОСИТЕЛЬНЫМ МЕТОДОМ. 13
РАБОТА №5 ИЗМЕРЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ОТВЕРСТИЯ МИКРОМЕТРИЧЕСКИМ НУТРОМЕРОМ. 18
РАБОТА №6 РАСЧЕТИИЗМЕРЕНИЕГЛАДКОГОПРЕДЕЛЬНОГОКАЛИБРА-ПРОБКИ.. 21
РАБОТА №7 РАСЧЕТ И ИЗМЕРЕНИЕ ГЛАДКОГО ПРЕДЕЛЬНОГО КАЛИБРА-СКОБЫ.. 25
Раздел II КОНТРОЛЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЬБ. 28
РАБОТА №8 ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА РЕЗЬБЫ КАЛИБРА-ПРОБКИ МЕТОДОМ ТРЕХ ПРОВОЛОЧЕК. 28
Раздел III КОНТРОЛЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС. 32
РАБОТА №9 ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ ОБЩЕЙ НОРМАЛИ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА НОРМАЛЕМЕРОМ. 32
РАБОТА № 10 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТОЛЩИНЫ ЗУБА ПО ПОСТОЯННОЙ ХОРДЕ ШТАНГЕНЗУБОМЕРОМ. 35
Раздел IV КОНТРОЛЬ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ.. 38
РАБОТА №11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПО ПРОФИЛОГРАММЕ. 38
РАБОТА №12 ИЗМЕРЕНИЕ КОНУСНОГО КАЛИБРА-ПРОБКИ С ПОМОЩЬ СИНУСНОЙ ЛИНЕЙКИ.. 42
РАБОТА №13 ИЗМЕРЕНИЕ МЕЖОСЕВОГО РАССТОЯНИЯ ОТВЕРСТИЙ В ДЕТЛИ ТИПА «ФЛАНЕЦ» С ПОМОЩЬЮ ШТАНГЕНЦИРКУЛЯ 45
РАБОТА №14 ИЗМЕРЕНИЕ НАРУЖНЕГО ДИАМЕТРА ДЕТАЛИ ТИПА «ВАЛ» С ПОМОЩЬЮ ГЛАДКОГО РЕГУИРУЕМОГО КАЛИБРА-СКОБЫ 48
РАБОТА №15 (ИТОГОВАЯ) РАБОТА С ТАБЛИЦАМИ ГОСТа. 51
Раздел I КОНТРОЛЬ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
РАБОТА №1 ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ АБСОЛЮТНЫМ МЕТОДОМ
Под абсолютным методом измерения понимают измерения, когда значение всей измеряемой величины(размера) оценивают непосредственно по показаниям измерительного средства. Примерами абсолютного метода измерения являются измерения размеров деталей при помощи штангенциркуля, микрометра, рычажного микрометра, длинномера и других измерительных средств.
Штангенциркуль (рис.1) представляет собой штангу, жёстко соединённую с измерительной губкой 1 (штангоузел). На штанге нанесена шкала в целых миллиметрах (основная шкала).
По штанге, как по направляющей может перемещаться рамка 3 с другой измерительной губкой 2 (рамкоузел).
Рисунок 1. Штангенциркуль
Зажимной винт 4 служит для фиксации рамки 3 после окончания измерения. Глубиномерная линейка 5 служит для измерения глубин отверстий и пазов. Нижние губки служат для наружного измерения, верхние губки – для внутреннего измерения, причём губки заходят одна за другую, что дает возможность при измерении внутренних размеров вести отчёт от нуля.
На скосе рамки 3 нанесён нониус – дополнительная линейка со шкалой, служащая для отсчёта дробных долей интервала деления основной шкалы.
Величина отсчёта по нониусу 
,
где а-интервал деления основной шкалы (чаще всего а=1);
n- число делений шкалы нониуса от 0 до ближайшего, совпадающего с каким-либо делением основной школы.
После сдвига измерительных губок до соприкосновения с измеряемой поверхностью определяют число делений (рис. 2), расположенных между нулевыми штрихами основной шкалы и нониуса, например А=58 мм.
Рисунок 2. Пример отсчета
Затем находят дробные доли (размер Х), равные порядковому номеру штриха нониуса, совпадающего с каким-либо штрихом шкалы штанги, умноженному на цену деления шкалы нониуса:
Измеряемый размер В получают сложением целых и дробных значений:
В = А + Х = 58 + 0,3 = 58,3 мм.
Технические характеристики штангенциркуля:
Пределы измерения, мм………………………………………………..0 …. 150
Цена деления шкалы нониуса, мм ………………………………..0,02; 0,05; 0,1
Предельная погрешность измерения, мм ……………………± 0,05; ± 0,1; ± 0,2
Использование измерительных поверхностей штангенциркуля:
 |
Микрометр гладкий (рис.3) состоит из полого стебля 5, жёстко связанного со скобой 1. Внутри стебля 5 находится микрометрический винт, торец которого является измерительной поверхностью. Второй измерительной поверхностью является торец пятки 2, запрессованной в скобу 1.
Рисунок 3. Микрометр гладкий
На стебле нанесена продольная линия, по обе стороны её нанесены шкалы, сдвинутые по отношению друг к другу на 0,5 мм. Цена деления каждой шкалы 1 мм.
На стебель 5 надет корпус барабана 6, жёстко связанный с микровинтом 3, имеющим шаг 0,5 мм. Конец барабана имеет скос, на котором нанесена круговая шкала из 50-ти делений. Цена одного деления 0,01 мм. За один полный оборот барабан перемещается вдоль стебля на величину 0,01 х 50 = 0,5 мм.
Измерительное усилие при измерении детали должно быть 200…700г, поэтому вращение микровинта должно выполняться только при помощи трещотки 7, рассчитанной на передачу этого усилия.
Пример отсчёта по шкалам микрометра приведен ниже.
Показания шкалы стебля (рис. 4) равно 8,5 мм , так как скошенный край барабана прошёл через деление 8 нижней шкалы и 0,5 верхней шкалы.
Показания по шкале барабана равно 36, а так как цена деления шкалы барабана 0,01 мм, то отсчёт по шкале барабана определится как 0,01 х 36 = 0,36 мм; полный отсчет по шкалам стебля и барабана равен 8,5 + 0,36 = 8,86 мм.
Перед измерением необходимо проверить правильность установки барабана 6 в нулевое положение.
Рисунок 4. Пример отсчета
Установка барабана гладкого микрометра в нулевое положение
Для проверки правильности установки барабана в нулевое положение необходимо, вращая за трещотку 7 микровинт с барабаном (см. рис. 3), привести в соприкосновение измерительные плоскости микрометра и проверить совпадение нулевого деления шкалы барабана с продольной линией стебля. Для микрометра с пределами измерения 25…50 мм измерительные плоскости приводят в соприкосновение с эталоном длиной 25 мм. В случае несовпадения микрометр настраивают. Для этого закрепляют стопором 4 микровинт 3 (см. рис. 3) и осторожно, удерживая одной рукой корпус барабана, другой рукой отвинчивают установочный колпачок 7 на пол-оборота. При этом барабан освобождается, его поворачивают до совпадения нулевого штриха с продольной линией стебля, после чего барабан закрепляют колпачком.
Технические характеристики микрометра гладкого
Цена деления шкалы барабана, мм:………………………….………………………………0,01
Цена деления шкалы стебля, мм:……………………………..………………………………. 1
Пределы измерения шкалы барабана, мм:…………………. ………………………..…0…0,5
Пределы измерения микрометра (в целом):0…25; 25…50; 50…75;75…100 и т.д. до 1000 мм
Погрешность показаний микрометра, мм:……………….………………………………± 0,005
Предельные погрешности при измерении микрометром указывают в аттестате прибора (ориентировочно предельная погрешность микрометра ±0,005 мм.)
Микрометр рычажный (рис.5) состоит из микрометрической головки и рычажно-зубчатого механизма, передающего перемещение подвижной пятки 2 микрометра на стрелку отсчетной шкалы 1. Измерительное усилие равно 200…400 г.
Рисунок 5. Микрометр рычажный
Перед началом измерения проверяют нулевой отсчёт.
Проверка нулевого отсчета рычажного микрометра
Для проверки нулевого отсчета рычажного микрометра вращением барабана 4 (см. рис.5) измерительные плоскости приводят в соприкосновение друг с другом или с поверхностью установочной меры, если пределы измерения прибора от 25 до 50 мм. При этом должны совпадать нулевой штрих шкалы барабана с продольным штрихом на стебле и стрелка с нулевым штрихом шкалы рычажного устройства. Если стрелка рычажного устройства не совпадает с нулём шкалы, выполняют регулировку микрометра. Для этого вращением барабана 4 устанавливают стрелку шкалы 1 на нуль, закрепляют стопором 3 микрометрический винт, отвинчивают колпачок 5 барабана, снимают барабан с конуса, поворачивают его до совпадения нулевого штриха с продольным штрихом стебля и завинчивают колпачок 5. После регулировки стопор 3 следует отпустить.
Измерение рычажным микрометром
Измеряемое изделие вводят между измерительными поверхностями пятки и микрометрического винта и вращением барабана приводят в соприкосновение измерительные поверхности прибора с поверхностью изделия. Вращение барабана прекращают, когда стрелка шкалы 1 (рис. 5) окажется вблизи нуля (в пределах ± 4 деления), а продольный штрих стебля совпадает с каким-либо штрихом барабана микровинта. За действительный размер принимают алгебраическую сумму отсчётов по шкалам стебля, барабана и рычажного устройства. Отсчёт по барабану производится так же, как у гладкого микрометра.
Технические характеристики рычажного микрометра
Цена деления шкалы барабана, мм…………………………………………………0,01
Цена деления шкалы рычажно-зубчатого механизма, мм….……………………0,002
Пределы измерения микрометра (в целом), мм………………….……..0…25; 25…50
Пределы показаний по шкале рычажно-зубчатого механизма, мм……….…… ±0,02
Погрешность показаний микрометра, мм………………………….……………±0,002
Порядок выполнения работы
1.Выполнить в журнале эскиз заданной детали.
2.Занести в журнал чертёжные размеры измеряемых поверхностей. По таблицам допусков ГОСТ 25346 – 89 (приложение 1,2) определить предельные отклонения проверяемых размеров, указать их на эскизе детали и подсчитать предельные размеры.
3.Ознакомиться с имеющимся инструментом и занести в журнал его характеристики.
4.В зависимости от заданной точности поверхности и допустимой погрешности измерения приборов подобрать для каждой измеряемой поверхности инструмент (погрешность измерения не должна превышать 20…35% допуска на размер поверхности).
5.Произвести измерения всех заданных поверхностей. Для самой точной поверхности произвести измерение в трех сечениях в двух взаимоперпендикулярных направлениях (рис.6), для остальных – по одному сечению в двух направлениях.
6.Дать заключение о годности по каждой измеряемой поверхности.
7.Определить наибольшее отклонение от правильной геометрической формы для самой точной из поверхностей.
Источник
Работа № 3. Измерение размеров абсолютным методом
Под абсолютным методом измерения понимают измерения, когда значение всей измеряемой величины (размера) оценивают непосредственно по показаниям измерительного средства. Примерами абсолютного метода измерения являются измерения размеров деталей при помощи штангенциркуля, микрометра, рычажного микрометра, длиномера и других измерительных средств.
Штангенциркуль (рис. 7) представляет собой штангу, жестко соединенную с измерительной губкой 1 (штангоузел). На штанге нанесена шкала в целых миллиметрах (основная шкала).
По штанге, как по направляющей, может перемещаться рамка 3 с другой измерительной губкой 2 (рамкоузел). Для осуществления микроподачи на штанге 3 установлен микродвижок 6.
Рис. 7. Штангенциркуль
Микродвижок 6 стопорится винтом 7. Вращая гайку 4, перемещают рамкоузел 3 с измерительной губкой 2.
На рамке 3 закреплен нониус – дополнительная линейка со шкалой, служащая для отсчета дробных долей интервала деления основной шкалы. Величина отсчета по нониусу
где а – интервал деления основной шкалы (чаще всего 
), n – число делений шкалы нониуса от 0 до ближайшего, совпадающего с каким-либо делением основной шкалы.
После сдвига измерительных губок до соприкосновения с измеряемой поверхностью определяют число делений (рис. 8), расположенных между нулевыми штрихами основной шкалы и нониуса, например 
мм. Затем находят дробные доли (размер X), равные порядковому номеру штриха нониуса, совпадающего с каким-либо штрихом шкалы штанги, умноженному на цену деления шкалы нониуса
мм.
Измеряемый размер получают сложением целых и дробных значений
мм.
Рис. 8. Пример отсчета
Технические характеристики штангенциркуля приведены в табл. 3.
Технические характеристики штангенциркуля
| Основные показатели | Единица измерения | Числовое значение |
| Пределы измерения | мм | 0. 250 |
| Цена деления шкалы нониуса | мм | 0,05; 0,1 |
| Предельная погрешность измерения | мм | ±0,1; ±0,2 |
Микрометр гладкий (рис. 9) состоит из полого стебля 5, жестко связанного со скобой 1. Внутри стебля 5 находится микрометрический винт, торец которого является измерительной поверхностью. Второй измерительной поверхностью является торец пятки 2, запрессованной в скобу 1.
На стебле нанесена продольная линия, по обе стороны ее нанесены шкалы, сдвинутые по отношению друг к другу на 0,5 мм. Цена деления каждой шкалы 1 мм.
На стебель 5 одет корпус барабана 6, жестко связанный с микровинтом 3, имеющим шаг 0,5 мм. Конец барабана имеет скос, на котором нанесена круговая шкала из 50делений. Цена одного деления 0,01 мм. За один полный оборот барабан перемещается вдоль стебля на величину 
мм.
Измерительное усилие при измерении детали должно быть 700…200 г, поэтому вращение микровинта должно выполняться только при помощи трещотки 8, рассчитанной на передачу этого усилия.
Пример отсчета по шкалам микрометра приведен ниже.
Показание шкалы стебля (рис. 10) равно 8,5 мм, так как скошенный край барабана прошел через деление 8 нижней шкалы и 0,5 верхней шкалы.
Показание по шкале барабана равно 37, а так как цена деления шкалы барабана 0,01 мм, то отсчет по шкале барабана определится как
мм. Полный отсчет по шкалам стебля и барабана будет равен 
мм.
Рис. 9. Микрометр гладкий
Перед измерением необходимо проверить правильность установки барабана в нулевое положение. Порядок проверки приведен в прил. 1. Технические характеристики микрометра гладкого приведены в табл. 4.
Технические характеристики микрометра гладкого
| Основные показатели | Единица измерения | Числовое значение |
| Цена деления шкалы барабана | мм | 0,01 |
| Цена деления шкалы стебля | мм | |
| Пределы измерения шкалы барабана | мм | 0…0,5 |
| Пределы измерения микрометра (в целом) | мм | 0…25; 25…50; 50…75; 75…100 и т. д. до 1000 |
| Погрешность показаний микрометра | мм | ±0,005 |
Предельные погрешности при измерении микрометром указывают в аттестате прибора (ориентировочно предельная погрешность микрометра ±0,005 мм).
Микрометр рычажный (рис. 11) состоит из микрометрической головки и рычажно-зубчатого механизма, передающего перемещение подвижной пятки 2 микрометра на стрелку отсчетной шкалы 1. Измерительное усилие равно 200…400 г.
Перед началом измерения проверяют нулевой отсчет. Проверка правильности нулевого отсчета дана в прил. 1.
Рис. 10. Пример отсчета
Рис. 11. Микрометр рычажный
Измерение рычажным микрометром
Измеряемое изделие вводят между измерительными поверхностями пятки и микрометрического винта и вращением барабана приводят в соприкосновение измерительные поверхности прибора с поверхностью изделия. Вращение барабана прекращают, когда стрелка шкалы 1 (см. рис. 11) окажется вблизи нуля (в пределах ±4 деления), а продольный штрих стебля 4 совпадет с каким-либо штрихом барабана микровинта. За действительный размер принимают алгебраическую сумму отсчетов по шкалам стебля, барабана и рычажного устройства. Отсчет по барабану производится так же, как у гладкого микрометра. Технические характеристики микрометра рычажного приведены в табл. 5.
Технические характеристики микрометра рычажного
| Основные показатели | Единица измерения | Числовое значение |
| Цена деления шкалы барабана | мм | 0,01 |
| Цена деления шкалы рычажно-зубчатого механизма | мм | 0,002 |
| Пределы измерения микрометра (в целом) | мм | 0. 25; 25. 50 |
| Пределы показаний по шкале рычажно-зубчатого механизма | мм | ±0,02 |
| Погрешность показаний микрометра | мм | ±0,002 |
Порядок выполнения работы
1. Выполнить в журнале эскиз заданной детали.
2. Занести в журнал чертежные размеры измеряемых поверхностей. По таблицам ГОСТ 25346–89 определить предельные отклонения проверяемых размеров, указать их на эскизе детали и подсчитать предельные размеры.
3. Ознакомиться с имеющимся инструментом и занести в журнал его характеристики.
4. В зависимости от заданной точности поверхности и допустимой погрешности измерения приборов подобрать для каждой измеряемой поверхности инструмент (погрешность измерения не должна превышать 20…35% допуска на размер поверхности).
5. Произвести замеры всех заданных поверхностей. Для самой точной поверхности произвести замеры в трех сечениях в двух взаимно-перпендикулярных направлениях (рис. 12), для остальных – по одному сечению в двух направлениях.
Рис. 12. Схема измерения
6. Дать заключение о годности по каждой измеряемой поверхности.
7. Определить наибольшие отклонения от правильной геометрической формы для самой точной из поверхностей.
Источник