Σήμερα, υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός εργαλείων με τα οποία μπορείτε να κάνετε μετρήσεις διαφορετικών τύπων: γραμμικές, βάρους, θερμοκρασίας, ισχύος κ.λπ. Οι συσκευές διαφέρουν ως προς την ακρίβεια, την αρχή λειτουργίας, τον σκοπό και την τιμή.
Για να εκτελέσετε σωστά τις απαραίτητες εργασίες, θα πρέπει να εξετάσετε προσεκτικά την επιλογή των οργάνων μέτρησης. Με τη σειρά τους, χωρίζονται επίσης σε διάφορους τύπους ανάλογα με τα κριτήρια που εξετάζονται.
Ταξινόμηση οργάνων
Τα όργανα μέτρησης είναι εργαλεία και όργανα που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση φυσικών μεγεθών. Για καθένα από αυτά, προσδιορίζονται τα σφάλματα που καθορίζονται στα κανονιστικά έγγραφα και στους τεχνικούς κανονισμούς.
Τα όργανα μέτρησης χωρίζονται σε διαφορετικούς τύπους σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:
- προβολή εργαλείου για εργασία;
- αρχή εργασίας;
- σύγκριση με το αποδεκτό πρότυπο;
- μετρολογική εφαρμογή.
Τύποι εργαλείων
Οι πιο συνηθισμένοι τύποι οργάνων μέτρησης παρατίθενται παρακάτω.
Το μέτρο είναι ένα όργανο μέτρησης που χρησιμοποιείται για την αναπαραγωγή του επιθυμητού μεγέθους της εξεταζόμενης φυσικής ποσότητας. Για παράδειγμα, ένα βάρος χρησιμοποιείται για την αναπαραγωγή της απαιτούμενης μάζας. Υπάρχουν μέτρα μονής και πολλαπλής αξίας, και σε ορισμένες περιπτώσεις ολόκληρα αποθέματα μέτρων. Ένα σαφές μέτρο είναι απαραίτητο για την αναπαραγωγή της τιμής ενός μόνο μεγέθους. Τα μέτρα πολλαπλών τιμών χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό πολλών μεγεθών φυσικών τιμών (για παράδειγμα, επιλέγουν όργανα μέτρησης για γραμμικές διαστάσεις, με τα οποία μπορείτε να μάθετε τόσο εκατοστά όσο και χιλιοστά).
Αναφορά - μέτρα με πολύ υψηλό επίπεδο ακρίβειας. Χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ορθότητας των οργάνων μέτρησης.
Ο μορφοτροπέας μέτρησης είναι ένα όργανο μέτρησης που μετατρέπει το σήμα πληροφοριών μέτρησης σε άλλη μορφή. Αυτό διευκολύνει τη μετάδοση του σήματος για περαιτέρω επεξεργασία και αποθήκευση. Όμως το μετατρεπόμενο σήμα δεν μπορεί να γίνει αντιληπτό από έναν παρατηρητή χωρίς τη χρήση ειδικού εργαλείου. Για οπτικοποίηση, το σήμα πρέπει να μεταδοθεί στη συσκευή ένδειξης. Επομένως, ο μορφοτροπέας συνήθως περιλαμβάνεται στην πλήρη σχεδίαση του εργαλείου μέτρησης ή χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με αυτό.
Συσκευή μέτρησης - ένα μέσο για τη λήψη μετρήσεων που χρησιμοποιείταιη παραγωγή ενός σήματος σε μορφή που είναι διαθέσιμη για επακόλουθη οπτικοποίηση από έναν παρατηρητή. Υπάρχουν διάφορες ταξινομήσεις αυτών των συσκευών ανάλογα με μια ομάδα παραγόντων. Ανάλογα με το σκοπό, χωρίζονται σε καθολικά, ειδικά και ελέγχου. Σύμφωνα με την κατασκευαστική συσκευή, μπορούν να είναι μηχανικά, οπτικά, ηλεκτρικά και πνευματικά. Ανάλογα με το βαθμό αυτοματισμού χωρίζονται σε μηχανοποιημένες, χειροκίνητες συσκευές, αυτόματες και ημιαυτόματες.
Η εγκατάσταση μέτρησης είναι ένα σύνολο εργαλείων και βοηθητικών στοιχείων που συνδυάζονται για την εκτέλεση μιας συγκεκριμένης λειτουργίας. Ο σκοπός των τμημάτων μιας τέτοιας εγκατάστασης είναι να παράγουν σήματα πληροφοριών σε μορφή που θα είναι βολική για τον παρατηρητή να αντιληφθεί. Σε αυτήν την περίπτωση, ολόκληρη η εγκατάσταση μέτρησης είναι συνήθως ακίνητη.
Σύστημα μέτρησης - ένα σύνολο εργαλείων, τα στοιχεία των οποίων συνδέονται με κανάλια επικοινωνίας που βρίσκονται σε ολόκληρο τον ελεγχόμενο χώρο. Σκοπός του είναι να μετρήσει ένα ή περισσότερα φυσικά μεγέθη που υπάρχουν στον υπό μελέτη χώρο.
Κριτήρια επιλογής
Κατά την επιλογή οργάνων μέτρησης, είναι απαραίτητο πρώτα από όλα να ληφθεί υπόψη η ακρίβεια που θα πρέπει να επιτευχθεί κατά την εκτέλεση εργασιών. Υποδεικνύεται στα κανονιστικά έγγραφα ή στην τεχνική τεκμηρίωση για το ανταλλακτικό.
Επιπλέον, κατά την επιλογή ενός εργαλείου μέτρησης, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι οριακές αποκλίσεις, καθώς και οι μέθοδοι εκτέλεσης εργασιών και οι τρόποι ελέγχου τους.
Η κύρια αρχή της επιλογής των οργάνων μέτρησης είναι η συμμόρφωσή τους με τις καθορισμένες απαιτήσεις γιαλήψη αξιόπιστων αποτελεσμάτων σε συμμόρφωση με την ακρίβεια που καθορίζεται από τους κανονισμούς. Επιπλέον, είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη το κόστος υλικού και χρόνου: θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ελάχιστο.
Αρχικά δεδομένα
Για τη σωστή επιλογή οργάνων μέτρησης, είναι απαραίτητο να έχετε αρχικά δεδομένα στα ακόλουθα σημεία:
- ονομαστικό βάρος τιμής μέτρησης;
- τιμή της διαφοράς μεταξύ της υψηλότερης και της χαμηλότερης τιμής;
- πληροφορίες σχετικά με τις διαθέσιμες συνθήκες εργασίας για μετρήσεις.
Εάν είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα σύστημα μέτρησης, λαμβάνοντας υπόψη τον παράγοντα ακρίβειας, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε το σφάλμα. Υπολογίζεται ως το άθροισμα των σφαλμάτων όλων των πιθανών πηγών (συσκευές μέτρησης, μετατροπείς τιμών, πρότυπα) σε συμμόρφωση με τους νόμους που έχουν θεσπιστεί για κάθε μία από τις πηγές.
Στο πρώτο στάδιο, τα όργανα μέτρησης επιλέγονται για ακρίβεια σύμφωνα με τις απαιτήσεις της εργασίας. Κατά την επιλογή της τελικής έκδοσης, λαμβάνονται επίσης υπόψη οι ακόλουθες απαιτήσεις:
- Χώρος εργασίας των ποσοτήτων που απαιτούνται στη διαδικασία της εργασίας.
- Διαστάσεις εργαλείων.
- Βάρος εργαλείου.
- Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά του οργάνου μέτρησης.
Στη μετρολογία, η επιλογή των οργάνων μέτρησης σύμφωνα με το κριτήριο της ακρίβειας απαιτεί την παρουσία των ακόλουθων αρχικών δεδομένων:
- σύνθεση μεταβλητών παραμέτρων εργαλείου;
- η τιμή της ανοχής σφαλμάτων των εργαλείων εργασίας, καθώς και οι επιτρεπόμενες τιμές του συνόλουσφάλματα μέτρησης;
- επιτρεπόμενες τιμές της πιθανότητας εμφάνισης αστοχιών για τις μετρούμενες παραμέτρους;
- κανόνες για την κατανομή των αποκλίσεων παραμέτρων από τις πραγματικές τους τιμές.
Τυποποιημένες μετρήσεις
Η επιλογή των οργάνων συνήθως λαμβάνει υπόψη την προτεραιότητα των τυποποιημένων μέσων για την εκτέλεση μετρήσεων. Ένα τυποποιημένο όργανο μέτρησης είναι ένα τέτοιο όργανο που κατασκευάστηκε σύμφωνα με τους κανονισμούς ενός διεθνούς ή ειδικού προτύπου για την εκτέλεση του συγκεκριμένου τύπου εργασίας.
Σύμφωνα με αυτό, οι προϋποθέσεις για την επιλογή οργάνων μέτρησης εξαρτώνται από την εξειδίκευση της παραγωγής όπου εκτελείται η εργασία.
Στην παραγωγή μαζικών προϊόντων χρησιμοποιούνται συνήθως αυτοματοποιημένα σύγχρονα εργαλεία μέτρησης και ελέγχου, σχεδιασμένα για υψηλή παραγωγικότητα. Στη σειριακή παραγωγή χρησιμοποιούνται διάφορα πρότυπα και συσκευές ελέγχου, σύμφωνα με τις οποίες γίνονται συγκρίσεις. Στην ατομική παραγωγή επιλέγονται γενικά όργανα μέτρησης, με τα οποία μπορείτε να εκτελέσετε διάφορα είδη εργασιών.
Όροι Χρήσης
Η επιλογή των οργάνων μέτρησης και ελέγχου πραγματοποιείται με βάση τους τεχνικούς κανονισμούς για τα επιλεγμένα όργανα υπό τις συνθήκες της κανονικής λειτουργίας και χρήσης τους.
Κανονικές συνθήκες είναι τέτοιες συνθήκες υπό τις οποίες οι τιμές των παραγόντων που επηρεάζουν το αποτέλεσμα μπορούν να παραλειφθούν λόγω της μικρότητάς τους. Οι περιγραφόμενες συνθήκες συνήθως υποδεικνύονται στις οδηγίες γιαόργανα μέτρησης ή υπολογίζονται κατά τη βαθμονόμησή τους.
Πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ των συνθηκών λειτουργίας και των ορίων για τις μετρήσεις.
Οι συνθήκες εργασίας θεωρούνται συνήθως οι συνθήκες για την εκτέλεση μετρήσεων, υπό τις οποίες οι τιμές των τιμών των παραγόντων που επηρεάζουν περιλαμβάνονται στην ανοχή των περιοχών εργασίας. Στην περίπτωση αυτή, η περιοχή εργασίας ονομάζεται το εύρος τιμών του μεγέθους του παράγοντα επιρροής, εντός του οποίου το υπάρχον σφάλμα φέρεται στο κανονικό ή οι τιμές των εργαλείων εργασίας αλλάζουν.
Οριακές συνθήκες ονομάζονται συνήθως οι μέγιστες και οι ελάχιστες τιμές των πραγματικών και επηρεαζόμενων μεγεθών που μπορεί να αντέξει το όργανο μέτρησης χωρίς σημαντικές ζημιές και υποβάθμιση των λειτουργικών ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών του.
Κατά την επιλογή οργάνων μέτρησης και ελέγχου για χρήση σε συνθήκες εργασίας, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η σχέση μεταξύ των μετρήσεων του οργάνου και των μεγεθών που επηρεάζουν. Με βάση αυτό, είναι απαραίτητο να εισαχθούν διορθώσεις στις τελικές μετρήσεις των οργάνων μέτρησης ή να χρησιμοποιηθούν διορθωτικές συσκευές και όργανα.
Σύμφωνα με κανονιστικά έγγραφα, οι τροποποιήσεις καθορίζονται από μετρολογικά χαρακτηριστικά που κανονικοποιούνται για τις συνθήκες στο χώρο εργασίας.
Εργασία οργάνου
Η επιλογή των οργάνων μέτρησης βασίζεται στη μελέτη των διαφορών μεταξύ των δύο περιπτώσεων χρήσης τους:
- προϊόν των μετρήσεων των παραμέτρων της συσκευής;
- άσκηση ελέγχου στη μέτρηση των παραμέτρων της συσκευής.
Στην πρώτη περίπτωση, κατά τη διάρκεια της εργασίας είναι απαραίτητο να φτάσετε σε τιμή μικρότερη από το όριοσφάλματα μέτρησης. Στη δεύτερη περίπτωση, οι συσκευές επιλέγονται σύμφωνα με την προϋπόθεση ότι η πιθανότητα πιθανών σφαλμάτων παραμέτρων δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τις επιτρεπόμενες τιμές.
Σφάλματα
Ένα από τα κύρια κριτήρια για την επιλογή οργάνων μέτρησης στη μετρολογία είναι η αναλογία των τιμών του ορίου επιτρεπόμενου απόλυτου σφάλματος ή σφάλματος (Δ) και του πεδίου ανοχής της προς μέτρηση τιμής (D).
Η αναλογία πρέπει να αντιστοιχεί στην ακόλουθη έκφραση:
Δ ≦ 0,333 D.
Το περιθώριο σφάλματος μπορεί να αναπαρασταθεί σε σχετικούς όρους (σχετικό σφάλμα μέτρησης). Σε μια τέτοια περίπτωση, πρέπει να είναι μικρότερο ή ίσο με το 33,3% της συνολικής τιμής του πεδίου ανοχής, εκτός εάν υπάρχουν άλλοι ειδικοί περιορισμοί.
Τα σφάλματα μέτρησης που καθορίζονται στους κανονισμούς είναι τα μέγιστα επιτρεπόμενα σφάλματα. Περιλαμβάνουν όλα τα στοιχεία εργασίας που μπορεί να εξαρτώνται από τα επιλεγμένα εργαλεία μέτρησης, τη ρύθμιση προτύπων, τις αλλαγές θερμοκρασίας κ.λπ.
Μέθοδος επιλογής
Η μέθοδος των οργάνων μέτρησης χωρίζεται σε τρεις τύπους.
Η κατά προσέγγιση μεθοδολογία χρησιμοποιείται ευρέως στην κατά προσέγγιση επιλογή οργάνων για μέτρηση, καθώς και στον έλεγχο και την εξέταση συμμόρφωσης με κανονιστικούς, σχεδιαστικούς και τεχνολογικούς κανονισμούς. Για να το κάνετε αυτό, εκτελέστε τις ακόλουθες ενέργειες:
- Το επιτρεπόμενο μέγεθος του εξαρτήματος καθορίζεται σύμφωνα με το GOST.
- Υπολογίζεται πιθανό σφάλμα εκτέλεσηςΜετρήσεις. Λαμβάνεται ως το 25% του συνολικού επιτρεπόμενου μεγέθους.
- Υπολογίζεται ένα τυχαίο στοιχείο του πιθανού σφάλματος μέτρησης, το οποίο μπορεί να εντοπιστεί σχεδόν σε όλους τους τύπους μετρήσεων.
- Σύμφωνα με τους πίνακες αναφοράς, η επιλογή των μέσων μέτρησης γίνεται ανάλογα με τον τύπο του εξαρτήματος. Το μέγιστο δυνατό σφάλμα, που αποτελεί μετρολογική ένδειξη οποιασδήποτε συσκευής μέτρησης, δεν πρέπει να υπερβαίνει το τυχαίο στοιχείο του πιθανού σφάλματος μέτρησης.
- Τα χαρακτηριστικά της επιλεγμένης συσκευής για μετρήσεις καταχωρούνται στον μετρολογικό πίνακα.
Η μέθοδος υπολογισμού χρησιμοποιείται κατά την επιλογή συσκευών για παραγωγή απλής και μικρής κλίμακας, τη μέτρηση παραμέτρων του δείγματος με στατιστική μέθοδο ελέγχου, τη διεξαγωγή πειραμάτων και τον επανέλεγχο ελαττωματικών εξαρτημάτων. Περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα δράσης:
- Το επιτρεπόμενο μέγεθος του εξαρτήματος καθορίζεται σύμφωνα με το GOST.
- Υπολογίζεται το πιθανό σφάλμα μέτρησης. Σε αυτή τη μέθοδο, για τον υπολογισμό, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένας πίνακας του λόγου του πιθανού σφάλματος μέτρησης και των ανοχών των εξαρτημάτων.
- Υπολογίζεται το τυχαίο στοιχείο του πιθανού σφάλματος μέτρησης, παρόμοιο με την τιμή στην προηγούμενη μέθοδο.
- Σύμφωνα με τους πίνακες αναφοράς, το εργαλείο επιλέγεται ανάλογα με τον τύπο του εξαρτήματος.
- Τα χαρακτηριστικά της επιλεγμένης συσκευής για μετρήσεις καταχωρούνται στον μετρολογικό πίνακα.
Η μεθοδολογία πινάκων χρησιμοποιείται κατά την επιλογή εργαλείων μέτρησης για παραγωγή μεγάλου όγκου και μαζικής παραγωγής. οη μέθοδος μπορεί να πραγματοποιηθεί εάν οι εργασίες για την κατασκευή εξαρτημάτων περιλαμβάνουν μετρήσεις και όχι έλεγχο με χρήση μετρητών.
- Το επιτρεπόμενο μέγεθος του εξαρτήματος καθορίζεται σύμφωνα με το GOST, ανάλογα με την ποιότητα της ακρίβειας.
- Υπολογισμός πιθανού σφάλματος μέτρησης με βάση ιστορικά δεδομένα από προηγούμενες περιόδους.
- Υπολογίζεται το τυχαίο στοιχείο του πιθανού σφάλματος μέτρησης, παρόμοια με τις προηγούμενες τιμές.
- Σύμφωνα με τους πίνακες αναφοράς, το εργαλείο επιλέγεται ανάλογα με τον τύπο του εξαρτήματος.
- Τα χαρακτηριστικά της επιλεγμένης συσκευής για μετρήσεις καταχωρούνται στον μετρολογικό πίνακα.
Έτσι, μπορεί να σημειωθεί ότι οι μέθοδοι επιλογής οργάνων μέτρησης εξαρτώνται από τον τύπο παραγωγής όπου θα εκτελεστεί η εργασία.
Κάνοντας μια επιλογή
Η επιλογή και η ανάθεση οργάνων για μετρήσεις πραγματοποιείται από τα τμήματα ανάπτυξης:
- Ρυθμιστική τεκμηρίωση για τις παραμέτρους επιλογής οργάνων μέτρησης κατά τη διάρκεια εργαστηριακής έρευνας, ποιοτικού ελέγχου των κατασκευασμένων προϊόντων, λειτουργίας ήδη κατασκευασμένων προϊόντων, εξαρτημάτων και υλικών τους.
- Τεχνολογικές διαδικασίες τυποποίησης προϊόντων, μέτρηση των συστατικών στοιχείων και υλικών του.
- Έργα συντήρησης οργάνων μέτρησης και εξοπλισμού.
Η επιλογή των μέσων και των μεθόδων μετρήσεων σύμφωνα με τα διαθέσιμα αρχικά δεδομένα πραγματοποιείται από ειδικευμένους υπαλλήλους. Θα πρέπει να γνωρίζουν καλά τα βασικά των φυσικών μετρήσεων, τις μεθόδους εγγραφής καιτη χρήση αποτελεσμάτων και σφαλμάτων μετρήσεων, καθώς και τις αρχές τυποποίησης των μετρολογικών παραμέτρων και τον υπολογισμό των σφαλμάτων οργάνων από αυτές.
Ειδικοί εργαζόμενοι που είναι υπεύθυνοι για τα όργανα μέτρησης έχουν ανατεθεί να πραγματοποιούν μετρήσεις κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής.
Συμπερασματικά, μπορούμε να πούμε ότι η σωστή επιλογή οργάνων μέτρησης από τη γκάμα που διατίθεται σήμερα είναι το κλειδί για την αποτελεσματική παραγωγή και τη μείωση του αριθμού των ελαττωματικών προϊόντων.
