Иванов А. Г. Измерительные приборы в машиностроении. Учебное пособие для вузов
Скачать 16.39 Kb.
|
Литература
Лекция 1 Современное машиностроение можно охарактеризовать как взаимозаменяемое производство, отличающееся высокой производительностью и точностью изготовления. Эти возможности взаимозаменяемого производства обеспечиваются как наличием соответствующей документации, станков, приспособлений и режущего инструмента, так и наличием соответствующих измерительных средств, обеспечивающих измерение с необходимой точностью в разных местах, разными операторами, с заданной производительностью. Основным видом измерений, осуществляемых в машиностроении, является измерение линейных и угловых размеров. В машиностроении 90 – 95 % всех измерений приходится на измерение линейных размеров. Основной задачей при создании новых и модернизации существующих измерительных средств должно быть повышение качества и эффективности современного производства. Слово «метр» является французским словом, metre от греческого metron, что означает мера. Метр – это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. Слово «градус» латинского происхождения и означает «ступень». Под техническими измерениями обычно принято понимать измерение линейных и угловых величин. Основные понятия и определения Измерение – процесс сравнения фактической величины с некоторым ее значением, принятым за единицу. Единицы фактической величины установлены соответствующими документами. Например: единицей измерения принят метр, а также используют меньшие единицы как часть от метра. Поэтому когда мы измеряем длину какой-то детали с помощью масштабной линейки, мы сравниваем ее длину с длиной нанесенных на линейках делений. Контроль – разновидность измерения, когда в результате процесса сравнения устанавливают соответствие объекта контроля заданным предельным значением фактической величины. Результаты контроля не выдаются в виде значения фактической величины, а чаще всего дается информация о годности и негодности контролируемого объекта или параметра, а иногда по результатам контроля предпринимаются какие-либо действия по управлению процессом производства или выдаются команды на разделение контролируемых объектов на размерные группы в процессах определенных значений или разделение контролируемых деталей на группы годности (годные и брак). Чаще всего, когда измерение проводят с целью контроля, находят значение измеряемого размера, затем сравнивают с допускаемыми наибольшими и наименьшими значениями и определяют годность или негодность детали. Всю совокупность средств измерения (линейных и угловых величин) в машиностроении можно разделить на:
Грубая ошибка, когда говорят «мерительный инструмент или прибор», поскольку с помощью технических средств не «меряют», а измеряют. Не измерительный инструмент, а средство измерения или измерительный прибор. Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения фактической величины заданного размера. Например: килограммовая гиря является мерой воспроизведения массы (веса) в 1 кг. Слово воспроизведение означает, что если мы будем использовать меру, то мы всегда «воспроизводим» значение размера, который на ней указан. Измерительным прибором называют средство измерения, предназначенное для выработки измерительной информации. Другими словами, прибор должен выдавать информацию о значении измерительного размера. Это может быть или шкала со стрелкой или цифровое отсчетное устройство, или записывающее устройство. В связи с созданием современных производственных процессов, разработкой сложных машин и агрегатов, оснащенных большим числом функциональных узлов, возникает необходимость не только раздельного измерения в какой-то последовательности отдельных значений фактической величины (размеры, параметры тока, температура), но одновременно измерять комплекс различных физических величин, которые в сумме характеризуют состояние объекта в целом. Например, для определения состояния точности изготовления при определенном техническом процессе необходимо одновременно измерять работу целого ряда оборудования, реализующего этот процесс; контролировать состояние инструмента, наличие заготовок, режимы и точность обработки и т.д. Измерение этих величин необходимо осуществлять одновременно, потому что только комплексу данных можно сделать заключение об общем состоянии технического процесса в каждый момент времени. В связи с этим возникает необходимость в объединении целого ряда однородных и неоднородных средств измерения в единую систему. При этом имеется в виду, что объединенная система имеет возможность вызывать объединенный сигнал о состоянии контролируемого объекта, а иногда и о состоянии отдельных входящих в него компонентов. Вот такое объединение различных измерительных средств в единую систему и получило название измерительная система. Информационно-измерительной системой называют совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью передачи потребителю в определенном виде либо эту измерительную информацию используют для выполнения функции контроля, диагностики, распознавания образа. В машиностроении в качестве информационно-измерительной системы может быть комплект приборов и вспомогательных устройств, объединенных в единую систему для контроля состояния работы, например, в цехе гальванического покрытия. Эта система должна включать приборы для измерения концентрации состава, температуры, времени протекания процесса и т.д., а также вычислительную технику, осуществляющую не только обработку результатов измерения, но и управление производственным процессом по результатам измерения с выдачей сигнала о состоянии производства. Таким образом, если проводить классификацию измерительных средств по принципиальным признакам, то эти средства измерения целесообразно разделить на:
Действительный размер – это размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью. Это понятие означает, что если необходимо определить годность размера у какой-либо детали, то естественно, что этот размер необходимо измерить определенным средством измерения и при таких условиях, чтобы погрешность измерения была в заданных пределах, т.е. не превышала определенных значений, установленных специальным документом. В зависимости от области их применения измерительные средства подразделяют на:
Универсальными называют средства измерения, предназначенные для измерения длин или углов в определенном диапазоне размеров вне зависимости от конфигурации измеряемого объекта. (прибор для измерения угла – угломер и он может измерять угол у любой детали, то он будет универсальным). Приборами специального назначения называют приборы, предназначенные для измерения деталей определенной конфигурации или для измерения определенного параметра деталей. (приборы для измерения параметров зубчатых колес, резьбы и т.д., шагомер, биенимер, тангенциальный зубомер и т.д.) Классификация методов и средств измерений Понятие метод измерения используют для того, чтобы указать на то, как применяются средства измерения, на каком принципе они основаны, каково их взаимодействие с измеряемой деталью. В зависимости от количества одновременно выявленных размеров методы и средства измерения разделяются на:
Дифференцированным называют измерение, когда у детали (изделия) сложной формы измеряется в отдельности каждый из ее элементов или параметров, которые характеризуют точность. Комплексными называются измерения, при которых определяется влияние комплекса элементов, из которых состоит деталь (изделие) сложной формы и выявляются эксплуатационные показатели (контроль резьбы). Дифференцированные методы и средства наиболее удобны при изготовлении деталей или машин вышел за пределы допускаемых значений, и даже установить причины, т.е. определить какой параметр тех. процесса повлиял на погрешность изготовления этого параметра. По характеру взаимодействия средств измерения с поверхностью измеряемой детали методы и средства измерения разделяются на:
Контактными называются измерения, при которых измерительное средство имеет механический контакт с поверхностью измеряемого объекта. Бесконтактными называются измерения, при которых измерительное средство не имеет механического контакта с поверхностью измеряемого объекта (с помощью оптических средств при проецировании контура детали на экран для сравнения с чертежом). По способы получения физические величины измерения могут быть:
Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение фактической величины находят непосредственно из опытных данных (измерение длины с помощью линейных мер). Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерением (измерение d2 методом 3-х проволочек).  где С – поправка при точных измерениях. Измерения могут быть:
Абсолютное измерение – измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин. При линейных и угловых абсолютных измерениях, как правило, находят одну физическую величину. Например, диаметр вала – штангенциркулем. Относительное измерение – измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, т.е. относительные измерения основаны на сравнении измеряемой величины с известным значением меры. Искомую величину при этом находят алгебраическим суммированием размера и показаний прибора. Метод непосредственной оценки – метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия (длину тела – линейкой, силу электрического тока - амперметром). Метод сравнения с мерой – метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (массу тела на различных весах с уравновешиванием гирями). Принцип действия или измерения – это совокупность физических явлений, на которых основано действие используемых измерительных средств. В существующих измерительных средствах используют:
Принцип действия – это физический принцип, который используется для увеличения (0,001 мм). Р  ычаг соотношение плеч 1:1 при перемещении одного конца рычага на какую-то величину второй конец переместиться на такую же величину и сравнить их перемещение на глаз невозможно. А при соотношении 1:10 при перемещении конца рычага с малым плечом на 1 мм конец рычага с большого плеча переместится на 10 мм.Таким образом, основным узлом прибора является устройство, дающее возможность преобразовать малые перемещения, связанные с измеряемым размером, в большие перемещения, которые можно увидеть или записать. Часть устройства прибора, непосредственно взаимодействующая с измеряемым объектом, называется часто чувствительным элементом прибора, или более просто в отношении приборов, основанных на контактных принципах действия – измерительным наконечником. Функциональный узел прибора, предназначенный для отсчитывания значений измеряемой величины, носит название отсчетное устройство. Технические характеристики измерительных средств К техническим характеристикам относятся значения физических величин, которые могут быть измерены этим средством измерения, например, какие длины могут быть измерены прибором, какие наименьшие значения могут быть отсчитаны при измерении и т.д. Диапазон измерений, который часто называют пределом измерений – это диапазон значений размеров, который может быть измерен данным измерительным средством и для которого нормируется и допускается погрешность средства измерения. Диапазон показаний – это область значений измеряемого размера, которая может быть отсчитана по шкале или объем цифрового отсчетного устройства (пределы измерения по шкале). Вертикальный аптиметр ±0,1 мм. Шкала – это часть отсчетного устройства, представляющая собой совокупность отметок и представленных у некоторых из них чисел отсчета или других символов, соответствующих ряду последовательных значений величины. Для характеристики шкалы существует термин – цена деления. Цена деления – это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Значения цены делений применяют из ряда: 1, 2, 5, т.е. цена деления составляет – 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 мм. Но чаще используют кратные и дольные значения от 1 и 2, а именно: 0,01; 0,02; 0,1; 0,2; 1; 2; 10 мм. Интервал деления шкалы – это расстояние между серединами (или осями) двух соседних штрихов шкалы. Если цена деления показывает, чему соответствует перемещение стрелки, то интервал делений «говорит», на сколько переместилась стрелка, если размер изменился на величину равную цене деления. Практически во всех приборах для измерения длины и угла используют так называемую равномерную шкалу, т.е. все интервалы размеров номинально равны. В зависимости от вида измерительного прибора интервал делений шкал выбирают в диапазоне от 0,9 до 2,5 мм, хотя имеются шкалы и с большим и с меньшим интервалами. Однако между ценой деления и интервалом делений существует определенная связь, которую называют передаточным числом прибора и обозначают u.  где а – интервал деления; с – цена деления. По этому соотношению можно определить передаточное число прибора, если известны а и с. Измерительным усилием называется сила, с которой измерительный прибор воздействует на измеряемую поверхность в направлении линии, по которой производится измерение. Измерительное усилие необходимо для того, чтобы обеспечить устойчивое замыкание измерительной цепи. Перепадом измерительного усилия называется разность измерительного усилия при двух положениях стрелки в пределах диапазона показаний. Колебания усилия обычно происходит из-за изменения деформаций пружины при изменении положения измерительного наконечника. |
Похожие:
 | Учебное пособие для вузов Таганрог 2007 Мурюкина Е. В., Челышева И. В. Развитие критического мышления студентов педагогического вуза в рамках специализации «Медиаобразование».... | | Список литературы с 11. 12. 2012 по 25. 01. 2013 естественные науик математика Конышева Л. К. Основы теории нечетких множеств для бакалавров и специалистов : учебное пособие для вузов / Л. Конышева Л. К. Основы теории нечетких множеств для бакалавров и специалистов : учебное пособие для вузов / Л. К. Конышева, Д. М.... |
| Учебное пособие для вузов /Д. Ю. Снежков С-16 Проектирование мостовых и строительных конструкций: учебное пособие умо /П. М. Саламахин. М | | Список литературы с 15. 01. 2013 по 15. 02. 2013 естественные наки математика Конышева Л. К. Основы теории нечетких множеств для бакалавров и специалистов : учебное пособие для вузов / Л. Конышева Л. К. Основы теории нечетких множеств для бакалавров и специалистов : учебное пособие для вузов / Л. К. Конышева, Д. М.... |
| Учебное пособие. 9-е изд. Допущено Научно-методическим советом Министерства образования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению "Технические науки" (550000) isbn 978-5-8114-0123-9 Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по техническим специальностям | | Министерство образования и науки российской федерации Профили подготовки: Контрольно-измерительные приборы и системы; Приборы и системы таможенного, экспортного и импортного контроля |
| Учебное пособие для вузов Дружининская И. М. Хованская И. А Учебное пособие по курсу "Теория вероятностей" покрывает основные разделы стандартной программы курса для студентов экономических... | | А. А. Андреев Педагогика высшей школы Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов непедагогических вузов, кроме того, оно может быть полезно преподавателям... |
| Учебное пособие для студентов вузов,обуч по спец."Металловедение,оборудование и технология термической обработки метал. " Белоус М. В. Физика металлов: Учебное пособие для студентов вузов,обуч по спец."Металловедение,оборудование и технология термической... | | Психолого-педагогических научных исследований учебное пособие Павлодар удк 37: 001. 89 (075. 8) Учебное пособие предназначено для учащихся колледжей, студентов педагогических специальностей вузов, магистрантов, аспирантов, соискателей... |