Selectarea instrumentelor de măsurare: tipuri, clasificare, metode și fundamente

În prezent, există un număr mare de instrumente cu ajutorul cărora se pot efectua măsurători de diferite tipuri: liniare, de greutate, de temperatură, de putere etc. д. Instrumentele sunt diferențiate în funcție de precizia lor, principiul de funcționare, precum și prețul.

Pentru a efectua lucrările corespunzătoare, alegerea instrumentelor de măsurare trebuie să fie luată în considerare cu atenție. Acestea, la rândul lor, sunt, de asemenea, subdivizate în mai multe tipuri, în funcție de criteriile luate în considerare.

Clasificarea instrumentelor

Instrumentele de măsură sunt unelte și instrumente care sunt folosite pentru a face măsurători ale mărimilor fizice. Incertitudinile prevăzute în regulamente și în normele tehnice sunt definite pentru fiecare dintre acestea.

Instrumentele de măsurare sunt împărțite în diferite tipuri în funcție de următoarele criterii

• tipul de instrument pentru muncă;
• principiul de funcționare;
• comparație cu un standard de referință acceptat;
• aplicație metrologică.

Tipuri de instrumente

К cele mai frecvente sunt tipurile de instrumente sunt cele enumerate mai jos.

O măsură este un dispozitiv utilizat pentru a reproduce o dimensiune dorită a mărimii fizice în cauză. De exemplu, o greutate este utilizată pentru a reprezenta o masă. Măsuri cu o cifră și cu mai multe cifre și, în unele cazuri, magazine de măsuri întregi. O măsură cu o singură cifră necesare pentru reproducerea unei valori de o singură dimensiune. Măsurile multidimensionale sunt utilizate pentru a determina mai multe dimensiuni ale valorilor fizice (de exemplu, o selecție de instrumente de măsurare a dimensiunilor liniare care pot fi utilizate pentru a determina atât centimetri, cât și milimetri).

Benchmark - o măsură cu un nivel foarte ridicat de precizie. Acestea sunt utilizate pentru a verifica corectitudinea unui instrument de măsură.

Traductor - un instrument de măsură care transformă un semnal de informații despre o măsurătoare într-o altă formă. Acest lucru facilitează transmiterea semnalului pentru procesarea și stocarea ulterioară. Dar semnalul transformat nu poate fi perceput de către observator fără un instrument special. Pentru a vizualiza semnalul, este necesară transmiterea acestuia către un dispozitiv de afișare. Din acest motiv, traductorul este de obicei inclus în construcția completă a instrumentului de măsurare sau este utilizat împreună cu acesta.

Un instrument de măsură este un instrument de măsurare, utilizat pentru a produce un semnal într-o formă care poate fi vizualizată ulterior de către observator. Există diferite clasificări ale acestor instrumente în funcție de un grup de factori. Acestea sunt împărțite în măsuri universale, speciale și de control. Mecanică, optică, electrică sau pneumatică. În funcție de gradul de automatizare, acestea se împart în instrumente mecanizate și manuale, Automat și semiautomat.

O instalație de măsurare este o combinație de instrumente și accesorii combinate pentru a îndeplini o funcție specifică. Scopul unor părți ale unei astfel de instalații este de a produce semnale de informații într-o formă care poate fi ușor de înțeles de către observator. O instalație de măsurare este, de obicei, o instalație fixă.

Sistem de măsurare - un set de instrumente, ale căror elemente sunt conectate prin intermediul unor canale de comunicare situate în întregul spațiu monitorizat. Scopul său este de a măsura una sau mai multe mărimi fizice prezente în zona inspectată.

Criterii de selecție

Alegerea mijloacelor de măsurare trebuie să țină seama în primul rând de precizia care trebuie obținută la efectuarea lucrărilor. Acest lucru este specificat în regulamente sau în documentația componentei.

În plus, atunci când se selectează instrumentul de măsurare, trebuie să se ia în considerare toleranțele, precum și metodele de lucru și controlul acestora.

Principala condiție prealabilă pentru selectarea mijloacelor de măsurare este adecvarea acestora la scopul propus de obținere a unor rezultate fiabile cu precizia specificată în reglementări. În plus, consumul de material și de timp trebuie să fie cât mai redus posibil.

date brute

Pentru selecția corectă a instrumentelor de măsură este necesar să se dispună de următoarele elemente de date de intrare:

• greutatea nominală a valorii de măsurare;
• valoarea diferenței dintre cea mai mare și cea mai mică valoare;
• informații privind condițiile de lucru disponibile pentru măsurare.

În cazul în care este necesar să se aleagă un sistem de măsurare ținând cont de un factor de precizie, este necesar să se calculeze eroarea. Se calculează ca sumă a erorilor tuturor surselor posibile (instrumente de măsură, traductoare de valori, etaloane) în conformitate cu legile stabilite pentru fiecare dintre surse.

Primul pas este selectarea instrumentelor de măsurare în funcție de cerințele de precizie ale lucrării. La selectarea versiunii finale trebuie să se țină seama și de următoarele cerințe

• Gama de lucru a cantităților care sunt necesare în procesul de lucru.
• Dimensiunile generale ale instrumentelor.
• Greutatea instrumentelor.
• Caracteristicile de proiectare ale instrumentului de măsură.

În metrologie, pentru selectarea instrumentelor de măsură în ceea ce privește precizia, sunt necesare următoarele specificații:

• compoziția parametrilor instrumentelor care urmează să fie modificate;
• mărimea toleranței la eroare a instrumentelor de lucru, precum și valorile admise ale erorii totale la măsurarea parametrilor;
• valorile admisibile ale probabilității de eșec pentru parametrii care urmează să fie măsurați;
• regulile de distribuție a abaterilor parametrilor de la valorile lor reale.

Măsurători standardizate

La alegerea instrumentelor, se ține seama, în mod normal, de prioritatea mijloacelor standardizate de măsurare. un instrument standardizat este un instrument care a fost fabricat în conformitate cu reglementările unui standard internațional sau specific pentru tipul de lucrare în cauză.

Condițiile de alegere a unui instrument de măsură depind de specializarea producției la care se efectuează lucrarea.

Producția în masă utilizează echipamente moderne de măsurare și inspecție automatizate, concepute pentru un randament ridicat. În producția de serie se folosesc diferite șabloane și calibre care pot fi comparate cu. În producția individuală se face alegerea instrumentelor de măsură universale cu care se efectuează diferite tipuri de lucrări.

condiții de funcționare

Selectarea echipamentului de măsurare și control se bazează pe reglementările tehnice ale instrumentelor alese în condiții normale de utilizare și funcționare.

Condițiile normale sunt cele în care, unde valorile factorilor care influențează rezultatul pot fi omise, deoarece sunt mici. În mod normal, aceste condiții sunt indicate în instrucțiunile instrumentului sau sunt calculate în timpul calibrării instrumentului.

Ar trebui să se facă o distincție între condițiile de funcționare și condițiile limită în care pot fi efectuate măsurători.

Condițiile de funcționare sunt, în general, cele în care valorile factorilor de influență se situează în intervalul de toleranță al zonelor de lucru. Intervalul de lucru este zona valorii factorului de influență în care se normalizează eroarea existentă sau se modifică valorile instrumentelor de lucru.

Condițiile limită sunt în general definite ca fiind valorile maxime și minime ale mărimilor reale și ale mărimilor de influență pe care un instrument de măsură le poate suporta fără deteriorare majoră sau deteriorare a performanțelor sale proprietăți și caracteristici.

La selectarea echipamentelor de măsurare și control care urmează să fie utilizate în condiții de funcționare, trebuie să se țină seama de corelația dintre valorile citite de instrumente și variabilele de influență. Pe această bază, este necesar să se introducă corecții în citirile finale ale instrumentelor de măsură sau să se utilizeze dispozitive și instrumente de corecție.

În conformitate cu reglementările, corecțiile sunt determinate de caracteristicile metrologice normalizate pentru condițiile de la locul de muncă.

Desemnarea instrumentelor

Alegerea instrumentelor de măsurare se bazează pe studiul diferențelor dintre cele două cazuri de utilizare:

• efectuarea de măsurători ale parametrilor dispozitivului;
• controlul asupra măsurării instrumentului.

În primul caz, în timpul lucrului, este necesar să se obțină o valoare mai mică decât limita de eroare de măsurare. În cel de-al doilea caz, instrumentele sunt selectate cu condiția ca probabilitatea erorilor posibile ale parametrului să nu fie mai mare decât valorile admise.

Erori

Unul dintre criteriile de bază pentru selectarea instrumentelor de măsurare în metrologie este raportul dintre valorile limitei de eroare absolută sau de incertitudine acceptabilă (Δ) și câmpul de toleranță al mărimii de măsurat (E).

Raportul trebuie să corespundă cu următoarea expresie:

Δ ≤ 0,333 E.

Limita de eroare admisibilă poate fi exprimată în valori relative (eroare relativă de măsurare). În acest caz, aceasta trebuie să fie mai mică sau egală cu 33,3 % din valoarea totală a câmpului de toleranță, cu excepția cazului în care există alte restricții speciale.

Erorile de măsurare specificate în regulamente sunt erorile maxime admise. Acestea includ toate elementele de performanță care pot depinde de instrumentele de măsurare alese, de standardele de reglare, de variațiile de temperatură etc. д.

Procedura de selecție

Tehnica de măsurare este împărțită în trei tipuri.

Metoda aproximativă este utilizată pe scară largă pentru selectarea indicativă a mijloacelor de măsurare și, de asemenea, pentru inspecția și expertiza conformității cu reglementările normative, de proiectare și tehnologice. Pentru a face acest lucru, procedați după cum urmează

1. Dimensiunea admisibilă a unei componente în conformitate cu GOST este determinată.
2. Se calculează eroarea posibilă a performanței de măsurare. Se consideră că reprezintă 25% din dimensiunea totală admisibilă.
3. Se calculează un element aleatoriu al posibilei erori de măsurare, care poate fi detectat cu aproape toate tipurile de măsurători.
4. Selectarea dispozitivului de măsurare adecvat în funcție de tipul de piesă cu ajutorul tabelelor de referință. Eroarea maximă posibilă, care este indicatorul metrologic al oricărui instrument de măsură, nu trebuie să depășească elementul aleatoriu al erorii posibile de măsurare.
5. În tabelul metrologic se înscriu caracteristicile instrumentului ales.

Metoda de calcul este utilizată la selectarea instrumentelor pentru producția de loturi unice și mici, la măsurarea parametrilor de eșantionare în metoda de control statistic, la efectuarea de experimente, precum și la reverificarea pieselor defecte. Acesta include următoarele etape:

1. Determinarea dimensiunii admisibile a piesei în conformitate cu GOST.
2. Se calculează eroarea posibilă a performanței de măsurare. În această metodă de calcul, trebuie utilizat un tabel care să stabilească o relație între eroarea probabilă de măsurare și toleranțele pieselor de prelucrat.
3. Se calculează elementul aleatoriu al erorii probabile de măsurare, în mod similar cu valoarea din procedura anterioară.
4. Cu ajutorul tabelelor de referință, alegeți scula în funcție de tipul piesei.
5. În tabelul metrologic se introduce curba caracteristică a dispozitivului ales.

Metodologia tabelară este utilizată la selectarea instrumentelor de măsurare atât pentru producția de mare volum, cât și pentru producția de masă. Această metodă poate fi aplicată în cazul în care activitatea de fabricare a pieselor implică mai degrabă măsurarea decât verificarea cu ajutorul calibrelor.

1. Determinarea dimensiunii admisibile a piesei în conformitate cu GOST, în funcție de gradul de precizie.
2. Calculează eroarea probabilă de măsurare pe baza datelor statistice din perioadele anterioare.
3. Se calculează un element aleatoriu al posibilei erori de măsurare, similar cu valorile anterioare.
4. În conformitate cu tabelele de referință, alegerea instrumentelor de măsurare se face în funcție de tipul de piesă.
5. În tabelul metrologic se introduc caracteristicile instrumentului ales.

Astfel, se poate observa că metodele de alegere a mijloacelor de măsurare depind de tipul de producție în care se va efectua lucrarea.

Efectuarea unei selecții

Selecția și atribuirea instrumentelor de măsură se realizează de către departamentele de dezvoltare:

• Documentație de reglementare privind parametrii de alegere a instrumentelor de măsură în cercetarea de laborator, controlul calității produselor fabricate, exploatarea produselor deja fabricate, a componentelor și materialelor acestora.
• Procedee tehnologice de standardizare a produselor, de măsurare a elementelor constitutive și a materialelor acestora.
• proiecte de întreținere a echipamentelor de instrumentație și măsurare.

Este responsabilitatea personalului calificat să selecteze instrumentele și metodele de măsurare adecvate pe baza datelor inițiale disponibile. Aceștia trebuie să fie familiarizați cu elementele fundamentale ale măsurătorilor fizice, cu proiectare și utilizare rezultatele și erorile măsurătorilor, precum și principiile de standardizare a parametrilor metrologici și de calcul al erorilor instrumentelor bazate pe aceștia.

Lucrătorii responsabili cu instrumentele de măsură sunt desemnați să efectueze măsurători în timpul producției.

În concluzie, se poate spune că alegerea corectă de instrumente de măsurare din selecția noastră actuală asigură o producție eficientă și o reducere a numărului de produse defecte.