iiiifi геометрических, механических, электрических и других параметров нормированпя допускаемым значениям этих параметров, например, с помощью калибров (см. гл. 6).
Для введения единообразия в единицах измерения во всем мире иа XI Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 г. была принята Международная спстема един1;ц (СИ). В соответствии с СИ разработан СТ СЭВ 1052-78, который с 1 января 1980 г. введен в действие в качестве государственного стандарта СССР. СТ СЭВ 1052-78 устанавливает обязательное применение единиц СЛ1 во всей разрабатываемой или пересматриваемой нормативно-технической документации.
В СИ установлены семь основных единиц, используя которые, можно измерять все механические, электрические, магнитные, акустические и световые параметры, а также характеристики ионизирующих излучении и параметры в области ХИ.МИИ. Основными единица-МИ СИ являются: метр (м) - для измерения длины; килограмм (кг) - для измерения массы; секунда (с) - для измерения времени; ампер (А) - для измерения силы электрического тока; Кельвин (К) - для измерения температуры; моль (\юль) - для измерения количества вещества и каидела (кд) - для измерения силы света.
В СИ принято повое определение единицы длины - метра. До введения СМ в качестве меж.цународного и национальных эталонов метра использовали штриховые меры, изготовленные из платино-нридиевого сплава и имеющие в поперечно.м сечении Х-образную форму. Метр определяли как расстояние при температуре О "С между осями двух средних штрихов меры. В СССР в качестве Государственного эталона был утвержден штриховой метр № 28. В СИ метр определяется длиной световых волн: «метр - это длина, равная 1 650 763, 73 длин в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2/)i„ и 55 атома криптона 86».
Новое определение единицы длины дало возможность значительно повысить точность восироизведеиия единицы длины и использовать для ее воспроизведения естественный (природный) процесс, отличающийся высокой ста-бильпсстью.
Кроме семи основных единиц, СИ устанавливает производные единицы, образованные с по.мощью простейших ураьнсипй связи между физическими ветчинами. Так,
единицу скорости образуют с по.мощью уравнения, определяющего скорость прямолинейно и равномерно движущейся точки: V = Sii, где v - скорость; S - длина пройденного пути; / - время движегшя точки. По.дстановка вместо S и t их единии СИ .цает \v] = ISLll = 1 м с. Поэтому за единипу скорости СИ принят метр в секунду (м/с), равный скорости пря.молинепно и равномерно движущейся точки, при которой она за время 1 с проходит путь длиной .в 1 .м.
§ 7.3. Классификация измерительных средств и методов измерений
Средство измерения - это техническое уиройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства. К средства.м из.мереиий относятся, например, различные из.мерительные приборы н инструменты: штапгенинструменты, микро.метры и др.
Принцип действия средства измерения - физический принцип, положенный в основу построения данного средства измерения. Часто принцип действия отражен непо-срсдствеппо в иазваннп средства измерения, например оптиметр.
Средство измеренпя, предиазначеппое для воспроизведения физической величины заданного раз.мера, называют мерой. Различают однозначные меры, воспроизводящие физическую величину одного размера (например, концевые меры длины, гири, конденсаторы гюстояниой емкости и т. д.), и многозначные меры, воспроизводящие ряд одно1гченных величин различного размера (например, рулетки, разделенные на миллиметры, копдепсаторы переменной емкости).
Эталон единицы физической величины - средство измерения (или комплекс средств измерений), официально утвержденное эталоном для воспроизведения еаиниць! физических величин с наивысшей достижимой точностью и ее хранения (например, комплекс средств измерений для воспроизведения метра через длину световой волиы). Примером точности эталонов может служить государственный эталон времени, погрешность которого за 30 тыс. .чет не превысит 1 с.
Образцовые средства из.черения - это меры, измерительные приборы или преобразовате™, утвержденные в качесше образцовых. Они служат для контроля ниже-
1 J. .
>
СТОЯЩИХ no поверочной схеме измерительных среде in и в то же время сами периодически подвергаются проверке по Э1алои;!М. Их гочпостъ имеет больпгое значение для обеспечепин единства и праппльпос1П измерен ini.
Измерительное средство и приемы егп пс-р„(. 7 J пользования в совокуп-
ности образуют метод измерения. По способу получения зиачений измеряемых вслнчпн различают два основных метода измерений; метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.
iMemod непосредственной оценки - метод измерения, прн котором значение величины определяют неиосред-ствеиио по отсчетиому устройству измерительного прибора прямого действия, например измерение длины с помощью линейки, размеров деталей микрометром, угломером и т. д.
Метод сравнения с мерой - метол измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, для измерения высоты детали / (рис. 7.1)мпниме1р 2 закрепляют в стойке. Стрелку миниметра устанавливают иа нуль по какому-либо образцу (набору концевых мер 3), имеющему высоту Л, равную номинальной высоте L измеряемой детали. Затем приступают к измерению партии деталей. О точности раз.меров L судят но отклоиенню +А стрелки миниметра от1юсителы10 нулевого положения. Прн измерении линейных величин независимо от рассмотренных методов различают контактный и бесконтактный методы измерений. Примером первого является измерение размера вала штангенциркулем, а второго ~ измерение того же вала с помощью проекционных приборов, например микроскопа.
В зависимости от взаимосвязи показаний прибора с из.меряемон физической величиной измерения подразделяют на прямые н косвенные, абсолютные и относительные.
При прямоты нзмереппи искомое значегше величины находят испосред!ственпо из опытных данных, например измерение угла угломером, диаметра - штаигсннир-кулсм.
При косвенном из.мереиин искомое значеине величины определяют на основании известной зависимости между этой велпчиион и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, например определение среднего диаметра резьбы с помощью трех проволочек на вертикальном длиномере, угла с помощью синусной линейки и т. д.
Абсолютное измерение основано па прямых измерениях величины и (или) использовании значений физических констант, например измерение размеров деталей штан-гегщиркулем или микрометром. Относительное измерение основано на сравнении 1[змеряемой величины с известным значением меры, например измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одпонмеппой величине, принимаемой за исходную. Размер в этом случае определяется алгебраическим суммированием размера установочной меры и показаний прибора. Например, высоту L детали 1 (см. рис. 7.1) находят по отклонению Д от размера Л, по которому построен мигнгметр: L = N ± dz д.
§ 7.4. Метрологические показатели средств измерения
При rbi.iope средства измерения в зависи.мостн от заданной точности изготовления деталей необходимо учитывать их метрологические показатели (рис. 7.2): цену деления шкалы, диапазоны показании и измерений, пределы измерения, измерительное усилие н др. Основным элементом отсчетного устройства является шкала, по которой снимается отсчет. Цена деления шкалы - разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам нкалы, например 0,002 мм при длине (интервале) деления шкалы прибора, равной 1 мм (под интервалом лелеияя шкалы понимаем расстояние между осями двух соседних отметок пжалы). Начальное и конечнсе значения шкалы - соотБСтственио наименьшее и наибольшее значения измеряемой величины, указанные на шкале, характеризующие возможности шкалы измерительного средства н определяющие диапазон показаний.
Рис. 7.2
Диапазон показаний - область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы. Диапазон измерений, состоящий кз диапазонов показаний и перемещения измерительной головки по сюпке прибора, - это область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерении. Предел измерений - наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений.
Одной из основных характеристик KOHTaKTFibix средств измерения линейных и углогзых величин контактиы.м методом является измерительное усилие, которое возникает в зоне контакта чувствительного элемента средства измерений с деталью илн другим исследуемым объектом.
Основные метрологические показатели некоторых средств измерения приведены в табл. 7.1.
Прн анализе измерений сравнивают HCTHHFibie значения физических величин с результатами измерений. Отклонение Д результата измерения X от истинного значения Q измеряемой величины называют погрешностью измерения
А = X - Q.
Под точностью измерений понимают качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины (высокая точность измерений соответствует малым гюгреп!ностям).
Погрешности измерений обычно классифицируют по причине их воз1П1Кног,ення и по виду погрешностей.
В зависимссти от причин воз1П1кноссния выделяют сле-дую1иие погрешности нзмсрен1п"1.
Т я б л и u й 7.1 Оснокные метрологические никйзателн средств измерении
meiiju.ior
iiieckiie 1Г>ка.ч
измерительное средство
га ч
га а; "
сила измерения, Н
Штангенциркуль (тип ШЦ-1)
0-125
Штангенциркули (тип ШЦ-П)
0,05
0-200 10-210*
0-320 10-330
Микрометры гладкие (тип iMK для измерения наружных размеров)
0,01
25 25 25
0-25 г5-50 50-75 75-100 и т. д.
9 9 9 9
Индикаторы часового типа (тип 1)
0.01
1,8 1,6 1,4
Головка измерительная пружинная (микрокатор типа 1ИГП}
