Материал: Средства измерений. лабораторный практикум. Жилин Р.А., Жулай В.А

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Р.А. Жилин В.А. Жулай

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ: ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Утверждено учебно-методическим советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2018

2

ВВЕДЕНИЕ

Общепринятое определение метрологии дано в РМГ 2999 БЗ 10-99/17 «Рекомендации по межгосударственной стандартизации. МЕТРОЛОГИЯ. Основные термины и определения»: метрология – наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Греческое слово «метрология» образовано от слов

«метрон» – мера и «логос» – учение.

Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью. Средства метрологии

– это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

Средство измерений (СИ) – техническое средство,

предназначенное для измерений и используемое для создания и (или) преобразования измерительных сигналов. Средства измерения, дающие численную величину размера, носят название измерительных инструментов и приборов.

Все средства измерения и контроля можно разделить на три основные группы: меры; калибры; универсальные инструменты и приборы.

Мерами называются инструменты, при помощи которых воспроизводят единицы измерения либо их кратные значения. К мерам относятся концевые и угловые плитки, образцовые штриховые меры, рулетки, масштабные линейки, метрыкомпараторы, лимбы и пр.

Калибры – бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для контроля размеров, форм и взаимного расположения частей изделия. В основу конструирования калибров положен принцип подобия, согласно которому калибры должны быть прототипом сопрорягаемой детали.

Универсальные СИ по конструктивным признакам делятся на: штриховые инструменты, оснащенные нониусом (штангенинструменты, универсальные угломеры и т. д.); микрометрические инструменты и приборы; рычажно-механические

3

приборы (миниметры, индикаторы часового типа, рычажные микрометры и т.д.) и некоторые другие.

Метод измерения определяется совокупностью используемых измерительных средств и условий измерения. Различают следующие методы измерения: абсолютный — определение измеряемой величины (ее оценка) с помощью мерительного инструмента, например измерение размеров изделия с помощью штангенциркуля; относительный (сравнительный) – определение величины (ее оценка) отклонения замеряемого размера от требуемой установленной меры или образца.

Приборы для измерения относительным методом не так удобны, потому что их необходимо предварительно настраивать, но они дают высокую точность измерения. Как правило, каждое измерение может быть произведено как абсолютным, так и относительным методом; прямой – непосредственная оценка значения искомой величины или отклонений от нее путем прикладывания специальных измерительных приспособлений или приборов. Прямой метод измерения наиболее удобен среди других, поэтому на производстве предпочитают пользоваться им; косвенный – оценка искомой величины или отклонений от нее по результатам измерения другой величины, связанной с искомой определенной зависимостью. Примерами косвенного метода измерения могут служить определение величины дуги по результатам измерения длины хорды, определение диаметра малого отверстия в труднодоступном для измерения месте замером диаметра цилиндрического пальца (втулки), входящего в данное отверстие.

На практике часто приходится сопоставлять точность прямых и косвенных измерений. Следует сказать, что в некоторых случаях косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые. Например, в случае измерения межцентрового расстояния отверстий замеряют кратчайшее расстояние между отверстиями по их образующим, а затем к этому числовому значению добавляют величины радиусов одного и другого отверстий.

4

Метрологические характеристики средств измерения

Важнейшим свойством, отличающим СИ от других технических средств, является метрологическая характеристика. Ниже перечислены основные метрологические показатели.

Шкала – это система отметок и соответствующих им последовательных числовых значений измеряемой величины. Главные характеристики шкалы: количество делений; цена деления; диапазон показаний; диапазон измерений; пределы измерений.

Деление шкалы – это расстояние от одной отметки шкалы до соседней отметки.

Цена деления шкалы – это разность между значениями двух соседних значений на данной шкале.

Диапазон показаний шкалы – это область значений шка-

лы, нижней границей которой является начальное значение данной шкалы, а верхней – конечное значение данной шкалы.

Диапазон измерений – это область значений величин в пределах которой установлена нормированная предельно допустимая погрешность.

Пределы измерений – это минимальное и максимальное значение диапазона измерений.

Предел допустимой погрешности – наибольшая по-

грешность СИ, при которой оно может быть признано годным. Погрешность измерения – разность между результатом

измерения и истинным значением измеряемой величины. Точность измерений – характеристика качества измере-

ний, чем выше точность – тем меньше погрешности.

Точность средств измерений – качество средств изме-

рений, характеризующее близость к нулю их погрешностей.

Чувствительность измерительного прибора – отно-

шение измерения сигнала на выходе измерительного средства к вызвавшему его измерению измеряемой величины.

Поправка – величина, которая будучи алгебраически прибавлена к показанию измерительного прибора или к номинальному значению меры (дабы исключить систематические погрешности) даст возможность получить значение измеряемой величины, более близкое к истинному значению.

5