Меню

Лабораторная работа измерение геометрических размеров



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИЗМЕРЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТАМИ

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ,

СЕРТИФИКАЦИЯ

Методические указания к лабораторным работам

ВВЕДЕНИЕ

Управление качеством продукции базируется на двух основных звеньях: 1) стандартизация продукции и всех участков технологического процесса, включая методы и средства входного, операционного и приемочного контроля; 2) метрологическое обеспечение процесса, т.е. количественная оценка (измерение) всех его параметров с необходимой точностью.

Обоснованное установление главных параметров и допусков на них — пер­вейшая задача работы по достижению требуемого качества продукции.

Вторая задача — выбор измерительных средств, позволяющих контро­лировать параметры в оптимальном режиме и с необходимой точностью, — решается метрологией.

Введение в учебные планы строительных вузов дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» безусловно является, одним из главных мероприятий, направленных на устра­нение отставания строительной отрасли в области управления качеством.

В данных методических указаниях рассмотрены вопросы определения точности изготовления деталей, выбора и применения средств измерения метрических величин, методов оценки качества сооружений.

Выполнение лабораторных работ дает студентам возможность достаточно полно изучить поднятые вопросы, а использование в практической деятельности полученных знаний позволит обеспечить требуемое качество строительной продукции и работ, необходимую долговечность зданий и сооружений, повышение степени безопасности людей и окружающей природной среды.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИЗМЕРЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТАМИ

Цели работы: изучить устройство, овладеть правильными приемами измерений штангенинструментами с нониусным и электронным отсчетами.

Теоретические сведения

Измерение физической величины‒ совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающего нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Измерение может быть:

– прямое, при котором искомое значение величины находят непосредственно (например, измерение массы на циферблатных весах, температуры термометром, размера штангенциркулем и др.);

– косвенное, при котором определение искомого значения величины находят на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

Средство измерения‒ техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Меройназывается средство измерения, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких за­данных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью (например, плоскопараллельная концевая мера длины).

Многозначная мера‒ мера, воспроизводящая физическую величину разных размеров (например, штриховая мера длины).

Измерительный прибор– средство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.

Цена деления шкалы– разность значения величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерения.

Показание средства измерения– значение величины или число на показывающем устройстве средства измерений.

Измерения методом непосредственной оценкихарактеризуются тем, что значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерения. При измерении методом непосредственной оценки используется одно измерительное средство.

В данной работе рассматриваются простейшие методы непосредственной оценки линейных измерений. Методы непосредственной оценки бывают контактные и бесконтактные. В контактном методеизмерительные поверхности прибора касаются поверхностей объекта (штангенциркуль, микрометр). Бесконтактные измеренияможно производить с помощью микроскопа или специальных проекторов.

К штангенинструментам общего назначения относятся: штангенциркуль, штангенрейсмус, штангенглубиномер. Измерение в штангенинструментах основано на применении нониуса, который позволяет отсчитывать дробные деления основной шкалы. Выпускают штангенинструменты с ценой деления нониуса 0,1, 0,05 и 0,02 мм. Пределы измерения выпускаемых штангенинструментов: штангенциркулей до 2000 мм; штангенглубиномеров – до 500 мм; штангенрейсмусов до 1000 мм. Интервал измеряемых геометрических величин определяется типоразмером и назначением штангенинструмента. Точность отсчета равна цене деления шкалы нониуса.

ШтангенциркулиШЦ-I, ШЦ-II (рисунок 1, 2) предназначены для измерения наружных и внутренних поверхностей. Штангенциркулем ШЦ-I можно измерить также глубины пазов и отверстий при наличии штанги глубиномера. ГОСТ 166-89 «Штангенциркули. Технические условия» установлены пределы измерений и цена деления: для штангенциркуля ШЦ-I – 125 мм; 0,1 мм; для ШЦ-II – 0 – 160 мм; 0 – 200 мм, 0 — 250 мм; 0,1 мм и 0,05 мм соответственно.

Рисунок 1– Штангенциркуль ШЦ-I

Штангенциркуль может быть использован для измерений, если при совмещении губок между ними не просматривается просвет, а нулевые штрихи нониуса и шкалы штанги совпадают.

Пример условного обозначения штангенциркуля ШЦ-II с пределом измерений 0 — 250 мм и значением отсчета по нониусу 0,05 мм: штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89.

Рисунок 2 – Штангенциркуль ШЦ-II

Штангенциркули с электронным отсчетом. Основой этих инструментов, как и штангенциркулей с нониусным отсчетом, является линейка-штанга, на которой нанесены две штриховые шкалы: одна – с интервалом деления 1 мм (метрическая система мер), другая – с интервалом деления 1 дюйм (королевская система мер). Общий вид инструментов изображен на рисунке 3.

Читайте также:  Как пользоваться палеткой при измерении

Штанга выполнена с верхней и нижней неподвижными губками и пазом. По штанге перемещается рамка с верхней и нижней подвижными губками, глу-биномером и аттестованным роликом. На рамке располагаются микропроцес-сор, блок питания, дисплей, зажимной винт и два переключателя. Один служит для установки показаний «на ноль», второй – для проведения измерений в мет-рической или королевской системах.

С помощью этих инструментов можно измерять размеры валов, отвер-стий, глубин и высот, они имеют точность измерений до 0,01 мм.

1 – поверхности для внутренних замеров; 2 – поверхности для замеров расстояний; 3 – поверхности для внешних замеров; 4 – стопорный винт; 5 – кнопка «М/О®»; 6 – кнопка «C/ON»; 7 – ЖК-индикатор; 8 – разъем для вывода данных; 9 – крышка бата-рейного отсека; 10 – дискретная шкала с защитой; 11 – планка; 12 – штырь глубиномера

Рисунок 3 – Штангенциркуль с электронным отсчетом:

Перед началом измерений необходимо произвести поверку инструмента. Если инструмент имеет деформированные губки, игру рамки, забоины, царапи-ны, стертые штрихи, им пользоваться нельзя. Убедившись в исправности инст-румента, необходимо открыть крышку гнезда блока питания пальцем правой руки, установить аккумулятор в гнездо и закрыть крышку. Затем необходимо убедиться в правильности нулевого показания инструмента. При соприкасаю-щихся поверхностях нижних губок на дисплее должно быть нулевое значение. Если это условие не выполняется, необходимо нажать пальцем на кнопку, рас-положенную в нижней части рамки, и добиться, чтобы это условие было вы-полнено.

Переключением соответствующей кнопки можно выполнять измерения линейных размеров в метрической (мм) или королевской (дюйм) системах мер.

Технология измерения деталей (сборочных единиц) штангенциркулями с электронным отсчетом такая же, как и у аналогичных инструментов с нониус-ным отсчетом. Значения измерений высвечиваются на дисплее.

Штангенглубиномеры(рисунок 4) служат для измерения глубины канавок, выступов, пазов и т. д. Согласно ГОСТ 162 — 90 «Штангенглубиномеры. Технические условия» они выпускаются с пределами измерений 160, 200, 250, 315, 400 мм, со значениями отсчета по нониусу 0,05 мм. Пример условного обозначения: штангенглубиномер ШГ 250 ГОСТ 162-90 (предел измерения 0 — 250 мм; точность по нониусу 0,05 мм).

Рисунок 4 – Штангенглубиномер

Штангенрейсмасы(рисунок 5) предназначены для измерения высоты и проведения разметочных работ. Пределы измерений: 0 – 250 мм, 40 – 400 мм, 60 – 630 мм, 100 – 1000 мм, 600 – 1600 мм, 1500 – 2500 мм. Значения отсчета по нониусу – 0,05 мм или 0,1 мм (ГОСТ 164-90 «Штангенрейсмасы. Технические условия»). Пример условного обозначения штангенрейсмаса с пределом измерений 0-250 мм и значением отсчета 0,05 мм: штангенрейсмас ШР-250-0,05 ГОСТ 164-90.

Штангенглубиномеры и штангенрейсмасы имеют основание для их установки на измеряемый объект или разметочную плиту.

Рисунок 5 – Штангенрейсмас

Штангензубомеры (рисунок 6) применяются для измерения толщины зуба цилиндрического зубчатого колеса по постоянной хорде. Обычно ими измеряют толщину зубьев больших колес, изготовленных с невысокой степенью точности. Отечественная промышленность выпускает штангензубомеры двух типоразмеров : для колес с модулями 1 — 16 мм и 5 — 36 мм, с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм.

По конструкции штангензубомер значительно отличается от других штангенинструментов. Особенность его заключается в том, что в нем как бы совмещены штангенглубиномер и штангенциркуль. Его высотная линейка подобно линейке глубиномера, выставляется на размер так, чтобы контакт измерительных губок с зубом контролируемого колеса шел по делительной окружности, см. рисунок 6. Значение толщины зуба по постоянной хорде читается во второй рамке, как на штангенциркуле. Размер хорды для всех колес с одним модулем и углом зацепления остаётся постоянным (независимо от числа зубьев).

Рисунок 6 – Штангензубомер и схема измерения толщины зуба шестерни

Ход работы

Оборудование и приборы: штангенциркули ШЦ-I, ШЦ-II ГОСТ 166-89; штангенглубиномеры ГОСТ 162-90; штангенрейсмасы ГОСТ 164-90; штанген-зубомеры; детали; рабочие чертежи деталей.

1) Изучить устройство штангенинструментов, см. рисунок 1 ‒ 6. Ознакомиться с измеряемыми деталями. Для каждой детали вычертить эскиз.

2) Выбрать штангенинструменты для измерения соответствующих параметров и внести их основные значения в таблицу (пример – таблица 1).

3) Измерить линейные размеры штангенинструментом с нониусным и электронным отсчетом, записать полученные данные в протокол измерений

Таблица 1 – Средства измерения

Инструмент Тип (модель) Диапазон Цена деления Обозначение
Штангенциркуль ШЦ-I 0 — 150 мм 0,1 мм Штангенцир-куль ШЦ-I 0-150; 0,1 — ГОСТ 166-89

4) Измерить диаметр x деталей, т.е. провести прямые равноточные измерения, в итоге которых значение физической величины находят непосредственно из опытных данных, сравнив измеряемую величину с её мерой или использовав измерительные средства, непосредственно дающие её значения.

Равноточными (равнорассеянными) называются прямые независимые измерения постоянной величины, результаты которых могут рассматриваться как случайные, распределенные по одному и тому же закону. В большинстве случаев при обработке прямых равноточных измерений исходят из предположения нормального закона распределения результатов и погреш-ностей измерений.

Статистические оценки находят, исходя из конкретного за­кона распре-деления случайной величины. Обычно предполага­ется, что диаметр (длина, ширина и т.п.), как случайная измеряемая величина, подчиняется закону нор­мального распределения.

Читайте также:  Утверждение типа средств измерений презентация

5) Обработать результаты прямых измерений диаметра (длины), используя точечные оценки соответствующих им характеристик генеральной совокупности. Определить среднеарифметическое значение величины х, т.е. (математическое ожидание ) :

. (1)

Если известна систематическая погрешность и она постоянна, то ее

исключают из найденной величины математического ожидания.

6) Вычислить среднеквадратичное отклонение (СКО) среднеарифметического значения результатов измерений, характеризующего рассеивание,по формуле

при n > 20 (2)

при n 20 используют, как правило, критерий трех сигм (критерий Райта). По этому критерию, промахом считается результат наблюдения хi , который отличается от среднего более чем на , т.е. . Вероятность такого результата .

При малом числе наблюдений (n 20 значения коэффициента t определяют по таблицам функции Лапласа, см. табл. 3, а при n -1 ) и, как правило, положителен для металлов (кривая 2). Для полупроводников он в среднем на порядок больше, чем для металлов; он отрицателен для термисторов (кривая 4) и положителен для позисторов (кривая 1). Электролиты (кривая 3) характеризуются ступенчатым переходом сопротивления при температуре начала ионной проводимости.

Ход работы

Оборудование и приборы: лабораторная установка; термометр сопротивления; ртутный термометр; вольтамперомметр; нагревательный элемент.

1) Ознакомиться с устройством никелевого и медного термометров сопротивления.

2) Определить сопротивление термометра при температуре 20 0 С.

3) С помощью термостата создать температуру среды в 40, 60, 80, 100 0 С.

4) Измерить вольтамперомметром сопротивление термометра при температурах 20, 40, 60, 80, 100 0 С. Измерения повторить не менее трёх раз.

5) Построить характеристику зависимости сопротивления терморезис-тора от температуры среды.

6) Рассчитать погрешности аналитического и эмпирического способов определения сопротивления термометра.

7) Результаты исследования и расчетов занести в таблицу 8. Написать отчет.

Таблица 8 – Результаты исследования и расчетов

Параметр Температура среды, О С.
Измеренное сопротивление термометра, Ом
Расчетное сопротивление термометра, Ом
Абсолютная погрешность, Ом
Относительная погрешность, %

‒ результаты обработки косвенных измерений температуры;

Контрольные вопросы и задания

1) Охарактеризуйте назначение термисторов.

2) Опишите назначение и устройство термометров сопротивления.

3) Что такое абсолютная и относительная погрешность? Единицы их измерения.

4) Какие факторы способствуют уменьшению погрешности и повышению чувствительности термисторов?

5) Назовите основные характеристики термометров сопротивления.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

Теоретические сведения

В ГОСТ 30412-96 «Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерений неровностей оснований и покрытий» используются следующие термины и их определения :

рейка – приспособление в виде жесткого прямолинейного стержня, прикладываемого к поверхности основания (покрытия) дороги (аэродрома) с целью выявления просветов между стержнем и поверхностью;

просвет под рейкой – зазор между нижней гранью рейки и поверхностью основания (покрытия) дороги (аэродрома);

клиновой промерник – приспособление в виде клина, на одной из граней которого нанесены деления для определения величины просвета под рейкой.

Для контроля параметров асфальтобетонной дороги применяются универсальные рейки, рулетки. Наиболее распространенными измерительными средствами в дорожном строительстве являются: универсальные рейки «КОНДОР» и «РДУ-КОНДОР», рулетки Р100УЗК, Р50УЗК, Р30УЗК, Р20УЗК, Р10УЗК. Рейка и клиновой промерник должны быть аттестованы в соответствии с требованиями ГОСТ 24555-81 «Система государственных испытаний продукции. Порядок аттестации испытательного оборудования. Основные положения».

Универсальные трехметровые рейки «КОНДОР» и «РДУ-КОНДОР» (складной вариант) позволяют не только контролировать ровность покрытия, но и определять геометрические параметры профиля дороги, толщину конструктивных слоев дорожной одежды, продольные и поперечные уклоны, крутизну откосов насыпей, выемок, кюветов.

Универсальная 3-метровая рейка «РДУ-КОНДОР», см. рисунок 20, пред-назначена для:

‒ измерения неровностей поверхности покрытий и оснований, автомобильных дорог и аэродромов по п.4 ГОСТ 30412-96 «Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерений неровностей оснований и покрытий»;

‒ определения продольных и поперечных уклонов проезжей части дорог и аэродромных покрытий в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги»; СНиП 32-03-96 «Аэродромы»; СНиП

Источник

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:

лабораторная работа Изучение геометрических размеров тел с помощью штангенциркуля и микрометра

Информация:

Тип работы: лабораторная работа. Добавлен: 10.12.2013. Год: 2013. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru:

Описание (план):

Физика.
Изучение геометрических размеров тел с помощью штангенциркуля и микрометра.
Отчет по лабораторной работе № 1.

Выполнил:
cтудентка гр. АП-05-21

Изучение геометрических размеров тел с помощью штангенциркуля и микрометра

Цель работы: измерение объема стальной пластинки штангенциркулем, ее толщину и диаметр цилиндра микрометром; обработка результатов измерений; вычисление полных абсолютных погрешностей и относительных погрешностей этих же величин; запись гарантированных значений в виде Х= ± .

Приборы и принадлежности: штангенциркуль, микрометр стальная, пластинка, цилиндр.

1. Линейный нониус. Штангенциркуль.
Линейные величины измеряют с помощью различных приборов и инструментов. Наибольшее распространение получили следующие из них: масштабная линейка, микрометр, микроскоп и др. Каждый, из этих приборов, допускает измерения с определенной точностью.
Пусть измерения проводятся с помощью масштабной линейки. Величина наименьшего деления линейки называется ценой одного деления. Обычно цена деления линейки составляет 1 мм. Точность, с которой можно измерить, используя такую линейку, не превышает 0,5 мм.
Для измерения длины с большей точностью пользуются дополнительной специальной шкалой – нониусом.
Нониусы бывают линейные и угловые. Линейным пользуются при измерении линейных величин, а угловым при измерении угловых величин.
Линейный нониус представляет собой небольшую линейку С, скользящую вдоль основной шкалы:

Читайте также:  Меры безопасности при проведении измерений мегаомметром

Пусть на нониус нанесена шкала, N делений которой равны rN-1 делениям основной шкалы, где rN – целое число.
Если “а” цена деления (длина одного деления) нониуса, а “b” цена деления основной шкалы, то можно записать следующее выражение:

Разность

получаемая из формулы (1) называется точностью нониуса, т.е. точность нониуса – отношение цены наименьшего деления основной шкалы к числу делений нониуса. Точность нониуса бывает 0,2 мм; 0,1 мм; 0,05 мм.
Процесс измерения длины при помощи нониуса сводится к следующему. Совмещают нулевое деление шкалы линейки А с одним концом измеряемого тела В, к другому концу прикладывается нониус С. Измеряемая длина тела В

где k – целое число делений масштабной линейки, в измеряемой длине;
DL – отрезок длины, представляющий доли миллиметра, который необходимо определить.
Если n делений нониуса, которое совпадает с любым каким-то делением шкалы линейки А, то (для r=1):

DL = nb – na = n (b – a) = nb/N (4)

Формулу (3) после этого можно записать в виде:

Если положить b = 1мм, N = 10 делений, то искомая длина:

L = (k + n/10) b мм (6)

Выражение (6) показывает, что длина измеряемого тела равна целому числу k мм масштабной линейки плюс десятые доли числа n:
число n показывает тот номер деления нониуса, который совпадает с некоторым делением масштабной линейки.
На рисунке приведен пример отсчета длины

L = (14 + 5/10) = 14,5

так как k = 14мм, n = 5.
Линейный нониус применен в инструменте, который называется штангенциркулем.
Штангенциркуль служит для измерения линейных величин. Он состоит из стальной линейки А с делениями, с одной стороны которой имеется неподвижная ножка В. Цена деления шкалы линейки А равна обычно 1 мм. Вторая ножка D имеет нониус С и может перемещаться вдоль шкалы линейки.
Нониус штангенциркулей изготавливается так, чтобы r = 1,2 и 5 (см. формулу (1).) Точность нониуса обычно равна 0,1; 0,05; или 0,2. Когда ножки В и D соприкасаются, нуль нониуса и нуль основной шкалы должны совпадать.
Для того, чтобы измерить, например, диаметр предмета М, его зажимают между ножками (без сильного зажима), закрепляют винтом Е и делают отсчет по основной шкале и нониусу. Величину диаметра надо вычислить по формуле (6).

2. Микрометрический винт. Микрометр.
Микрометрический винт применяется в инструментах и приборах следующих типов: микрометр для наружных измерений, микрометрический глубиномер, микрометрический нутромер, микроскоп и др. Позволяет проводить измерения с точностью до сотых долей миллиметра.
Микрометрический винт представляет собой стержень, снабженный точной винтовой нарезкой. Высота подъема винтовой нарезки за один оборот называется шагом микрометрического винта.
В настоящей работе используется микрометр для наружных измерений. Он состоит из скобы В и микрометрического винта А, который проходит через отверстие скобы, в котором имеется внутренняя резьба. Против торца винта А, на скобе установлен неподвижный стержень Е. На микрометрическом винте закреплен барабан С с делениями нанесенными по окружности. При вращении винта барабан, кроме вращательного движения участвует в поступательном движении вдоль шкалы, нанесеной на стебле D. Цена деления этой шкалы 0,5 мм. Так как шаг винта

составляет 0,5 мм нужно сделать один оборот. Круговая шкала барабана разделена на 50 делений. Цена делений этой шкалы составляет 0,01.
Для измерения микрометром предмет располагают между стержнем Е и микрометром А и вращают винт за головку М до тех пор, пока измеряемый предмет не будет зажат между стержнем Е и торцом микровинта А. В этот момент заработает трещотка. Вращать винт А следует только за головку М. В противном случае испортиться микрометр.
Отсчет по шкале микрометра производится следующим образом: по горизонтальной шкале стебля D отсчитывается размер измеряемого предмета с точностью до 0,5 мм. Сотые доли миллиметра отсчитываются по круговой шкале барабана.
Результат измерения находят по формуле:

где k – целое число наименьших делений шкалы нанесенной на стебле D, b – цена деления этой шкалы, N – число делений на шкале барабана, n – номер того деления барабана, которое располагается против продольной черты на стебле D. Порядок отсчета одинаков для всех микрометрических инструментов. Микрометры бывают с пределами измерения 0 – 25, 50, 75 мм и т.д. до 1600 мм.
Увеличение пределов достигается за счет увеличения размеров скобы В.

Источник