Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Общая погрешность измерения микрометром находится в пределах

Штангенглубиномер

Предназначен для измерения глубин отверстий, пазовивыступов.

Микрометргладкий; Микрометррычажный; Микрометрзубомерный; Нутромер; Глубиномер.

Основанием микрометра является скоба 1, а передаточным (преобразующим) устройством служит винтовая пара, состоящая из микрометрического винта 3 и микрометрической гайки, укреплённой внутри стебля 5, которые часто называют микропарой. В скобу 1 запрессованы пятка 2 и стебель 5. Измеряемая деталь охватывается поверхностямимикровинта3 ипятки2.

Барабан 6 присоединён к микровинту 3 корпусом трещотки 7. Для приближения микровинта 3 к пятке 2 его вращают за барабан или за трещотку 8 по часовой стрелке (от себя), а для удаления микровинта от пятки его вращают против часовой стрелки (на себя). Закрепляют микровинт в требуемом положениистопором4.

При плотном соприкосновении измерительных поверхностей

микрометра с поверхностью измеряемой детали трещотка проворачивается с лёгким треском, при этом ограничивается измерительное усилие микрометра. Результат измерения размера микрометра отсчитывается как сумма отсчётов по шкале стебля 5 и барабана 6. Следует помнить, что цена деления шкалы стебля 0,5 мм, а шкалы барабана 0,01 мм. Шаг резьбы микропары (микровинт и микрогайка) Р = 0,5 мм. Число делений барабана 50. Если повернуть барабан на одно деление его шкалы, то торец микровинта переместится относительнопяткина0,01 мм,таккак0,5 мм/50 = 0,01 мм.

Показания по шкалам гладкого микрометра отсчитывают в следующемпорядке: сначалапошкалестебля 5 читаютзначениештриха, ближайшегокторцускосабарабана 6 (нарис. 3.4, б – эточисло 12,00 мм). Затем по шкале барабана читают значение штриха, ближайшего к продольному штриху стебля (на рис. 3.4, б – это число 0,45 мм). Сложив оба значения, получают показание микрометра (на рис. 3.4, б – это значение12,45 мм).

Диапазоны измерения гладкого микрометра: 0 . 24 мм; 25 . 50 мм и т.д. до275 . 300 мм,дальше300 . 400; 400 . 500 и500 . 600 мм.

Для установки на нольвсемикрометры, кроме 0 . 25 мм, снабжаются установочными мерами, размер которых равен нижнему пределу измерения. Ценаделениямикрометра– 0,01 мм.

В общем случае погрешность измерения микрометром возникает от погрешности микрометра, от установочной меры или блока концевых мер, от непараллельности измерительных поверхностей, от разгиба скобы под действием усилия, погрешности от отсчёта показаний, погрешности от температурныхиконтактныхдеформаций.

Погрешность от микрометра проявляется полностью в том случае, если измерение производится с отсчётом полного размера по микропаре. Обычно погрешностьмикрометровнормируетсяравной от 4 до 10 м кмвзависимостиот диапазонаизмеренийприповеркепоконцевыммерамдлины.

Погрешность от установочных мер входит в погрешность измерения микрометром с диапазоном измерения св. 25 мм. Точность измерения можно повысить при установке микрометра по блоку концевых мер. В этом случае погрешность микропары оказывает влияние только на небольшом используемом интервале. Экспериментально установлено, что эта величина находитсявпределах 2 мкм .

Погрешность от разгиба скобы происходит из-за непостоянства измерительного усилия (колебания измерительного усилия порядка 200 сН). Эта относительно небольшая погрешность имеет место, когда при работе пользуются трещоткой. Однако очень часто при работе не пользуются трещоткой и этим создают очень большую величину перепада измерительного усилия (30 Н и более), а это, в свою очередь, приводит к появлению большой погрешности и от разгиба скобы. Она составляет 0,01 … 0,02 ммиболее .

Погрешностьототсчётапоказанийвозникаетиз-запараллакса(шкалы на стебле и барабане расположены на разных плоскостях) и трудности отсчёта. Этапогрешностьсоставляеториентировочно 2 мкм .

• сдеформациейиз-заразностипервоначальныхтемпературдетали, установочноймерыимикрометра,сразнымикоэффициентами температурногорасширения;

Погрешность от нагрева руками нельзя практически определить в каждый конкретный момент времени, так как установить зависимость междутемпературойнаповерхностимикрометраиегодеформациямине представляется возможным. Величина и знак деформаций зависят от положениярукоператоранаскобе.

Для уменьшения влияния рассмотренных деформаций на погрешность измерения обычно большие скобы оснащают теплоизоляционныминакладками.

Погрешность от контактных деформаций возникает в основном при измерении сферических поверхностей (точечный контакт) из-за измерительного усилия. При измерении сферы радиусом 5 мм величина контактной деформациидостигает 3 мкм ,срадиусомсвыше5 мм– 2 мкм.

Общая погрешность измерения микрометра с учётом влияния рассмотренных составляющих погрешности измерения находится в пределах от 5…50 мкм в зависимости от типоразмера микрометра (первая цифра – для микрометра 0…25 мм, вторая – для микрометра 400…500 мм). Эти значения соответствуют определённым температурным условиям при использовании установочных мер, а микрометр при работе находится в руках. При установке микрометра в специальный штатив или при обеспечении надёжной изоляции скобы от тепла рук оператора погрешность измерения для типоразмеров, начиная с 25…50 мм, значительно сокращается (в2 разаиболее).

Микрометрический нутромер (штихмас) реализует абсолютный метод измерения. Прибор предназначен для высокоточного измерения (абсолютная погрешность не превышает 0,01 мм) диаметра отверстий. Нутрометр данного вида производят со стандартизованными пределами измерений, позволяющими выполнитьзамерыотверстий,диаметркоторыхсоставляетболее 50 мм. При проведении измерений используют калиброванные удлинительные стержни, имеющие номерное обозначение, соответствующиеихдлине.

Микрометрический нутромер по устройству напоминает

микрометр. Прибор состоит из стебля (2). В него запрессован сферический измерительный наконечник (1), микрометрический винт (3), барабан (4), стопор (5) и предохранительный наконечник. Микрометрический винт имеет резьбу с шагом 0,5 мм. При его перемещении в стебле уменьшается или увеличивается расстояние междуизмерительнымиголовками.

При проведении замера один измерительный наконечник нутромера устанавливается на поверхность отверстия перпендикулярно его оси. Другой наконечник с помощью винта перемещают в диаметральной плоскости до соприкосновения с поверхностью.

Состоит из: 1 — основание, 2 — микрометрическая головка (стебель, барабан и храповый механизм), 3 — стопор, 4 — сменные измерительные стержни, 5 — установочная мера.

Читайте так же:
Сварочный аппарат на постоянном токе своими руками

Общая погрешность измерения микрометром находится в пределах

Всероссийский научно-исследовательский институт
оптико-физических измерений

ПОИСК И НАВИГАЦИЯ

МЫ НА YOUTUBE

  • Главная
  • О ВНИИОФИ
  • РМГ
  • Погрешности измерений

Погрешности измерений

Погрешность результата измерения (англ. error of a measurement) – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.
Примечания:

  • Истинное значение величины неизвестно, его применяют только в теоретических исследованиях.
  • На практике используют действительное значение величины xД ,в результате чего погрешность измерения DxИЗМ определяют по формуле: DxИЗМ = xИЗМxД , где xИЗМ – измеренное значение величины.
  • Синонимом термина погрешность измерения является термин ошибка измерения, применять который не рекомендуется как менее удачный.

Систематическая погрешность измерения (англ. systematic error) – составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины.
Примечание. В зависимости от характера измерения систематические погрешности подразделяют на постоянные, прогрессивные, периодические и погрешности, изменяющиеся по сложному закону.
Постоянные погрешности — погрешности, которые длительное время сохраняют свое значение, например в течение времени выполнения всего ряда измерений. Они встречаются наиболее часто.
Прогрессивные погрешности — непрерывно возрастающие или убывающие погрешности. К ним относятся, например, погрешности вследствие износа измерительных наконечников, контактирующих с деталью при контроле ее прибором активного контроля.
Периодические погрешности — погрешности, значение которых является периодической функцией времени или перемещения указателя измерительного прибора.
Погрешности, изменяющиеся по сложному закону, происходят вследствие совместного действия нескольких систематических погрешностей.

Инструментальная погрешность измерения (англ. instrumental error) – составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерений.

Погрешность метода измерений (англ. error of method) – составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятого метода измерений.
Примечания:

  • Вследствие упрощений, принятых в уравнениях для измерений, нередко возникают существенные погрешности, для компенсации действия которых следует вводить поправки. Погрешность метода иногда называют теоретической погрешностью.
  • Иногда погрешность метода может проявляться как случайная.

Погрешность (измерения) из-за изменений условий измерения – составляющая систематической погрешности измерения, являющаяся следствием неучтенного влияния отклонения в одну сторону какого-либо из параметров, характеризующих условия измерений, от установленного значения.
Примечание. Этот термин применяют в случае неучтенного или недостаточно учтенного действия той или иной влияющей величины (температуры, атмосферного давления, влажности воздуха, напряженности магнитного поля, вибрации и др.); неправильной установки средств измерений, нарушения правил их взаимного расположения и др.

Субъективная погрешность измерения – составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная индивидуальными особенностями оператора.
Примечания:

  • Встречаются операторы, которые систематически опаздывают (или опережают) снимать отсчеты показаний средств измерений.
  • Иногда субъективную погрешность называют личной погрешностью или личной разностью.

Неисключенная систематическая погрешность – составляющая погрешности результата измерений, обусловленная погрешностями вычисления и введения поправок на влияние систематических погрешностей или систематической погрешностью, поправка на действие которой не введена вследствие ее малости.
Примечания:

  • 1. Иногда этот вид погрешности называют неисключенный (ые) остаток (остатки) систематической погрешности.
  • 2. Неисключенная систематическая погрешность характеризуется ее границами. Границы неисключенной систематической погрешности θ при числе слагаемых N≤3 вычисляют по формуле:

formula9-7

formula9-7-2,

Случайная погрешность измерения (англ. random error) – составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях, проведенных с одинаковой тщательностью, одной и той же физической величины.

Абсолютная погрешность измерения (англ. absolute error of a measurement) – погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины.

Абсолютное значение погрешности (англ. absolute value of an error) – значение погрешности без учета ее знака (модуль погрешности).
Примечание. Необходимо различать термины абсолютная погрешность и абсолютное значение погрешности.

Относительная погрешность измерения (англ. relative error) – погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины.
Примечание. Относительную погрешность в долях или процентах находят из отношений:

formula9-11,

Рассеяние результатов в ряду измерений (англ. dispersion) – несовпадение результатов измерений одной и той же величины в ряду равноточных измерений, как правило, обусловленное действием случайных погрешностей.
Примечания:

  • Количественную оценку рассеяния результатов в ряду измерений вследствие действия случайных погрешностей обычно получают после введения поправок на действие систематических погрешностей.
  • Оценками рассеяния результатов в ряду измерений могут быть: — размах, — среднее квадратическое отклонение (экспериментальное среднее квадратическое отклонение), — доверительные границы погрешности (доверительная граница). (в ред. Изменения N 2, введенного Приказом Росстандарта от 04.08.2010 N 203-ст)

Размах результатов измерений (англ. ) – оценка Rn рассеяния результатов единичных измерений физической n величины, образующих ряд (или выборку из n измерений), вычисляемая по формуле:

Среднее квадратическое отклонение результатов единичных измерений в ряду измерений (англ. experimental (sample) standard deviation) – характеристика S рассеяния результатов измерений в ряду равноточных измерений одной и той же физической величины, вычисляемая по формуле:

formula9-14,

Среднее квадратическое отклонение среднего арифметического значения результатов измерений (англ. experimental (sample) standard deviation) – характеристика Sx рассеяния среднего арифметического значения результатов равноточных измерений одной и той же величины, вычисляемая по формуле:

formula9-15,

Доверительные границы погрешности результата измерений – наибольшее и наименьшее значения погрешности измерений, ограничивающие интервал, внутри которого с заданной вероятностью находится искомое (истинное) значение погрешности результата измерений.

Поправка (англ. correction) – значение величины, вводимое в неисправленный результат измерения с целью исключения составляющих систематической погрешности.
Примечание. Знак поправки противоположен знаку погрешности. Поправку, прибавляемую к номинальному значению меры, называют поправкой к значению меры; поправку, вводимую в показание измерительного прибора, называют поправкой к показанию прибора.

Поправочный множитель (англ. correction factor) – числовой коэффициент, на который умножают неисправленный результат измерения с целью исключения влияния систематической погрешности.
Примечание. Поправочный множитель используют в случаях, когда систематическая погрешность пропорциональна значению величины.

Точность результата измерений (англ. accuracy of measurement) – одна из характеристик качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения.
Примечание. Считают, что чем меньше погрешность измерения, тем больше его точность.

Неопределенность измерений (англ. uncertainty of measurement) – параметр, связанный с результатом измерений и характеризующий рассеяние значений, которые можно приписать измеряемой величине.

Погрешность метода поверки – погрешность применяемого метода передачи размера единицы при поверке.

Погрешность градуировки средства измерений – погрешность действительного значения величины, приписанного той или иной отметке шкалы средства измерений в результате градуировки.

Погрешность воспроизведения единицы физической величины – погрешность результата измерений, выполняемых при воспроизведении единицы физической величины.
Примечание. Погрешность воспроизведения единицы при помощи государственных эталонов обычно указывают в виде ее составляющих: неисключенной систематической погрешности; случайной погрешности; нестабильности за год.

Погрешность передачи размера единицы физической величины – погрешность результата измерений, выполняемых при передаче размера единицы.
Примечание. В погрешность передачи размера единицы входят как неисключенные систематические, так и случайные погрешности метода и средств измерений.

Статическая погрешность измерений – погрешность результата измерений, свойственная условиям статического измерения.

Динамическая погрешность измерений – погрешность результата измерений, свойственная условиям динамического измерения.

Промах – погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда.
Примечание. Иногда вместо термина промах применяют термин грубая погрешность измерений.

Предельная погрешность измерения в ряду измерений – максимальная погрешность измерения (плюс, минус), допускаемая для данной измерительной задачи.

Погрешность результата однократного измерения – погрешность одного измерения (не входящего в ряд измерений), оцениваемая на основании известных погрешностей средства и метода измерений в данных условиях (измерений).
Пример. При однократном измерении микрометром какого-либо размера детали получено значение величины, равное 12,55 мм. При этом еще до измерения известно, что погрешность микрометра в данном диапазоне составляет +/- 0,01 мм, и погрешность метода (непосредственной оценки) в данном случае принята равной нулю. Следовательно, погрешность полученного результата будет равна +/- 0,01 мм в данных условиях измерений.

Суммарное среднее квадратическое отклонение среднего арифметического значения результатов измерений – характеристика S рассеяния среднего арифметического результатов измерений, обусловленная влиянием случайных и неисключенных систематических погрешностей и вычисляемая по формуле:

formula9-30

,

где: — СКО неисключенных систематических погрешностей при равномерном распределении каждой из них.

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

Настоящий стандарт распространяется на микрометры с ценой деления 0,01 и 0, 001 мм.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

(Измененная редакция, Изм. №1).

1. типы. основные параметры и размеры

1.1. Микрометры должны быть изготовлены следующих типов:

МК — гладкие для измерения наружных размеров изделий (черт. 1);

МЛ — листовые с циферблатом для измерения толщины листов и лент (черт. 2);

МТ — трубные для измерения толщины стенок труб (черт. 3);

МЗ — зубомерные для измерения длины общей нормали зубчатых колес с модулем от 1 мм (черт. 4);

МГ — микрометрические головки для измерения перемещения (черт. 5);

МП — микрометры для измерения толщины проволоки (черт. 6).

Примечание . Наименьший внутренний диаметр труб, измеряемых микрометром типа МТ, должен быть 8 или 12 мм.

1 — скоба; 2 — пятка; 3 — микрометрический винт; 4 — стопор; 5 — стебель; 6 — барабан; 7 — трещотка (фрикцион)

1 — скоба; 2 — пятка; 3 — микрометрический винт; 4 — стопор; 5 — стебель; 6 — барабан; 7 — трещотка (фрикцион); 8 — циферблат; 9 — стрелка

1 — скоба; 2 — пятка; 3 — микрометрический винт; 4 — стопор; 5 — стебель; 6 — барабан; 7 — трещотка (фрикцион)

1 — скоба; 2 — пятка; 3 — измерительная губка; 4 — микрометрический винт; 5 — стопор; 6 — стебель; 7 — барабан; 8 — трещотка (фрикцион)

1 — микрометрический винт; 2 — стебель; 3 — барабан; 4 — трещотка (фрикцион)

1 — корпус; 2 — микрометрический винт; 3 — стебель; 4 — барабан; 5 — трещотка (фрикцион)

1.2. Микрометры следует изготовлять:

— с ценой деления 0,01 мм — при отсчете показаний по шкалам стебля и барабана (черт. 1- 6);

— со значением отсчета по нониусу 0,001 мм — при отсчете показаний по шкалам стебля и барабана с нониусом (черт. 7 и 8);

— с шагом дискретности 0,001 мм — при отсчете показаний по электронному цифровому отсчетному устройству и шкалам стебля и барабана (черт. 9).

(Измененная редакция, Изм. №1).

1 — стебель; 2 — нониус, 3 — барабан; 4 — цифровое отсчетное устройство

1 — стебель; 2 — нониус, 3 — барабан

1 — стебель; 2 — барабан; 3 — электронное цифровое отсчетное устройство

Примечание. Черт. 1- 9 не определяют конструкции микрометров.

1.3. Основные параметры, размеры и классы точности микрометров должны соответствовать установленным в табл. 1.

Диапазон измерений микрометра с отсчетом показаний

Шаг микрометрического винта

Измерительное перемещение микровинта

по шкалам стебля и барабана классов точности

по шкалам стебля и барабана с нониусом

по электронному цифровому устройству классов точности

0-25; 25-50; 50-75; 75-100

0-25; 25-50; 50-75; 75-100

1.4. Диаметр гладкой части микрометрического винта должен быть 6 h 9, 6,5 h 9 или 8 h 9.

На концах микрометрического винта и пятки на длине до 4 мм допускается уменьшение диаметра, но не более чем на 0,1 мм.

1.5. Электрическое питание микрометров с электронным цифровым отсчетным устройством должно быть от встроенного источника питания.

Электрическое питание микрометров, имеющих вывод результатов измерений на внешние устройства, — от встроенного источника питания и (или) от сети общего назначения через блок питания.

Пример условного обозначения гладкого микрометра с диапазоном измерения 25-50 мм 1-го класса точности:

Микрометр МК50-1 ГОСТ 6507-90

То же, микрометрической головки с нониусом с диапазоном измерения 0-25 мм :

Микрометр МГ Н25 ГОСТ 6507-90

То же, гладкого микрометра с электронным цифровым отсчетным устройством с диапазоном измерения 50-75 мм :

Микрометр МК Ц75 ГОСТ 6507-90

1.4, 1.5 . (Измененная редакция, Изм. №1).

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1.1. Общие требования

2.1.1.1. Микрометры изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.

2.1.1.2. Измерительное усилие для микрометров типов МЛ , МТ и МЗ должно быть не менее 3 и не более 7 Н, а для микрометров остальных типов — не менее 5 и не более 10 Н.

Колебание измерительного усилия для микрометров всех типов не должно превышать 2 Н.

2.1.1.3. Предел допускаемой погрешности микрометра в любой точке диапазона измерений при нормируемом измерительном усилии и температуре, не превышающей значений, установленных в табл. 2 , а также допускаемое изменение показаний микрометра от изгиба скобы при усилии 10 Н, направленном по оси винта, должны соответствовать установленным в табл. 3 .

Верхний предел измерений микрометра,

Допускаемое отклонение температуры от 20 ºС,

2.1.1.4. Для микрометров, имеющих плоские измерительные поверхности (типы МК и МЗ), допуск параллельности измерительных поверхностей должен соответствовать установленному в табл. 4 .

На расстоянии до 0,5 мм от краев измерительных поверхностей допускаются завалы.

2.1.1.5. Допуск плоскостности плоских измерительных поверхностей микрометра должен соответствовать установленному в табл. 5.

Верхний предел измерений микрометра, мм

Предел допускаемой погрешности микрометра с отсчетом показаний

Допускаемое изменение показаний микрометра от изгиба скобы при усилии 10 Н

по шкалам стебля и барабана классов точности

по шкалам стебля и барабана с нониусом

по электронному цифровому устройству классов точности

1. Погрешность микрометров типов МК, МЛ, МТ и МП определяют по мерам с плоскими измерительными поверхностями.

2. Погрешность микрометра типа МЗ определяют по мерам с цилиндрическими измерительными поверхностями, установленными на расстоянии 2-3 мм от края измерительных поверхностей микрометра.

Верхний предел измерений микрометра, мм

Допуск параллельности плоских измерительных поверхностей микрометра, мкм, классов точности

125; 150; 175; 200

Допуск плоскостности измерительных поверхностей микрометра, мкм, классов точности

Примечание к табл. 4 и 5. Для микрометров с нониусом допуски параллельности и плоскостности измерительных поверхностей должны соответствовать нормам класса точности 1.

2.1.1.6. Микрометр и микрометрическая головка с электронным цифровым отсчетным устройством должны обеспечивать:

1) выдачу цифровой информации в прямом коде (с указанием знака и абсолютного значения);

2) установку начала отсчета в абсолютной системе координат;

3) запоминание результата измерения;

4) гашение памяти с восстановлением текущего результата измерения.

2.1.1.7. Измерительные поверхности микрометров типов МК, МЛ, МТ, МГ и МП должны быть оснащены твердым сплавом по ГОСТ 3882.

Измерительные поверхности микрометра типа МЗ, а по требованию потребителя и микрометра типа МТ изготовляют закаленными. Твердость закаленных измерительных поверхностей из высоколегированной стали должна быть не ниже 51 HRC э , из углеродистой качественной конструкционной и инструментальной высококачественной сталей — не ниже 61 HRC э .

2.1.1.8. На измерительных поверхностях микрометра, оснащенного твердым сплавом, не допускается наличие пор более 120 мкм по ширине. Степень пористости не должна быть выше 0,4 % по ГОСТ 9391.

2.1.1.9. Параметр шероховатости измерительных поверхностей микрометра — Ra 0,08 мкм по ГОСТ 2789 .

2.1.1.10. Микрометр должен иметь трещотку (фрикцион) или другое устройство, обеспечивающее измерительное усилие в заданных пределах.

2.1.1.11. Микрометр должен иметь стопорное устройство для закрепления микрометрического винта.

Микрометрический винт, закрепленный стопорным устройством, не должен вращаться после приложения наибольшего момента, передаваемого устройством, обеспечивающим измерительное усилие, а у микрометров типа МК при этом перекос плоской измерительной поверхности не должен увеличивать отклонение от параллельности плоских измерительных поверхностей сверх установленных в п. 2.1.1.4 более чем на 1 мкм — для микрометров с верхним пределом измерений до 100 мм и 2 мкм — для микрометров с верхним пределом измерений более 100 мм.

Примечание . Микрометр с электронным цифровым отсчетным устройством, а также микрометры типов МГ и МП допускается изготовлять без стопорного устройства.

2.1.1.12. Конструкция микрометра должна обеспечивать возможность установки его в исходное положение при соприкосновении измерительных поверхностей между собой или с установочной мерой и компенсацию износа микрометрической резьбы винта и гайки, при этом начальный штрих стебля должен быть виден целиком, но расстояние от торца конической части барабана до ближайшего края штриха не должно превышать 0,15 мм.

2.1.1.13. Длина деления шкалы барабана должна быть не менее 0,8 мм.

2.1.1.14. Ширина штрихов шкал и продольного штриха на стебле должна быть от 0,08 до 0,2 мм, при этом разность в ширине штриха барабана и продольного штриха на стебле, а также разность в ширине штрихов шкал барабана и нониуса не должна быть более 0,03 мм.

Допускается ширина всех штрихов не более 0,25 мм, если длина деления шкалы барабана более 1 мм, при этом разность в ширине штриха барабана и продольного штриха на стебле не должна быть более 0,05 мм.

2.1.1.15. Поверхности, на которых нанесены штрихи и цифры, не должны быть блестящими.

2.1.1.16. У микрометра с электронным цифровым отсчетным устройством высота цифр на отсчетном устройстве должна быть не менее 4 мм.

2.1.1.17. Расстояние от поверхности стебля до измерительной кромки барабана у продольного штриха стебля, кроме микрометра с нониусом, должно быть не более 0,45 мм (черт. 10 ).

Угол α/2, образующий коническую часть барабана, на которую наносится шкала, должен быть не более 20°. Конструкция микрометра должна обеспечивать гарантированный зазор между барабаном и стеблем.

1 — поверхность стебля; 2 — измерительная кромка; 3 — барабан

2.1.1.18. Наружные поверхности микрометра, за исключением пятки, микрометрического винта, измерительной губки, должны иметь антикоррозионное покрытие по ГОСТ 9.303 и ГОСТ 9.032 .

Наружные поверхности скоб микрометров типов МК и МЗ с верхним пределом измерения более 50 мм должны быть теплоизолированы.

2.1.1.19-2.1.1.22 . (Исключены, Изм. №1).

2.1.2. Требования к микрометру типа МК

2.1.2.1. Микрометр типа МК с верхним пределом измерений более 300 мм должен иметь передвижную или сменную пятку, обеспечивающую возможность измерения любого размера в диапазоне измерений данного микрометра. Вылет скобы микрометра с верхним пределом измерения до 300 мм должен быть не менее В/2+4, а свыше 300 мм — не менее В/2+1б, где В — верхний предел измерения.

Крепление передвижной или сменной пятки должно обеспечивать неизменность положения пятки при измерениях.

2.1.2.2. Измерительные поверхности установочных мер длиной до 300 мм должны быть плоскими, а более 300 мм — сферическими.

2.1.2.3. Наружные поверхности установочных мер, за исключением измерительных поверхностей, должны иметь антикоррозионное покрытие по ГОСТ 9.303 и ГОСТ 9.032 .

2.1.2.4. Допускаемое отклонение длины установочных мер от номинального размера и суммарный допуск плоскостности и параллельности их измерительных поверхностей должны соответствовать установленным в табл. 6.

2.1.2.5. Параметр шероховатости измерительных поверхностей установочных мер — Ra ≤0,08 мкм по ГОСТ 2789 .

Номинальный размер установочных мер, мм

Допускаемое отклонение длины установочных мер от номинального размера микрометров класса точности, мкм

Суммарный допуск плоскостности и параллельности измерительных поверхностей установочных мер, мкм

Оценка погрешностей измерений

Несмотря на десятки книг и большое количество диссертационных исследований, значительных успехов в освоении учащимися умения оценивать погрешности измерений не наблюдалось. Причина этого, помимо всего прочего, в объективной сложности материала, а также в отсутствии координации между физикой и математикой. Следует указать и отсутствие соответствующей организации учебной деятельности учеников. По современным представлениям [В.В.Давыдов], ученик должен получать знания как продукт своей работы с изучаемым материалом. По отношению к обсуждаемому вопросу это означает, что представление о погрешностях и методах их оценки должны вытекать из экспериментальной работы самих учащихся.

2. Погрешности средств измерения

Школьные средства измерения имеют вполне нормированные основные погрешности. Включенные в новый «Перечень оборудования», эти средства делятся на стрелочные приборы (амперметры, вольтметры, динамометры и др.), цифровые приборы (мультиметры демонстрационные и лабораторные, счетчик-секундомер и др.), многопредельные меры (линейка, мерная лента, мерный цилиндр), наборы мер (набор грузов по механике и набор гирь, набор резисторов).

Несколько особняком в этой номенклатуре оказываются весы для фронтальных работ и практикума. Весы с точки зрения принципа действия можно отнести к нуль-индикаторам, в которых измерение сводится к прямому сравниванию массы взвешиваемого тела с массой гирь.

Сведения об основных (инструментальных, приборных) погрешностях школьных лабораторных средств измерения приведены в табл. 1 и 2. Погрешности цифрового мультиметра (на примере М3900) приведены ниже. Поясним метрологический смысл приведенных сведений.

особенность погрешностей многопредельных мер (пп. 1–9, табл. 1) состоит в том, что они линейно нарастают вдоль шкалы. Именно поэтому либо указано значение погрешностей номинальных значений (т.е. всей длины), либо значение на 100 мм шкалы. Обратим внимание на то, что погрешности деревянных инструментов меньше, чем пластмассовых. Все инструменты, маркированные знаком «ГОСТ», имеют погрешности меньшие, чем погрешности инструментов, не имеющих этих знаков.

В чем метрологический смысл погрешности меры? Она показывает интервал, внутри которого с вероятностью, близкой к 100% находится неизвестное истинное значение меры. Например, каждый груз из набора грузов имеет номинальное значение массы 100 г, погрешность меры ± 2 г. Следовательно, истинное значение груза находится в интервале (100 – 2) г < m < (100 + 2) г.

Если номинальное значение сопротивления резистора равно 4,0 Ом, а погрешность 0,12 Ом, следовательно, истинное значение сопротивления содержится в интервале (4,00 – 0,12) Ом Ј R Ј (4,00 + 0,12) Ом.

Погрешности стрелочных электроизмерительных приборов чаще всего задаются специальной величиной, которая называется классом точности и обозначается символом g. Класс точности g показывает значение допускаемой погрешности в процентах от предела измерения (или суммы пределов для приборов, нуль которых находится внутри шкалы). Например, если класс точности амперметра (табл. 2) равен g = 2,5, то основная погрешность равна

Если миллиамперметр имеет ноль посередине шкалы, его основная погрешность равна

В чем смысл основной погрешности стрелочных приборов? Она показывает интервал, внутри которого с вероятностью равной 100% находится истинное значение измеряемой величины, если стрелка прибора совпадает со штрихом шкалы. Например, пусть стрелка амперметра совпадает со штрихом 1,6 А. Следовательно, истинное значение силы тока находится в интервале

(1,60 – 0,05) А Ј I Ј (1,60 + 0,05) А.

Основная погрешность весов складывается из погрешности гирь и чувствительности. Например, если на весах находится взвешиваемое тело и две гири номинальными значениями 100 г и 50 г, то погрешность весов складывается из погрешностей гирь (40 + 30) мг и чувствительности весов, которая определяется из графика, приведенного в п. 5 табл. 2.

Погрешность мультиметра указана двумя числами. Например, для диапазона 700 В записано: «± 1,2% ± 3». Эта запись означает, что погрешность мультиметра в диапазоне от 200 В до 700 В равна сумме единицы младшего разряда считываемого показания U. Пусть считываемое показание равно U = 237 В. Следовательно, погрешность измерения равна

Истинное значение напряжения находится в интервале (237 – 6) В < U < (237 + 6) В.

3. Знакомство учащихся с погрешностью средств измерения

Как показывает многолетний опыт автора, наиболее эффективная организация учебной деятельности школьников по освоению представлений о погрешности средств измерений может быть основана на экспериментах по поверке измерений. Поверка – это процедура сравнения показаний рабочего средства измерения с показаниями образцового. К образцовым средствам измерения относятся такие, основные погрешности которых на порядок (в 10 раз) меньше погрешности рабочего прибора. В процессе поверки учащиеся сами неизбежно обнаружат наличие погрешности средства измерения. В качестве образцовых средств могут быть выбраны весы, набор гирь и стальная линейка. В качестве поверяемых можно взять набор грузов, динамометр и самодельную линейку.

Представление о погрешностях средств измерения может быть сформировано в три этапа уже в самом начале изучения физики, например в 7-м классе.

Первый этап. Поверка самодельной линейки с использованием стальной. В качестве самодельной линейки используется полоска бумаги из тетради в клетку.

Приложив к этой «линейке» стальную, ученики убеждаются в том, что погрешность их «линейки» нарастает и к ее концу достигает примерно 1 мм на длине 10 мм.

Второй этап. Поверка грузов по механике. Образцовое измерительное средство – весы, поверяемое – набор грузов.

Сообщаем учащимся, что в данной работе весы выступают образцовым прибором и его погрешностью можно пренебречь. Поясним учителю. Пусть груз уравновешивается гирями номинальными значениями 100 г и 2 г. Их суммарная погрешность 46 мг. Такова же и чувствительность. Общая погрешность равна 100 мг = 0,1 г. Погрешность же грузов по механике (2 г) в 20 раз больше.

Цель исследования: определить действительные значения масс всех грузов и выяснить, есть ли среди них такие, у которых масса больше 102,00 г или меньше 98,00 г.

Опыт показывает, что работа вызывает у учащихся интерес особенно тогда, когда им поручается изготовить специальные наклейки, на которых указываются масса груза и фамилия «метролога». Или если обнаруживаются грузы, масса которых выходит за пределы (98 г; 102 г). Они должны быть исключены из употребления.

Третий этап. Поверка динамометра. Образцовое средство измерения – набор гирь, поверяемый прибор – динамометр.

К крючку динамометра подвешивается очень легкая коробочка, которую нагружают гирями из набора так, чтобы указатель динамометра совпадал со штрихами 0; 0,1 Н; 0,2 Н; 0,3 Н и т.д. Строят поверочный график. С тыльной стороны динамометра приклеивают фирменный знак «метролога» с его личной подписью, удостоверяющей, что данный динамометр прошел поверку и его погрешность не превосходит 0,05 Н.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector