Dobór przyrządów pomiarowych: rodzaje, klasyfikacja, metodyka i podstawy

Obecnie istnieje wiele środków, za pomocą których można dokonywać pomiarów różnego rodzaju: liniowych, masy, temperatury, siły itp. д. Przyrządy są zróżnicowane w zależności od ich dokładności, zasada działania, Jego przeznaczenie, jak również cena.

W celu prawidłowego wykonania pracy należy dokładnie rozważyć dobór przyrządów pomiarowych. Te z kolei również dzielą się na kilka rodzajów w zależności od branych pod uwagę kryteriów.

Klasyfikacja instrumentów

Przyrząd pomiarowy to narzędzie lub przyrząd służący do pomiaru wielkości fizycznych. Niepewności dla każdego z nich są określone w dokumentach normatywnych i w regulaminach technicznych.

Instrumenty dzieli się na różne rodzaje według następujących kryteriów

• rodzaj instrumentu pracować z;
• zasada działania;
• porównanie z przyjętym odniesieniem
• zastosowanie metrologiczne.

Rodzaje instrumentów

К najczęściej spotykany do rodzajów instrumentów należą te wymienione poniżej.

Scope to przyrząd pomiarowy służący do odtworzenia pożądanego wymiaru danej wielkości fizycznej. Na przykład, aby odtworzyć pożądaną masę, stosuje się wagę. Dostępne są miary jedno- i wielocyfrowe oraz, w niektórych przypadkach, pełne sklepy z miarami. Miara jednowartościowa konieczny dla odtworzenie wartości tylko jednego wymiaru. do określenia kilku wymiarów fizycznych stosuje się miary wielowartościowe (np. wybór miar wymiarów liniowych, za pomocą których można określić zarówno centymetry, jak i milimetry).

Benchmark - miara o bardzo wysokim poziomie dokładności. Służą one do sprawdzania poprawności działania przyrządów pomiarowych.

Przetwornik to przyrząd pomiarowy, który przetwarza sygnał informacji pomiarowej na inną postać. Ułatwia to przekazywanie sygnału do późniejszego przetwarzania i przechowywania. Jednak przekształcony sygnał nie może być odebrany przez obserwatora bez użycia narzędzie specjalne. Sygnał musi być przekazywany do urządzenia wyświetlającego, aby mógł być wizualizowany. Dlatego też przetwornik jest zazwyczaj częścią kompletnego przyrządu pomiarowego lub jest używany w połączeniu z nim.

Przyrząd pomiarowy to urządzenie pomiarowe, które służy do wytwarzania sygnału w postaci, która może być wizualizowana przez obserwatora. Istnieją różne klasyfikacje tych instrumentów w zależności od grupy czynników. W zależności od przeznaczenia dzieli się je na uniwersalne, specjalne i kontrolne. Mechaniczne, optyczne, elektryczne lub pneumatyczne, w zależności od ich konstrukcji. Pod względem stopnia automatyzacji można je sklasyfikować jako zmechanizowane, ręczne, Automatyczne i półautomatyczne.

System pomiarowy to zestaw przyrządów i akcesoriów połączonych w celu spełnienia określonej funkcji. Zadaniem tych jednostek jest generowanie sygnałów informacyjnych w formie zrozumiałej dla obserwatora. Kompletna instalacja pomiarowa jest zazwyczaj instalacją stałą.

System pomiarowy to zbiór przyrządów, których elementy połączone są za pomocą łączy komunikacyjnych, znajdujących się w całej monitorowanej przestrzeni. Jego celem jest pomiar jednej lub kilku wielkości fizycznych występujących w badanym obszarze.

Kryteria wyboru

Przy wyborze odpowiedniego sprzętu pomiarowego pierwszym kryterium, jakie należy wziąć pod uwagę, jest dokładność, jaką należy osiągnąć w danej pracy. Jest to określone w dokumentach normatywnych lub w dokumentacji technicznej komponentu.

Przy wyborze przyrządu pomiarowego należy również uwzględnić występujące tolerancje, jak również metody wykonywania prac i sposób ich kontroli.

Główną zasadą przy wyborze przyrządów pomiarowych jest spełnienie przez nie wymagań dotyczących uzyskania wiarygodnych wyników w zakresie dokładności określonej w przepisach. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę koszty materiałowe i czasowe: muszą być one jak najniższe.

Dane wejściowe

Dla właściwy wybór Przy wyborze przyrządu pomiarowego należy wziąć pod uwagę następujące punkty

• masa nominalna wartości pomiarowej;
• wartość różnicy między najwyższą i najniższą wartością;
• informacje o dostępnych warunkach pracy przy pomiarach.

Gdy wybór systemu pomiarowego musi uwzględniać współczynnik dokładności, należy obliczyć niepewność. Oblicza się ją jako sumę niepewności wszystkich możliwych źródeł (przyrządów pomiarowych, przetworników, wzorców) z zachowaniem praw określonych dla każdego źródła.

Pierwszym krokiem jest wybór odpowiedniego przyrządu pomiarowego dla dokładności wymaganej przez daną pracę. Przy wyborze ostatecznej wersji brane są pod uwagę również następujące wymagania:

• Obszar roboczy o wymiarach, które są potrzebne podczas pracy.
• Wymiary instrumentu.
• Waga instrumentu.
• Cechy konstrukcyjne przyrządu pomiarowego.

W metrologii wymagamy następujących specyfikacji przy wyborze przyrządów pomiarowych:

• skład zmiennych parametrów narzędzi;
• tolerancję błędu narzędzi roboczych, jak również dopuszczalne wartości błędu całkowitego przy pomiarze parametrów;
• dopuszczalne wartości prawdopodobieństwa awarii dla mierzonych parametrów;
• zasady rozkładu odchyleń parametrów od ich wartości rzeczywistych.

Znormalizowane pomiary

Ogólnie rzecz biorąc, gdy wybór narzędzi opiera się na priorytecie narzędzi znormalizowanych do pomiaru. Instrument znormalizowany to taki, który został wyprodukowany zgodnie z przepisami międzynarodowej lub specjalnej normy dotyczącej danego rodzaju pracy.

W związku z tym warunki doboru przyrządów pomiarowych zależą od specjalizacji produkcji, w której wykonywane są prace.

Wysokowydajne, zautomatyzowane, najnowocześniejsze urządzenia pomiarowe i testujące są powszechnie stosowane w produkcji masowej. W produkcji seryjnej stosowane są różne sprawdziany i urządzenia referencyjne, z którymi można dokonać porównania. w produkcji jednostkowej dokonuje się wyboru uniwersalnych przyrządów pomiarowych, za pomocą których można wykonywać różne rodzaje prac.

Warunki pracy

Wybór odpowiedniej aparatury kontrolno-pomiarowej powinien być oparty na przepisach technicznych dotyczących wybranych przyrządów oraz na warunkach ich normalnego użytkowania i działania.

Normalne warunki to, gdzie wartości czynników wpływających na wynik mogą być pominięte ze względu na ich nieistotność. Warunki te są zwykle podane w instrukcji obsługi przyrządu lub obliczone podczas kalibracji przyrządu.

Należy rozróżnić warunki robocze i graniczne dla pomiarów, które mają być wykonane.

Warunki pracy są ogólnie definiowane jako warunki pomiarowe, w których wartości czynników wpływających mieszczą się w granicach tolerancji obszaru roboczego. Zakres roboczy to zakres wartości wielkości wpływającej, w którym korygowany jest błąd normalny lub zmieniana jest wartość przyrządu roboczego.

Warunki brzegowe są zwykle definiowane jako maksymalne i minimalne wartości wielkości rzeczywistych i wpływających, które przyrząd pomiarowy wytrzymuje bez większych zakłóceń i bez wpływu na jego działanie właściwości i cechy charakterystyczne.

Przy doborze przyrządów do warunków użytkowania należy uwzględnić: zależność między odczytami przyrządów a wielkością wpływającą. Na tej podstawie należy wprowadzić poprawki do końcowych odczytów przyrządów pomiarowych lub zastosować urządzenia i przyrządy korygujące.

Zgodnie z przepisami poprawki określa się na podstawie cech metrologicznych unormowanych dla warunków panujących na stanowisku pracy.

Oznaczenie instrumentów

Wybór instrumentów opiera się na badaniu różnic pomiędzy dwoma przypadkami użycia:

• iloczyn pomiaru parametrów urządzenia;
• kontrola pomiaru parametrów urządzeń.

W pierwszym przypadku podczas pracy musi zostać osiągnięta wartość mniejsza od granicy błędu pomiarowego. W drugim przypadku przyrządy dobiera się pod warunkiem, że prawdopodobieństwo ewentualnych błędów danego parametru nie może być większe od wartości dopuszczalnych.

Błędy

Jednym z podstawowych kryteriów wyboru przyrządów pomiarowych w metrologii jest stosunek błędu bezwzględnego lub granicznego błędu (Δ) do pola tolerancji mierzonej wielkości (E).

Stosunek w tym przypadku musi być następujący

Δ ≤ 0,333 E.

Granica błędu dopuszczalnego może być wyrażona w wartościach względnych (błąd względny pomiaru). W tym przypadku musi być mniejsza lub równa 33,3% całkowitej wartości pola tolerancji, chyba że istnieją inne specjalne ograniczenia.

Podane w przepisach błędy pomiaru są błędami maksymalnymi dopuszczalnymi. Obejmują one wszystkie elementy pracy, które mogą zależeć od wybranych narzędzi pomiarowych, wzorców nastawczych, zmian temperatury itp. д.

Procedura wyboru

Istnieją trzy rodzaje technik pomiarowych.

Technika aproksymacji jest szeroko stosowana do orientacyjnego doboru przyrządów pomiarowych oraz przy sprawdzaniu i weryfikacji zgodności ze specyfikacjami normatywnymi, projektowymi i technologicznymi. W tym celu wykonuje się następujące czynności:

1. Określić dopuszczalny rozmiar elementu zgodnie z GOST.
2. Oblicza się błąd prawdopodobny pomiaru. Przyjmuje się, że jest to 25 % całkowitego dopuszczalnego wymiaru.
3. Element losowy możliwego błędu pomiaru jest obliczany i może być wykryty w prawie wszystkich rodzajach pomiarów.
4. Zgodnie z tabelami referencyjnymi, dobór urządzenia pomiarowego w zależności od rodzaju części. Maksymalny błąd dopuszczalny, który jest wartością metrologiczną każdego przyrządu pomiarowego, nie może przekraczać losowego elementu możliwego błędu pomiaru.
5. Charakterystyka wybranego instrumentu jest wpisywana do tabeli metrologicznej.

Procedura obliczeniowa służy do doboru urządzeń do produkcji jednostkowej i małoseryjnej, do pomiaru parametrów próbkowania podczas kontroli statystycznej, do przeprowadzania eksperymentów i ponownej kontroli uszkodzonych części. Obejmuje ona następujące etapy:

1. Dopuszczalna wielkość elementu według GOST jest określona.
2. Oblicza się możliwe błędy pomiaru. W tym obliczeniu wykorzystuje się tabelę stosunku między błędem pomiarowym a tolerancją części.
3. Element losowy możliwego błędu pomiaru jest obliczany podobnie jak wartość w poprzedniej procedurze.
4. Wykorzystaj tabele referencyjne, aby wybrać narzędzie w zależności od rodzaju części.
5. Charakterystyka wybranego urządzenia jest wprowadzana do tabeli metrologicznej.

Metoda tabelaryczna jest stosowana przy wyborze narzędzi pomiarowych do produkcji wielkoseryjnej i masowej. Metodę tę można przeprowadzić, jeżeli praca przy wykonywaniu części polega na mierzeniu, a nie sprawdzaniu za pomocą sprawdzianów.

1. Dopuszczalny rozmiar części jest określony zgodnie z GOST, w zależności od klasy dokładności.
2. Prawdopodobny błąd pomiaru obliczany jest na podstawie danych statystycznych z poprzednich okresów.
3. Oblicza losowy element prawdopodobnego błędu pomiaru, podobny do poprzednich wartości.
4. Wybór narzędzia w zależności od rodzaju obrabianego przedmiotu odbywa się za pomocą tabel referencyjnych.
5. W tabeli metrologicznej wpisuje się charakterystykę wybranego przyrządu.

Można więc zauważyć, że metody doboru przyrządów pomiarowych zależą od rodzaju wykonywanej produkcji.

Przeprowadzenie selekcji

Wybór i wyznaczenie przyrządów pomiarowych należy do obowiązków służb wyznaczających:

• dokumentacja normatywna dotycząca parametrów doboru przyrządów pomiarowych podczas badań laboratoryjnych, kontroli jakości produkowanych wyrobów, eksploatacji już wyprodukowanych wyrobów, ich elementów i materiałów.
• Procesy technologiczne standaryzacji wyrobów, pomiaru ich składników i materiałów.
• Plany konserwacji przyrządów i urządzeń pomiarowych.

Wybór przyrządów i metod pomiarowych powinien być dokonany na podstawie dostępnych danych początkowych przez wykwalifikowany personel. Muszą być zaznajomieni z podstawami pomiarów fizycznych, z metodami budowa i użytkowanie przyrządów pomiarowych: znają podstawy pomiarów fizycznych wyników i błędów pomiarowych, a także z zasadami normalizacji parametrów metrologicznych i obliczania na ich podstawie błędów przyrządów.

Aby wykonywać pomiary w trakcie procesu produkcyjnego należy wyznaczyć konkretnych pracowników, którzy będą odpowiedzialni za sprzęt pomiarowy.

Podsumowując można stwierdzić, że właściwy wybór Wybór odpowiedniego narzędzia pomiarowego z aktualnego asortymentu jest kluczem do wydajnej produkcji i zmniejszenia liczby wadliwych produktów.