МЕРИТЕЛЬ. Лабораторное оборудование - часть 10

43

В зависимости от вида измеряемых величин, необходимой

точности, условий проведения измерений используются

различные СИТ, которые выдают измерительную информацию в

виде, удобном для восприятия оператором.

Все СИТ, независимо от их исполнения, имеют ряд общих

свойств, необходимых для выполнения ими функциональных

назначений.

Технические характеристики, которые описывают эти

свойства и оказывают влияние на результаты и погрешности

измерения, называются метрологическими характеристиками СИТ.

Особое значение имеют нормированные метрологические

характеристики, определяющие типы СИТ, условия их работы,

погрешности и методы поверки.

Перечень нормированных метрологических характеристик

регламентируется нормативно-технической документацией на

конкретные типы СИТ.

Важной характеристикой СИТ является погрешность.

Погрешность – это разность между показанием средства

измерительной техники и истинным (действительным) значением

измеряемой величины.

Цена деления - изменение измеряемой величины, которому

соответствует перемещение указателя на одно деление шкалы. У

цифровых приборов вместо цены деления указывается единица

младшего разряда числа в показании приборов.

К числу характеристик СИТ также относится вариация

показаний измерительного прибора.

Вариация показаний измерительного прибора - это разность

показаний прибора в одной и той же точке шкалы при плавном

подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений

измеряемой величины.

Размах показаний - это рассеяние результатов измерения,

образующих ряд и определяемое как разность наибольшего и

наименьшего значения измеряемой величины.

Диапазон измерения - область значений величины,

в пределах которой нормированы допускаемые пределы

погрешности СИТ.

44

Измерения невозможно выполнить абсолютно точно ввиду

несовершенства методов и средств измерительной техники,

влияния условий окружающей среды, ошибок оператора и т.д.

Ввиду действия большого количества причин, которые

проявляются в процессе изготовления, эксплуатации, измерения,

показания измерительных приборов отличаются от истинного

значения измеряемой величины.

Такие отклонения характеризуются погрешностями средств

измерительной техники, некоторые из которых приведены ниже:

1) Абсолютная погрешность - это разность между показанием

средства измерительной техники и истинным значение измеряемой

величины, которая определяется по формуле:
                             

Δ=Аi – Q ;

где: Аi – показание средства измерительной техники;

        Q - истинное значение измеряемой величины.

В метрологической практике чаще приходится иметь дело не

с истинным значением измеряемой величины, а с действительным

Ад, определенным опытным путем с помощью СИТ.

Абсолютная погрешность в этом случае определяется по формуле:
                             

Δ=Аi – Ад .

2) Относительная погрешность измерения - это отношение

абсолютной погрешности СИТ к действительному значению

измеряемой величины, выраженное в процентах:
                         

δ

= х100%.

 

3) Приведенная погрешность измерения - это отношение

абсолютной погрешности СИТ к условно принятому значению

величины, постоянному во всем диапазоне измерений.

Условно принятое значение измеряемой величины

(приведенную погрешность) называют нормирующим. Часто за

нормирующее значение принимают верхний предел измерения.

Приведенную погрешность выражают в процентах.
                            

γ

= х100%.

Δ

Aq

Δ

N

45

                                         

3.6.6 ТИПЫ СИТ

Каждый инструмент имеет свою «профессию».

В данном разделе предлагается к рассмотрению наиболее

распространенные типы СИТ для измерения линейных, угловых

размеров, отклонений формы поверхностей и др.видов измерений.

Меры – это средства измерительной техники,

предназначенные для воспроизведения физической величины

заданного размера.

Меры, предназначенные для воспроизведения величины

одного размера, называется однозначными (например, концевые

меры длины). Многозначные меры могут воспроизводить ряд

размеров физической величины (например, измерительная

линейка).

Набор мер состоит из нескольких мер, которые могут

выполнять свои функции как в отдельности, так и в сочетаниях

друг с другом (например, набор концевых мер длины). Сравнение с

мерой выполняют с помощью специальных технических устройств

- компараторов.

Концевые меры длины были изобретены в начале 19

века С.Е.Джоханссоном (С.Е.Johansson). В иерархической цепи

передачи размеров, которая начинается с эталонов, концевые

меры занимают ключевую позицию. И это делает их самой

существенной материальной мерой в метрологии в течение

последних 200 лет.

В зависимости от погрешности аттестации меры

подразделяются на разряды, а погрешность самих мер является

основой их деления на классы.

Меры, которым присвоен разряд, применяются для поверки

средств измерительной техники и называются эталонными.

В соответствии с Государственной поверочной схемой

концевые меры длины (КМД) служат эталонными средствами

измерений 1, 2, 3, 4 разрядов и в качестве рабочих. Они

играют важную роль при передаче размера единицы длины к

нижестоящим по поверочной схеме мерам, при поверке мер,

приборов и их настройке.

Концевые меры длины используются для измерений

деталей и СИТ методом сравнения.

46

от друга количеством, размерами, назначением. Класс точности

присваивается мерам при изготовлении или в дальнейшем при

поверке. Разряд присваивается при поверке в зависимости от

погрешности аттестации.

Поскольку концевые меры длины предназначены для

длительной эксплуатации, во время которой они должны сохранять

размер, поэтому их изготавливают из стали, твердого сплава,

керамики.

Концевые меры длины, в основном, изготавливают из

стали: стальные доказали свою надежность в течение более, чем

100 лет.

Стальные меры КМД обеспечивают высокое сопротивление

износу вместе с хорошей способностью сцепления друг с другом.

Эталонные КМД, изготовленные из стали, тщательно

обработаны и остаются надежными в течение многих лет. Но,

необходимо помнить о необходимости постоянной и тщательной

защиты стальных КМД от коррозии (полированные поверхности

металла особенно уязвимы для коррозии ввиду повышенной

химической активности депассивированного поверхностного

слоя).

В последнее время стали выпускать КМД из сверхтвердой

керамики (преимущественно алюмооксидной).

Керамические меры, благодаря свойствам этого материала,

имеют очевидные преимущества:

- устойчивы к износу и царапинам (при правильной эксплуатации

«вечные»);

- имеют минимальную теплопроводность (минимизирует

погрешность от температуры);

- в несколько раз легче (удобство хранения и эксплуатации);

- не подвержены коррозии;

- не намагничиваются;

- обладают высокой твердостью (9…9,5 по 10-бальной шкале

Мооса).

К недостаткам керамических КМД следует отнести очень

высокую цену, сложность ремонта (доводка керамики отличается