книги / Метрология, стандартизация и сертификация

зует «килосекунду», хотя это формально и не запрещено, правда, из этого правила есть исключение: в космологии используется единица «гигагод» (миллиард лет); дольные приставки присоединяются толькоксекунде(миллисекунда, микросекундаит. д.).

В соответствии с ГОСТ 8.417-2002, наименование и обозначения следующих единиц СИ не допускается применять с приставками: минута, час, сутки (единицы времени), градус, минута, секунда (единицы плоского угла), астрономическая единица, диоптрия и атомная единица массы.

С метрами из кратных приставок на практике употребляют только кило-; вместо мегаметров (Мм), гигаметров (Гм) и т.д. пишут «тысячи километров», «миллионы километров» и т.д.; вместо квадратных мегаметров (Мм²) пишут «миллионы квадратных километров».

Приставки, соответствующие показателям степени, не делящимся на 3 (гекто-, дека-, деци-, санти-), использовать не рекомендуется. Широко используются только сантиметр (являющийся основной единицей в системе СГС) и децибел, в меньшей степени – дециметр и гектопаскаль (в метеорологических сводках), а также гектар.

Производные единицы могут быть выражены через основные с помощью математических операций: умножения и деления. Некоторым из производных единиц для удобства присвоены собственные названия, такие единицы тоже можно использовать в математических выражениях для образования других производных единиц.

Математическое выражение для производной единицы измерения вытекает из физического закона, с помощью которого эта единица измерения определяется, или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость – это расстояние, которое тело проходит в единицу времени; соответственно, единица измерения скорости – м/с (метр в секунду).

Часто одна и та же единица может быть записана поразному, с помощью разного набора основных и производных

41

единиц. Однако на практике используются установленные (или просто общепринятые) выражения, которые наилучшим образом отражают физический смысл величины. Например, для записи значения момента силы следует использовать Н·м, не следует использовать м·Н или Дж.

ЗАДАНИЕ 1:

Перевести результаты измерений из одних единиц измерений в другие.

Последовательность выполнения работы:

1. Под руководством преподавателя и при помощи справочных данных осуществить перевод следующих значений:

1.1.645 футов в километры;

1.2.257 кубических дюймов в кубические футы;

1.3.88 килокалорий в киловатт-часы;

1.4.760 миллиметров ртутного столба в килорамм-силы на квадратный сантиметр;

1.5.250 лошадиных сил в киловатты.

Полученные данные законспектировать в рабочую тетрадь.

2.Получить у преподавателя индивидуальное задание по переводу единиц измерения.

3.Выполнить задание, решение оформить в рабочей тетради.

Контрольные вопросы:

1.Какие единицы измерений являются основными в системе СИ?

2.Как образуются производные единицы измерения?

3.Какие правила использования приставок для обозначения кратных и дольных единиц вам известны?

4.Что такое внесистемные единицы измерений?

42

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

ВЫБОР СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ПО ТОЧНОСТИ

Цель работы: научиться обоснованно выбирать средство измерений для выполнения измерительных задач, руководствуясь принципами допускаемой погрешности и экономической целесообразности.

Теоретические сведения

Под ИЗМЕРЕНИЕМ понимают нахождение физической величины опытным путем с помощью специальных технических устройств – СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ.

Ничего нельзя ни изготовить, ни измерить без хотя бы небольшой точности. ТОЧНОСТЬ – понятие качественное, а её количественнойоценкой, меройточности служит ПОГРЕШНОСТЬ.

ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ – это отклонение результата измерений от действительного значения измеряемой величины.

Погрешности измерений возникаютиз-за множества причин:

–из-за приблизительности методов измерений, например при измерении поперечной ровности (поперечных уклонов) основания или покрытия дороги с определенным шагом по ее длине, вместо непрерывного измерения всей поверхности или из-за использования приближенных формул, используемых для обработки результатов измерений;

–из-за конструктивных особенностей средств измерения, например из-за зазора между подвижной рамкой и штангой штангенциркуля при определении количества зёрен пластинчатой

иигловидной формы в щебне (гравии);

–из-за погрешностей изготовления средств измерения, неидеальности их конструкции, их несовершенства;

–из-за силовых деформаций средств измерений от прилагаемых измерительных усилий и их непостоянства;

–из-за износа трущихся поверхностей средств измерений (штангенциркуль, микрометр, глубиномер, нутромер и др.);

43

–из-за влияния факторов окружающей среды, например изза температурной деформации объекта измерения и средства измерения или из-за слабой освещенности рабочего места оператора, проводящего измерения;

–из-за влияния особенностей объектов измерений, например, влияние твердости и жесткости объекта измерений, возникающее, например, при измерении мягких или хрупких, легко деформируемых образцов и изделий;

–из-за неточного соблюдения оператором условий проведения измерений, например скорости нагружения образца бетона при определенииего прочностиприсжатии(растяженииприизгибе);

–из-за погрешностей, вносимых самим оператором, связанных, например, с несовершенством зрения оператора при взятии отсчета со шкалы средства измерений;

–из-за неточной или неправильной установки (базирования) средства измерений по отношению к объекту измерения, например, несоосность, неперпендикулярность;

Таким образом, суммарная погрешность измерения состоит из множества составляющих и может представлять собой достаточно большую величину, значительно искажающую действительное значение измеряемой величины, а следовательно, суммарную погрешность необходимо учитывать при измерениях. Поэтому для обеспечения единства и достаточной достоверности результата измерения необходимо устанавливать ДОПУСКАЕМУЮ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ, то естьнорму точностиизмерения.

ГОСТ 8.051-81 «ГСИ. Погрешности, допускаемые при измерениях линейных размеров до 500 мм» устанавливает ДОПУСКАЕМЫЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ, которые нельзя превышать. Допускаемые погрешности измерений линейных размеров составляют 20–40 % от допусков размеров (при этом чем больше допуск размера, тем меньший процент от него составляет допускаемая погрешность измерения).

44

Допускаемые погрешности измерений линейных размеров, в зависимости от номинальных размеров и допусков размеров (квалитетов), приводятся в справочникахпо техническимизмерениям.

Для того чтобы правильно выбрать средство измерения по точности, кроме допускаемой погрешности измерения размера, нужно знать ПРЕДЕЛЬНУЮ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРА конкретным средством измерений, т.е. ту возможную наибольшую погрешность, которая может возникнуть при измерении данного размера данным годным (метрологически аттестованным) средством измерения при соблюдении определенных условий измерения.

Предельные погрешности измерений размеров конкретными средствами измерений в зависимости от номинальных размеров и условий измерений приводятся в справочниках по техническим измерениям.

Таким образом, средство измерения должно быть выбра-

но так, чтобы предельная погрешность измерения размера данным средством измерения, при данных условиях измерения, не превышала допускаемой погрешности измерения данного размера.

Выбор средства измерения производится по таблицам ГОСТ 8.051-81 и РД 50-98-86.

ПОЯСНЕНИЯ К ТАБЛИЦАМ, применяемым для выбора измерительных средств

1. В табл. 1 в графе 1 приводятся интервалы номинальных размеров, а в графах 2-11 приводятся записи в виде дробей: в числителе дроби указан допуск размера, а в знаменателе – допускаемая погрешность измерения размера.

Таблицей пользуются следующим образом. Например, если задан исполнительный размер 74+0,12, то номинальный размер 74 мм, а допуск размера 120 мкм. По табл. 1 в графе 1 находим нужный интервал номинальных размеров – св. 50 до 80 мм. Для этого интервала по горизонтали дан ряд дробей. Выбираем ту

45

дробь, у которой в числителе указан допуск размера 120 мкм, а в знаменателе указана нужная допускаемая погрешность измерения

– 30 мкм.

Если допуск заданного размера оказывается между допусками двух соседних дробей, то допускаемая погрешность прини-

мается по ближайшему меньшему допуску.

2. В табл. 2 в графе 1 указаны наименования некоторых средств измерения, и в необходимых случаях указано наружное или внутреннее измерение. В графах 2–4 указаны дополнительные необходимые данные. В графах 5–17 указаны предельные погрешности измерений средств измерения для соответствующих интервалов номинальных размеров.

Таблица 1 Допускаемые погрешности измерений линейных размеров

Таблицей пользуются следующим образом. Например, если для наружного измерения размера 10-0,058 выбран штангенциркуль с ценой деления отсчетного устройства 0,05 мм, то измерение заданного размера таким штангенциркулем даст предельную погрешность измерения 100 мкм. Но такая предельная погрешность измерения превышает допускаемую погрешность измерения за-

46

данного размера, определенную в пункте 1 равной 12 мкм. Это означает, что средство измерения выбрано неверно. Поэтому следует выбрать другое средство измерения, у которого предельная погрешность измерения не будет превышать допускаемой погрешности измерения размера. Таким средством может быть, например, микрометр гладкий, для которого погрешность измерения данного размера – 5 мкм, т.е. меньше допускаемой – 12 мкм.

По возможности нужно выбирать такое средство измерения, для которого предельная погрешность измерения была бы равной допускаемой погрешности измерения размера или была несколько меньше допускаемой, так как если предельная погрешность измерения намного меньше допускаемой, то использование такого средства измеренияокажетсяэкономическинецелесообразным.

Последовательность выполнения работы:

1.По исполнительному размеру, заданному в журнале работ, определить и записать в журнал номинальный размер (в мм) и допуск размера (в мкм).

2.По номинальному размеру (графа 1 табл. 1) и допуску размера (числители дробей в графах 2–11 табл. 1) определить и записать в журнал допускаемую погрешность измерения заданного размера (знаменатели дробей в графах 2–11 табл. 1).

3.По табл. 2 в графе 1 выбрать такое средство измерения, для которого при данном интервале номинальных размеров (графы 5–17) предельная погрешность измерения (графы 5–17) не превышала допускаемой погрешности измерения данного размера, определенной по табл. 1.

4.Определенную по табл. 2 предельную погрешность измерения записать в журнал.

5.Записать в журнал наименование выбранного средства измерения и остальные необходимые данные.

6.Подготовиться к сдаче работы по контрольным вопросам.

47

48

Продолжение табл. 2

Примечание. * Таблица дана в сокращенном виде, применять только в учебных целях. Предельные погрешности измерений линейных размеров различными средствами измерений.

49

49

ЖУРНАЛ Практическое занятие № 3

«ВЫБОР СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ПО ТОЧНОСТИ» Исполнительный размер:

–отверстия ___________________________________

–вала ________________________________________

Номинальный размер, мм _____________________________________________

Допуск размера, мкм _________________________________________________

Допускаемая погрешность измерения, мкм _______________________________

Предельная погрешность средств измерений, мкм _________________________

Наименование выбранного средства измерения ___________________________

____________________________________________________________________

Цена деления отсчетного устройства средства измерения, мм _______________

Средство установки средства измерения на ноль или на размер ______________

____________________________________________________________________

Основное условие измерения __________________________________________

____________________________________________________________________

Работу выполнил __________________________ 20 г.

подпись

Работу принял ____________________________ 20 г.

подпись

50