Учет основных составляющих погрешностей универсальных средств измерений геометрческих параметров.

Основные составляющие погрешности при различных условиях измерения и их влияние на предельную погрешность измерения:

1. Погрешности, зависящие от средств измерений. Нормируемую допустимую погрешность измерительного средства следует рассматривать как погрешность измерения при одном из возможных вариантов использования этого измерительного средства, поскольку правильная проверка точностных данных прибора (погрешности прибора) заключается в измерении им образцовой меры. В связи с этим при установлении вариантов использования измерительных средств учитывалась степень влияния составляющих на погрешность прибора,

выявляемую при его проверке. Варианты использования, зависящие от измерительных средств, отличаются значением перемещения измерительного стержня.

Это означает, что при измерениях методом сравнения с мерой настройку прибора по установочной мере производят на такое значение размера, при котором отсчетное устройство прибора будет использовано в пределах перемещения измерительного стержня, указанных в табл. I и II.

Следует подчеркнуть, что составляющую погрешности измерения, зависящую от средства измерения, во всех случаях принимают исходя из предположения, что прибор исправен и соответствует требованиям технической документации, в том

числе и в отношении требований к расположению его в пространстве.

.2. Погрешности, зависящие от установочных мер. Погрешности, зависящие от концевых мер длины, возникают из- за погрешности их изготовления, включая измерение, (классы) или погрешности аттестации (разряды), а также из-за погрешности от притирания. Высокоточные меры должны быть аттестованы и

при работе следует использовать данные аттестата.

3. Погрешности, зависящие от измерительного усилия Измерительное усилие обеспечивает замыкание элементов измерительной цепи, включающей как элементы измерительного средства, так и объект измерения, и вызывает их упругие деформации. При оценке влияния измерительного усилия на погрешность измерения принято выделять упругие деформации установочного узла и деформации в зоне контакта измерительного наконечника с деталью.

Максимальное усилие следует учитывать при расчете контактных деформаций, которые, кроме того, зависят от материала, формы и состояния поверхности измерительного наконечника и объекта измерения.

Этот вид погрешности учитывается в настоящих методических указаниях для высокоточных измерений, когда допускаемые погрешности сопоставимы с величиной контактных деформаций и сказывается различие величины контактных деформаций на установочных мерах и на объектах измерений, а также при плоских измерительных наконечниках, когда вид контакта (плоскостный, линейчатый и точечный) и контактные деформации зависят от формы объекта измерения. При выборе измерительного усилия отсчетной головки необходимо стремиться к тому, чтобы измерительное усилие было минимальным, при котором обеспечивается ограничение в заданных пределах случайной составляющей погрешности измерения. К этому необходимо стремиться и при регулировании

измерительного усилия, когда регулирование обеспечивается конструкцией измерительного средства. Измерительные устройства с малым измерительным усилием отличаются обычно большой случайной составляющей погрешности измерения из-за чувствительности их к воздействию влияющих величин (например, вибраций). Другими словами, малое измерительное усилие не

обеспечивает надежного силового замыкания измерительной цепи прибор-деталь и за исключением тех случаев, когда это необходимо по условиям деформаций, не следует применять отсчетные головки с малым усилием.

4. Погрешности, происходящие от температурных деформаций.

Определение суммарного влияния температурных деформаций на погрешность измерений u1089 сложно и связано с необходимостью получения данных о физических свойствах материалов деталей условиях теплопередачи.

Температурный режим есть условная, выраженная в градусах Цельсия, разность температур объекта измерения и измерительного средства, которая при определенных "идеальных" условиях вызовет ту же погрешность, как и весь комплекс реально существующих причин. Эти условия сводятся к тому, что прибор и деталь имеют постоянную по объему температуру, а коэффициент

линейного расширения материалов, из которых они изготовлены,

равен 11,6·10-6 1/град. Если указанные идеальные условия соблюдены, то

температурный режим в n градусов означает, что допускается такая же разность температур измерительного средства и объекта измерения и соответствующая разность их деформаций по линии измерения. Если условия не соблюдены, то разность температур должна быть меньше на такую величину, которая компенсировала бы дополнительный источник погрешности.

5. Погрешности, зависящие от оператора (субъективные погрешности).

Возможны четыре вида субъективных погрешностей: присутствия, отсчитывания, действия, профессиональные.

Субъективная погрешность присутствия проявляется в виде влияния теплоизлучения оператора на температуру окружающей среды [2].

Как показали результаты экспериментов, наиболее существенное влияние на погрешность измерения оказывают субъективные погрешности действия и профессиональные.

К субъективным погрешностям действия относятся погрешности, вносимые оператором при настройке прибора, подготовке объекта измерения или установочных мер и т.д. По происхождению, источнику возникновения этот вид погрешностей частично можно отнести к погрешностям, связанным с

измерительными средствами, которые проявляются при поверке этих средств.

притирки концевых мер. Эти погрешности вошли в погрешности от установочных мер.

Субъективные погрешности действия возникают при перемещении прибора относительно детали или детали относительно элементов прибора при измерении внутренних размеров.

Полностью учесть все виды субъективных составляющих погрешности измерения при разработке вариантов использования измерительных средств не представляется возможным, тем более, что их значения существенно зависят от квалификации оператора, от опыта его работы с тем или иным средством измерений.

Влияние погрешности отсчитывания учитывают только тогда, когда стремятся максимально использовать точностные возможности измерительных средств, например, при измерении в пределах 2-3 делений шкалы.

 

22.Оценка показателей точности выбранного средства измерения геометрических параметров. («брак» от измерений).

Вероятностный подход заключается в выборе точности средств измерений по задан браку измерения I и II рода (необнаруженный и ложный брак).
Если контроль осуществляется абсолютно точными средствами измерений, все изделия, находящиеся в поле допуска, были бы признаны годными, а изделия, у которых измеряемый параметр превышает допуск, были признаны непригодными. Из-за существования погрешности измерений при контроле часть негодных изделий будет признана годными (брак измерения II рода), а часть годных изделий – негодными (брак измерения I рода). На брак измерения влияет рассеивание действительных значений контролируемого параметра, установленный допуск на контролируемый параметр, закон распределения погрешностей измерений и рассечения действительного значения контролируемого параметра.

 

Точность средства измерения объясняется погрешностями связанными с этим средством измерения. Основными составляющими погрешности при различных условиях измерения являются:

1)Погрешности зависящие от средства измерения

2)Погрешности зависящие от установочных мер

3)Погрешности зависящие от измерительного усилия

4)Температурные погрешности

5)Погрешности обусловленные криволинейной формой детали

6)Субъективные погрешности

Рассмотрим одну из составляющих погрешностей, а именно погрешность зависящую от средства измерения. Нормируемую допустимую погрешность СИ следует рассматривать как погрешность измерения при одном из возможных вариантов использования этого средства, поскольку проверка точностных данных прибора заключается чаще всего в измерении им рабочего эталона. При установлении вариантов использования СИ следует учитывать меру влияния составляющих на погрешности прибора, выявившуюся при проверке этого прибора. Если при измерениях используется механические контактные средства измерений, имеющие в своем составе измерительный стержень, то при применении метода сравнения, настройку средства по установочной мере следует производить на такое значение размера при котором отсчетное устройство будет использовано в рекомендуемых пределах.

Для наиболее полного использования точностных возможностей СИ применяется вариант, при котором перемещение измерительного стержня задается в пределах 2-3 цен деления шкалы. В этом случае на погрешность измерения оказывает влияние только случайная составляющая погрешности измерительного средства.

Следует подчеркнуть, что составляющую погрешности измерения, зависящую от средства измерения, во всех случаях, принимают, исходя из предположения, что средство исправно и соответствует требованиям технической документации, в том числе и в отношении требований к расположению его в пространстве.

В том случае, если указаны небольшие значения погрешности измерения при использовании средства на 2-3 деления шкалы, то требуется особенно тщательно соблюдать все условия измерения, а процесс измерения должен проводить опытный оператор.

«Брак» от измерения происходит из-за неправильно принятых приемочных границ. Приемочные границы, т.е. значения предельных размеров, по которым производится приемка изделий, следует устанавливать с учетом влияния предельной допускаемой погрешности измерения. В связи с этим при назначении допуска на изготовление необходимо учитывать не только особенности функционирования и возможности технологического процесса обработки в отношении точности, но и возможные погрешности измерения. Допуск на размер следует рассматривать как допуск на сумму погрешностей технологического процесса, которые не дают возможность получить абсолютно точное значение размера, в том числе и из-за погрешности измерения.

Влияние погрешности измерения на результаты разбраковки рассмотрено в приложении к стандарту, позволяющие определять вероятное количество неправильно принимаемых и неправильно бракуемых деталей, а также выход за границу допуска размера у неправильно принимаемых деталей. Эти данные рассчитываются аналитически и для каждого случая выводяться как обязательные при выборе средства. Это значительно ускоряет и упрощает анализ брака от измерений. В этом случае конструктор и технолог разгружены от необходимости использования графиков или таблиц – результат выдается автоматически. На конструкторе, технологе или метрологе лежит ответственность только за его анализ.

Для учета влияния погрешностей измерения стандартом предусмотрены 2 возможных варианта установления приемочных границ.

При первом варианте приемочные границы устанавливают совпадающими с нормируемыми предельными значениями проверяемого изделия, т.е возможное влияние погрешности измерения учитывается конструктором при выборе квалитета и вида посадки.

При втором варианте границы устанавливают с введением производственного допуска, т.е. нормируемые предельные значения смещают внутрь допуска с учетом возможного влияния погрешности измерения. Смещение не должно превышать половины нормируемой в стандарте допускаемой погрешности измерения.