close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3737.Методы и средства измерений и контроля.

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2287
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра прикладной математики
ДОМАШНЕВА Е.Л.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра прикладной математики
ДОМАШНЕВА Е.Л.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2014
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 006.91(07)
Д66
Рецензент: канд. техн. наук А.В.Плотников
Домашнева, Е. Л.
Д66 Методы и средства измерений и контроля [Текст]: методические
указания к лабораторным работам / Е. Л. Домашнева. – Липецк: Изд-во
Липецкого государственного технического университета, 2014. – 29 с.
Методические указания предназначены для студентов направлений подготовки
бакалавров 221700 Стандартизация и метрология и 221400 Управление
качеством.
Содержат краткую теорию по методам измерения линейных и угловых
размеров, описание средств измерения, а также теорию по применению
косвенного метода измерений для нахождения плотности. Содержат порядок
выполнения и контрольные вопросы для лабораторных работ № 1-4 по курсу
«Методы и средства измерений и контроля».
Табл. 1. Рис. 17. Библиогр.: 6 назв.
 ФГБОУВПО «Липецкий
государственный технический
университет», 2014
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лабораторная работа № 1
«ИЗМЕРЕНИЕ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ И ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ
ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТАМИ И МИКРОМЕТРИЧЕСКИМИ
ИНСТРУМЕНТАМИ»
Цель
работы:
микрометрических
изучить
устройство
инструментов.
Изучить
штангенинструментов
методику
и
обнаружения
систематической погрешности измерения. Провести измерение размеров
деталей и при необходимости внести поправки.
Средства измерений: штангенциркуль ШЦ-I-250-0,1 ГОСТ166-89, ШЦ-II-1500,05 ГОСТ166-89, микрометр МК25-2 ГОСТ6507-90, микрометр рычажный,
плоскопараллельная концевая мера длины.
Объекты измерений: металлические детали различных форм и размеров.
Краткие теоретические сведения
Правила измерения размеров детали штангенциркулем
Рассмотрим устройство штангенциркуля первого типа (рис.1).
Рис. 1. Штангенциркуль ШЦ-I
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 – губки для внутренних измерений, 2 – рамка, 3 – зажим рамки, 4 – штанга,
5 – линейка глубиномера, 6 – шкала штанги, 7 – нониус, 8 – губки для
наружных измерений
При чтении показаний штангенциркуль следует держать прямо перед
глазами. Если смотреть на показания сбоку, это приведет к неправильным
результатам измерений. После окончания работы штангенинструмент надо
протереть, смазать антикоррозионным составом, развести измерительные губки
на 2—3 мм, ослабить зажимы рамки и инструмент положить в футляр.
При отсутствии просвета между губками для наружных измерений или
при небольшом просвете (до 0,15 мм) должны совпадать нулевые штрихи
нониуса
и
штанги.
При
измерении
штангенциркулем измерительные
поверхности губок доводят до требуемого размера путем соприкосновения с
проверяемой поверхностью, проверяя при этом правильность их положения
(отсутствие перекосов и нормальность усилия при перемещении), закрепляют
рамку и читают показание. При перемещении рамки правая рука должна
поддерживать штангу (рис. 2).
Рис. 2. Правильное положение рук при работе со штангенциркулем
При измерении незакрепленной детали левая рука должна находиться за
губками и захватывать деталь недалеко от губок; правой рукой поддерживают
штангу, при этом большим пальцем этой руки перемещают рамку до
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
соприкосновения с проверяемой поверхностью, не допуская перекоса губок и
добиваясь нормального измерительного усилия (рис.3).
Рис. 3. Правильное положение рук при работе со штангенциркулем
Нормальное измерительное усилие достигается легким контактированием
при
перемещении
проверяемых
поверхностей
детали
относительно
измерительных поверхностей инструмента.
Рис. 4. Нормальное измерительное усилие
На штанге приборов нанесена основная шкала с ценой деления a, а на
рамке установлена или нанесена дополнительная штриховая шкала – нониус.
Нониус – это равномерная дополнительная шкала с пределом измерений,
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
равным цене деления основной шкалы а. По положению нулевого штриха
нониуса на основной шкале штанги определяют целое число миллиметров в
размере. Дробные доли миллиметра находят с помощью нониуса. Для
штангенинструментов пределы измерения нониуса равны 1 мм. Нониусы
имеют различные цену c деления шкалы (отсчет по нониусу). Таким образом,
указателем для нониуса служит штрих основной шкалы, совпадающий со
штрихами нониуса. Число десятых долей миллиметра при отсчете по нониусу
равно номеру этого штриха нониуса, умноженному на отсчет по нониусу c.
Рис. 5. Штангенциркуль ШЦ-II
1 – неподвижные измерительные губки, 2 – подвижные измерительные губки,
3 – рамка, 4 – зажим рамки, 5 – рамка микрометрической подачи, 7 – штанга,
8 – гайка и винт микрометрической подачи рамки, 9 – нониус
При внутренних измерениях к показаниям штангенциркуля прибавляется
толщина губок, указанная на них. Для более точного контактирования с
изделием губки штангенциркуля с наружной стороны имеют сферическую
поверхность.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 6. Измерение внутренних размеров штангенциркулем
Применение микрометрической подачи: приблизительно устанавливают
контролируемый размер (при наружном измерении несколько больше, а при
внутреннем несколько меньше контролируемого размера), закрепляют рамку
микрометрической подачи, затем при помощи микрометрической пары доводят
губки до соприкосновения с проверяемыми поверхностями, закрепляют рамку,
не допуская перекоса и добиваясь нормального измерительного усилия. Зажим
рамки микрометрической подачи производится большим и указательным
пальцами правой руки при поддержке штанги ее остальными пальцами (рис.7).
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 7. Применение микрометрической подачи
Большим и указательным пальцами правой руки вращают гайку
микрометрической подачи, поддерживая штангу остальными пальцами правой
руки; левой рукой поддерживают губку штанги (рис. 8).
Рис. 8. Применение микрометрической подачи
Правила измерения размеров детали микрометром
Микрометры предназначены для наружных измерений.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 9. Микрометр МК
1 – скоба, 2 – пятка, 3 – микрометрический винт, 4 – стопор, 5 – стебель,
6 – барабан, 7 – трещотка
На стебле вдоль продольного штриха нанесена основная шкала прибора с
ценой деления а = 0,5 мм и пределом измерений 25 мм. Для удобства отсчета
четные штрихи шкалы, имеющие целые значения миллиметров, отложены
снизу продольного штриха. На коническом срезе барабана нанесено 50 делений
круговой шкалы с ценой деления с, равной 0,01 мм. При одном обороте
барабана микровинт перемещается на одно деление основной шкалы (на 0,5
мм). Торец барабана является указателем для основной шкалы, а продольный
штрих на стебле – указателем для круговой шкалы.
Рис. 10. Шкала стебля и барабана
Перед измерением микрометр устанавливают в исходное (нулевое)
положение, при котором пятка и микровинт прижаты друг к другу. Усилие
прижима ограничивается трещоткой. При правильной установке нулевой штрих
круговой шкалы барабана должен совпадать с продольным штрихом на стебле,
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а торец барабана с нулевым штрихом основной шкалы. При неправильных
показаниях микрометра надо произвести установку его на нуль.
Перед
измерением
протирают
измерительные
поверхности
и
устанавливают микрометр на размер немного более проверяемого. При
измерении изделие помещают без перекоса между пяткой и микровинтом и,
вращая барабан за трещотку до тех пор, пока она не начнет проворачиваться,
плотно прижимают измерительные поверхности прибора к поверхности
изделия, стопорят микровинт и читают показание. Ближайший к торцу
барабана штрих основной шкалы показывает число целых долей миллиметров,
если это нижний штрих шкалы, или число целых и половинных долей
миллиметра в размере, если это верхний штрих (на рис. 10 показано 4,5 мм). К
отсчету по основной шкале прибавляют отсчет по круговой шкале, равный
произведению цены деления с на номер деления, который находится напротив
продольного штриха. Отсчет на рис. 10 следует считать: 4,5 + 0,01* 44 = 4,94
мм.
Рис. 11. Микрометр рычажный с отсчетным
устройством, встроенным в скобу:
1 – скоба, 2 – подвижная пятка, 3 – микрометрический винт, 4 – стопорное
устройство, 5 – стебель, 6 – барабан, 7 – отсчетное устройство, 8 – арретир,
9 – теплоизоляционная накладка
В скобу 1 (рис.11) запрессован стебель 5 с микрогайкой, в которую
ввинчивается микровинт 3 с барабаном 6. В направляющих скобы 1
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
перемещается подвижная пятка 2. Шкала отсчетного устройства 7 имеет 20
делений с интервалом 1 мм, ценой деления 0,002 мм и диапазоном показаний
0,02 мм. Отвод подвижной пятки 2 производится нажатием на кнопку 8
арретира.
Рычажный микрометр настроен правильно, если при совмещенных
измерительных поверхностях гладкой части микровинта 3 и подвижной пятки 2
стрелка отсчетного устройства 7 устанавливается на нулевой отметке шкалы,
когда нулевое деление барабана 6 совпадает с продольным штрихом стебля 5.
При измерении рычажным микрометром вращают барабан микровинта до
тех пор, пока стрелка отсчетного шкального устройства 7 не дойдет до нуля.
После этого барабан поворачивают в том же направлении до совпадения
ближайшего деления барабана с продольным штрихом стебля. Размер
определяется алгебраической суммой показаний микрометрической головки и
отсчетного устройства.
Определение систематической погрешности и обработка результатов
измерений
Повысить точность измерений можно многократными наблюдениями
одной и той же величины и статистической обработкой полученных при этом
результатов. За результат измерения принимают среднее арифметическое
значение L.
Систематическая погрешность – составляющая погрешности измерения,
остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных
измерениях одной
систематических
и той же величины. Природа и происхождение
погрешностей
являются
следствием
определенных
недостатков методики и средства измерения, ошибок экспериментатора,
неполного учета всех особенностей измеряемой величины и условий
эксперимента.
Систематическая погрешность представляет собой разность среднего
арифметического и действительного значений измеряемой величины:
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Δсист = L – Lдейств.
Так как действительное значение размера детали неизвестно, то
систематическая составляющая Δсист погрешности может быть определена
измерением образца на том же приборе и в тех же условиях. За образец детали
примем блок концевых мер длины, размер которого примерно равен среднему
арифметическому значению размера детали.
Систематическую погрешность измерения образца определим как разность
среднего арифметического значения размера образца и действительного:
Δсист.обр. = Lобр - L обр.действ.
За
систематическую
погрешность
измерения
детали
принимается
систематическая погрешность измерения образца:
Δ сист = Δ сист.обр.
Систематическую погрешность исключают из результата измерения
детали, вычитая из L величину Δсист.
Порядок выполнения работы
Для выполнения работы необходимо:
1) получить допуск к работе, вариант задания и объекты измерения;
2) каждому участнику группы измерить детали, результаты записать в
таблицу;
3) определить систематическую погрешность и записать окончательный
результат измерения;
4) сделать выводы.
Содержание отчета
Отчет должен содержать:
1) название, цель работы, названия применяемых СИ;
2) результаты измерения плоскопараллельной концевой меры каждым из
СИ, результаты измерения размеров деталей;
3) расчеты погрешностей;
4) вывод.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Контрольные вопросы
1. Какие физические величины измерялись в работе, какими методами они
измерялись?
2. Назначение и устройство штангенциркуля.
3. Назначение и устройство микрометра.
4. Расскажите о других микрометрических и штангенинструментах.
5. Что такое систематическая погрешность? Каким образом можно её
выявить и исключить из результатов измерения?
6. Размеры некоторой детали измерили различными микрометрическими
инструментами. Являются ли эти измерения равноточными и почему?
7. Как правильно провести измерения нониусным методом?
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лабораторная работа № 2
«ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ ДЕТАЛЕЙ УГЛОМЕРОМ С НОНИУСОМ»
Цель работы: изучение устройства угломера типа 2 и его нониуса.
Получение навыков измерения углов угломером.
Средства измерений: угломер с нониусом типа 2 ГОСТ 5378-88, детали
различной формы.
Методы измерений: углы в данной работе измеряются нониусным
методом.
Краткие теоретические сведения
Методы измерения углов
Единицей измерения плоского угла считается градус. Градусом называется
1/360 часть окружности, он состоит из 60 угловых минут, а минута состоит из
60 угловых секунд.
Углы изделий измеряют тремя основными методами:
1) методом сравнения с жесткими контрольными инструментами угловыми мерами, угольниками, конусными калибрами и шаблонами;
2) абсолютным гониометрическим методом, основанным на использовании
приборов с угломерной шкалой;
3) косвенным тригонометрическим методом, который заключается в
определении линейных параметров, связанных с измеряемым углом
тригонометрической функцией.
Для хранения и передачи единицы плоского угла, градуировки угломерных
приборов,
а
также
для
непосредственных измерений служат угловые
призматические меры. Для проверки и разметки прямых углов, для контроля
изделий при сборке или монтаже и т.д. предназначены угольники поверочные.
Для проверки углов конусов служат калибры-втулки (для проверки наружных
конусов)
и
калибры-скобы
(для
контроля
поверхностей).
15
внутренних
конических
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Угловые меры (рис. 12) изготавливают в виде прямых призм и применяют
для контроля углов и градуировки угломерных инструментов и угловых
шаблонов. Угловые меры аналогичны плоскопараллельным концевым мерам
длины. Угловые меры выпускают в виде наборов с градацией углов через 2°,
1°,15′ и различными номинальными значениями углов. Набор состоит из 93
плиток с номинальными углами до 90°. Угловые меры изготавливают четырех
классов точности: 00, 0, 1, 2. Угловые меры могут притираться друг к другу, но
их сцепление менее надежно, чем у плоскопараллельных концевых мер длины,
поэтому блоки угловых мер соединяют друг с другом при помощи специальных
приспособлений. Плитки в блоки соединяют при помощи державок, винтов и
конических штифтов. Державки позволяют собирать блоки из двух и трех
угловых мер.
Рис. 12. Угловые призматические меры
При абсолютных измерениях величина угла определяется непосредственно
в угловых единицах с помощью угломеров, делительных головок, микроскопов
и других приборов. Наибольшее распространение получили нониусные
угломеры, которые выпускаются двух типов: УН - для измерения наружных и
внутренних углов и УМ - для измерения наружных углов. Наружными
называются углы 0 - 180°, внутренними - углы больше 180°.
Для
контроля
горизонтальности
и
вертикальности
плоских
и
цилиндрических поверхностей, а также для оценки углов отклонений реальных
поверхностей деталей от заданных применяются различного рода уровни.
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Устройство угломера
Угломер с нониусом применяется для измерения контактным методом
наружных и внутренних углов различных изделий. Наружными называются
углы 0 - 180°, внутренними - углы больше 180°. Отсчет показаний ведется по
угловому нониусу.
Угломер с нониусом (рис.13) смонтирован на основании 1, жестко
скрепленным с линейкой 5. По дуге основания перемещается сектор 4, несущий
нониус. К сектору посредством зажима может быть прикреплен угольник 2 или
съемная линейка 7, имеющие возможность перемещаться по грани сектора.
Съемная линейка может прикрепляться и к короткой стороне угольника.
Рис. 13. Угломер с нониусом
Отсчет, полученный при измерении угловых величин или при установке
заданного угла, производится по шкале и нониусу следующим образом:
нулевой штрих нониуса показывает число градусов, а штрих нониуса,
совпадающий со штрихом шкалы основания - число минут (рис.14).
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 14. Нониус угломера
Порядок выполнения работы
Измерение наружных и внутренних углов угломером осуществляют по
схемам, показанным на рис. 15. Наружные углы в диапазоне от 0 до 50°
измеряют с помощью угольника 2 и линейки 7, совмещая стороны измеряемого
угла с измерительными поверхностями линеек 5 и 7 (рис.15 а). Наружные углы
в диапазоне от 50 до 140° измеряют при снятом угольнике 2 и установленной на
его месте линейке 7 (рис.15 б). Измерительные поверхности короткой стороны
угольника 2 и линейки 5 при снятой линейке 7 (рис.15 в) используют для
измерения наружных тупых углов от 140° до 180° и внутренних тупых углов от
180° до 230°. Внутренние углы в диапазоне от 40° до 180° измеряют при снятых
угольнике 2 и линейке 7 (рис.15 г).
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в
г
Рис. 15. Схемы измерения угломером: а, б - наружных углов; в, г - внутренних углов
Содержание отчета
Отчет о лабораторной работе должен содержать:
1) цель и название работы, описание средств измерений;
2) рисунок детали с результатами измерения углов;
3) выводы.
Контрольные вопросы
1. Расскажите об устройстве угломера.
2. Расскажите об измерении углов методом сравнения с жесткими
контрольными инструментами.
3. Расскажите об измерении углов абсолютным методом, косвенным
тригонометрическим методом.
4. Дайте понятие контактного метода измерения физической величины,
приведите несколько примеров измерений, производимых контактными и
бесконтактными методами.
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лабораторная работа № 3
«ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ
И ОЦЕНКА ПРИТИРАЕМОСТИ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ»
Цель работы: ознакомиться с назначением и основными техническими
характеристиками плоскопараллельных концевых мер длины. Научиться
составлять блоки концевых мер нужного размера. Измерить отклонение от
плоскостности интерференционным методом. Провести внешний осмотр,
оценку притираемости к плоской стеклянной пластине.
Средства измерений: плоская стеклянная пластина, концевые меры длины.
Методы измерений: при измерении отклонения от плоскостности концевой
меры длины применяют косвенные измерения, т. к. измеряют величину прогиба
интеференционных полос и расстояние между ними, а искомое значение
отклонения от плоскостности рассчитывают по формуле. При оценке
притираемости концевых мер длины используют прямые измерения - усилие
сдвига двух мер относительно друг друга. В том и другом случаях измерения
проводят методом непосредственной оценки.
Краткие теоретические сведения
Плоскопараллельные концевые меры длины.
Плоскопараллельные концевые меры длины ГОСТ 9038 имеют форму
прямоугольного
параллелепипеда
(плитки)
измерительными
поверхностями,
расстояние
с
двумя
между
параллельными
которыми
номинальному значению длины L меры (рис.16).
Рис. 16. Плоскопараллельные концевые меры длины
20
равно
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Длина мер изменяется в пределах от 0,1 мм до 1000 мм через
опредеделенные интервалы - градации, равные 0,001; 0,005; 0,01; 0,1; 0,5; 1,0;
10; 25; 50 и 100 мм.
Рабочие концевые меры длины предназначены для регулировки и
настройки
на
размер
показывающих
измерительных
приборов,
для
непосредственных измерений размеров изделий, а также для выполнения особо
точных разметочных работ и наладки станков.
Образцовые меры длины применяют для передачи размера единицы длины
от первичного эталона концевым мерам меньшей точности и для поверки и
градуировки измерительных приборов. Концевые меры при использовании в
качестве образцовых должны быть поверены в качестве образцовых 1, 2, 3 и 4 го разрядов по МИ 1604 и должны иметь отличительный знак при выпуске из
производства.
Рассмотрим нормируемые параметры концевых мер. Длина концевой меры
в любой точке измерительной поверхности равна длине перпендикуляра,
опущенного из данной точки на противоположную поверхность. Отклонение
длины концевой меры – наибольшая по абсолютному значению разность между
длиной меры в любой точке и номинальной длиной. Отклонение от
плоскопараллельности концевой меры есть разность расстояний между
наименьшей и наибольшими длинами. Притираемость концевых мер - это
свойство измерительных поверхностей мер прочно сцепляться между собой
или с плоскими стеклянными пластинами при накладывании одной меры на
другую или меры на пластину. Притираемость мер объясняется молекулярным
притяжением тщательно обработанных поверхностей в присутствии тончайших
слоев смазки толщиной около 0,02 мкм, которая остается после промывки их
бензином. Перед составлением блока нужно отобрать входящие в него меры,
вытереть смазку чистой салфеткой, промыть меры в бензине и высушить.
Размер блока мер равен сумме длин мер, входящих в него. Предельные
отклонения длины от номинального значения приведены в ГОСТе 9038 в
зависимости от класса точности меры и интервала номинальных размеров.
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Концевые меры длины выпускаются наборами, которые обеспечивают
составления блока мер любого размера с интервалом в 1 мкм. При наборе
концевых мер в блоки нужно стремиться к минимальному количеству плиток
(мер). Расчет количества плиток следует начинать с подбора наименьших по
размеру. Притирку промытых бензином плиток производят в обратном
порядке: берут сначала плитку наибольшего размера, затем следующую по
длине и, наконец, самую малую меру. По концам собранного блока притирают
защитные боковые меры,
учитывая их размер в блоке. Две пары
дополнительных защитных мер притираются к блоку всегда одной стороной и
служат для защиты основных мер блока от изнашивания и повреждений.
Концевые меры длины изготавливают 0, 1, 2 и 3 классов точности,
записанных в последовательности понижения точности (класс точности 3
самый грубый). По согласованию между потребителем и изготовителем могут
использоваться классы точности 00 и 01 (класс точности 00 самый точный).
Сущность интерференционного метода. Определение отклонения от
плоскостности.
Для проверки отклонения от плоскостности концевых мер длины
используют интерференционный метод измерения. Интерференцией света
называется явление сложения двух или нескольких когерентных (имеющих
одинаковую длину и постоянную разность фаз) колебаний световых волн. Для
получения двух когерентных световых волн используют разделение на две
части пучка лучей, исходящих от одного источника света. В данном случае
будем использовать небольшой воздушный клин, образованный между
плоскопараллельной полированной стеклянной пластинкой 1 и поверхностью
концевой меры 2, на которую положена пластина (рис. 17).
В однородном свете на концевой мере наблюдаются ярко выраженные
темные и светлые полосы, в белом свете – цветные.
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 17. Интерференционный метод определения отклонения
от плоскостности концевой меры длины: а – положение стеклянной пластины
и концевой меры для наблюдения интерференционной картины; б, в, г – различные
варианты расположения интерференционных полос
Расстояние между серединами двух соседних темных или светлых полос
называется шириной интерференционной полосы b (рис. 17). В белом свете за
ширину интерференционной полосы принимают расстояние между серединами
одноименных по цвету полос. Рекомендуют ширину полос отсчитывать от
середины коричневых полос.
Проведение измерений отклонения от плоскостности
Промойте стеклянную пластину и проверяемую концевую меру длины
авиационным бензином или спиртом и насухо протрите салфеткой.
1. Положите стеклянную пластину на ребро концевой меры, не касаясь
пальцами рабочей поверхности, как показано на рис. 17, а.
2. Прижимая пластину к ребру концевой меры, создайте небольшой
воздушный клин и добейтесь четкой интерференционной картины на
поверхности концевой меры.
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. По характеру искривления полосы определите вид плоскости концевой
меры. Если средние точки наиболее удалены от ребра воздушного клина,
поверхность концевой меры выпукла (рис.17, в), если же эти точки наиболее
близки к ребру клина, поверхность вогнута (рис.17, г). При идеально плоской
поверхности наблюдаемые полосы будут прямые (рис.17, б).
4. Приняв за единицу ширину полосы b, визуально определите, какую
долю от этого размера составит стрела прогиба f. Значение отношения f/b
запишите.
5. Повторите измерение при наложении стеклянной пластины на длинное
ребро концевой меры длины.
6. Величину отклонения от плоскостности Δ рассчитайте по формуле:

f 
 ,
b 2
где λ - длина волны света, в котором получается интерференционная
картина. Для белого цвета среднее значение длины волны λ=0,6 мкм.
7. Дайте заключение о годности проверяемой концевой меры.
Допускаемые значения отклонений от плоскостности приведены в таблице.
Номинальные
значения
длины
концевых мер
Допускаемые отклонения
длины от номинального
от плоскопараллельности для
значения для различных
различных классов точности,
классов точности,
мкм
мкм
мм
0
1
2
3
0
1
2
3
Св. 0,9 до 10
0,12
0,20
0,40
0,80
0,10
0,16
0,30
0,30
Св. 10 до 25
0,14
0,30
0,60
1,20
0,10
0,16
0,30
0,30
Св. 25 до 50
0,20
0,40
0,80
1,60
0,10
0,18
0,30
0,30
Св. 50 до 75
0,25
0,50
1,00
2,00
0,12
0,18
0,35
0,40
Св. 75 до 100
0,30
0,60
1,20
2,50
0,12
0,20
0,35
0,40
Св. 100 до 150 0,40
0,80
1,60
3,00
0,14
0,20
0,40
0,40
Св. 150 до 200 0,50
1,00
2,00
4,00
0,16
0,25
0,40
0,40
Кроме интерференционного метода, приведенного выше, определение
отклонения от плоскостности измерительных поверхностей концевых мер
длины в свободном состоянии можно проводить с помощью поверочной
линейки ЛД-50 путем наблюдения щели (просвета) между гранью линейки и
проверяемой поверхностью.
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Острое ребро поверочной линейки ЛД-50 прикладывают вдоль длинного и
вдоль короткого ребер измерительных поверхностей концевой меры. Размер
щели (просвета) оценивают визуально, сравнивая с «образцом просвета».
Для получения образца просвета к нижней плоской стеклянной пластине
притирают три концевые меры, разность номинальных длин которых равна
2 мкм. Две одинаковые меры с большей длиной (например 1,007 мм)
притирают по краям, а меру с меньшей длиной (например 1,005 мм) притирают
между ними. При наложении ребра поверочной линейки на концевые меры в
направлении, параллельном их короткому ребру, получаем «образец просвета»
размером 2 мкм. Отклонение от плоскостности измерительных поверхностей
концевых мер в свободном состоянии не должно превышать 2 мкм в соотв. с
ГОСТ 9038-69.
Внешний осмотр и проверка притираемости
При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие
поверяемых концевых мер следующим требованиям:
- упаковка, комплектность и маркировка должны соответствовать
требованиям ГОСТ 9038-89;
на измерительных и нерабочих поверхностях концевых мер,
-
находящихся в эксплуатации или выпускаемых из ремонта, допускается
наличие незначительных дефектов (царапин, выбоин и т.п.), расположенных в
зоне измеряемых точек и не влияющих на притираемость и эксплуатационные
свойства.
Проверка притираемости:
-
Концевые меры притирают к плоской стеклянной пластине сначала
одной, а затем другой измерительной поверхностью. Наблюдая поверхность
концевой меры через пластину, слегка прижимают пластину к концевой мере
до появления интерференционных полос, увеличивая нажим на меру и
осторожно перемещая ее в поперечном направлении в одну или другую
сторону, добиваются постепенного их исчезновения.
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- При проведении операции, во избежание прогрева стеклянных пластин и
поверяемых концевых мер, необходимо пользоваться поочередно несколькими
стеклянными пластинами и салфетками из хлопчатобумажной ткани.
- Качество притираемости измерительных поверхностей концевых мер
оценивается по наличию интерференционных оттенков в белом свете и должно
соответствовать требованиям ГОСТ 9038-89 и МИ 1604-87.
- Концевые меры, у которых притираемость одной из измерительных
поверхностей не удовлетворяет требованиям бракуются и дальнейшей поверке
не подлежат.
- Проверка притираемости концевых мер друг к другу (только при выпуске
из производства) определяется по усилию сдвига при помощи динамометра.
Для стальных мер усилие сдвига должно быть от 29,4 до 78,5 Н, для концевых
мер из твердого сплава - от 29,4 до 98,1 Н.
Порядок выполнения работы
Для выполнения работы необходимо:
1) получить допуск к работе, концевые меры и стеклянную пластину;
2) провести
измерение
отклонения
от
плоскостности,
зарисовать
интерференционные полосы;
3) провести внешний осмотр и проверку притираемости;
4) сделать выводы.
Содержание отчета
Отчет о лабораторной работе должен содержать:
1) цель и название работы;
2) описание средств измерений;
3) результаты измерения отклонения от плоскостности: схематичное
изображение интерференционных полос, расчеты величины Δ;
4) результаты
внешнего
осмотра
и
оценки
притираемости
плоскопараллельной концевой меры длины к стеклянной пластине;
5) выводы.
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Контрольные вопросы
1. Концевые меры длины, отличие рабочих и образцовых мер.
2. Правила составления блока концевых мер.
3. Назовите нормируемые параметры концевых мер.
4. Определение отклонения от плоскостности интерференционным
методом.
5. Определение отклонения от плоскостности с помощью поверочной
линейки.
6. Внешний осмотр и проверка притираемости.
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лабораторная работа № 4
«КОСВЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ МАТЕРИАЛА
ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ»
Цель работы: Знакомство с косвенными измерениями методом приведения,
определение плотности материала изделия.
Средства измерений: штангенциркуль, весы лабораторные ВЛР-200, набор
гирь, призматические детали разного размера, изготовленные из одного и того
же материала.
Методы измерений: при измерении плотности материала в данной работе
применяются косвенные измерения, т.к. измеряются масса и размеры деталей, а
искомое значение плотности рассчитывается по формуле. Масса измеряется
методом сравнения с мерой, размеры – нониусным методом.
Краткие теоретические сведения
Проведение косвенных измерений. Метод приведения.
Результат косвенного измерения обычно находят путем подстановки в
уравнение результатов измерений аргументов. Например, с целью определения
плотности твердого тела ρ = m/V измеряют массу тела m и его объем V. Для
того, чтобы уменьшить погрешности, возникающие при проведении косвенных
измерений, используют специальный способ: измеряют аргументы α 1,…,αk
несколько раз одновременно, получают согласованные экспериментальные
данные. Измеренные сочетания аргументов α′ 1,…, α′k ; α′′1,…, α′′k; α′′′1,…,α′′′k
подставляют в уравнение и вычисляют ряд значений измеряемой величины А:
А1, А2,…, Аm. Таким образом, результаты косвенных измерений приводят к
ряду прямых измерений. Поэтому этот метод косвенных измерений называют
методом приведения.
Чтобы определить плотность материала детали или вещества, берут объем
V1 и измеряют массу материала m1, содержащуюся в этом объеме. Затем берут
объем V2 и находят массу m2, находящуюся в объеме V2, и т. д. Эти
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
согласованные результаты измерений аргументов подставляют в формулу
определения плотности ρ = m/V и получают ряд данных ρ 1,...,ρn, по которым
n
i
i 1
n
находят результат измерения:   
(*)
Порядок выполнения работы
Для выполнения работы необходимо:
1) изучить правила работы с весами и получить допуск к работе;
2) с помощью весов измерить массу одной детали;
3) штангенциркулем измерить размеры детали;
4) рассчитать
объём и плотность
детали (объем призмы
равен
произведению её высоты на площадь основания), результаты занести в
таблицу;
5) аналогичные операции провести с остальными деталями. Результаты
занести в таблицу;
6) по формуле (*) определить действительное значение плотности детали.
Содержание отчета
Отчет о лабораторной работе должен содержать:
1) цель и название работы;
2) описание средств измерений;
3) результаты измерения каждой детали в виде таблицы;
4) Выводы.
Контрольные вопросы
1. Дайте понятие косвенных измерений, приведите несколько примеров
косвенных измерений.
2. В чем заключается метод приведения?
3. Перечислите основные методы взвешивания.
4. Приведите классификацию весов по их назначению.
5. Опишите конструкцию равноплечих весов.
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Библиографический список
1. Раннев, Г.Г., Методы и средства измерений [Текст] / Г.Г. Раннев, А.П.
Тарасенко. – Москва: Академия, 2004. – 327 c.
2. Шишмарев, В.Ю. Средства измерений [Текст] / В.Ю. Шишмарев. –
Москва: Академия, 2006. – 375 c.
3.
ГОСТ
9038-90.
Меры
длины
концевые
плоскопараллельные.
Технические условия [Текст]. – Введ. 1990
4. ГОСТ 13762-86. Средства измерений и контроля линейных и угловых
размеров [Текст]. – Введ. 1986
5. МИ 2083-90. ГСИ. Рекомендация. Измерения косвенные. Определения
результатов измерений и оценивание их погрешностей. – Москва: Изд-во
стандартов, 1991. – 9 с.
6. Нормативные документы в области метрологии (действующие в России
по состоянию на 1 января 2001 г.) [Текст]: указатель. /Всероссийский
научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС)
- Москва: ТОТ, 1998. – 102 с.
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Домашнева Екатерина Леонидовна
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ
Методические указания к лабораторным работам
Редактор Г.В. Казьмина
Подписано в печать
. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.
Ризография. Объем 2,0 л. Тираж 100 экз. Заказ №
.
Издательство Липецкого государственного технического университета.
Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.
398600, Липецк, ул. Московская, 30.
31
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
24
Размер файла
645 Кб
Теги
измерение, 3737, метод, контроля, средств
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа