8.2.Основы технических измерений

Измерения физических величин, проводимые опытным путем с помощью определенных методов и средств, называются техническими измерениями. .

Техническое измерение может быть:

- прямое, при котором числовое значение определяемой величины находят непосредственно из опытных данных (например, измерение температуры термометром, размера-линейкой и др.);

- косвенное, при котором числовое значение определяемой величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величиной, подвергаемой прямому измерению;

- абсолютное, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин;

- относительное, основанное на измерении величины, относящейся к одноименной величине, принимаемой за единицу.

В машиностроении к техническим измерениям относят лишь линейные и угловые, т. е. измерения геометрических параметров деталей, сборочных единиц и изделий; отклонения расположения и формы, волнистость и шероховатость поверхностей.

Научной основой технических измерений является метрология (ГОСТ 16263—70), в которой рассматриваются общая теория измерений, единицы физических величин и их системы, методы и средства измерений, методы определения точности измерений, основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства. Все единицы физических величин определены Международной системой единиц (СИ), которая принята в СССР и других странах и содержит шесть основных и 58 производных единиц (ГОСТ 8.057—80).

Для воспроизведения и хранения единиц величин применяют эталоны, утвержденные в качестве исходных для страны. Так, для метра введен световой эталон, а именно 1650763,73 длин волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями атома криптона-86.

Передача единиц величин от эталона к рабочим средствам измерений осуществляется по ступенькам образцовых мер и измерительных приборов: государственные эталоны — рабочие эталоны (ГОСТ 8.372— 80), образцовые средства измерений — рабочие средства измерений (ГОСТ 8.382—80). Точность образцовых мер и измерительных приборов понижается от ступеньки к ступеньке в 2—4 раза.

В соответствии с поверочной схемой средства измерений периодически подвергаются поверке, которая заключается в определении метрологическим отделом погрешностей средств измерений и установлении их пригодности к применению. Цель метрологической службы заключается в обеспечении единства измерений. Комплекс стандартов, регламентирующий пределы допускаемых погрешностей, методику проведения работ по оценке и обеспечению точности измерений, называется Государственной системой обеспечения единства измерений

Важную роль в технических измерениях играют технические средства измерений. Средства измерений общего назначения можно подразделить на три основные группы: меры; калибры; универсальные измерительные приборы и инструменты.

Меры предназначены для передачи размера единицы длины, проверки и градуировки средств измерений, для точных измерений и гочной разметки. К ним относятся плоскопараллельные концевые меры длины (плитки) и угловые меры.

Калибры представляют собой тела и устройства, предназначенные для контроля (нахождения) в заданных границах размеров, взаимного расположения поверхностей и формы деталей. К ним относятся гладкие предельные калибры (скобы и пробки), резьбовые калибры (резьбовые кольца, скобы и пробки) и др.

Универсальные измерительные приборы и инструменты, показывающие доступную для непосредственного визуального наблюдения измерительную информацию, подразделяют на механические, оптические, пневматические и электрические

Совокупность средств измерений (мер, приборов, преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, называется измерительной системой. Она предназначена для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи или использования в автоматических системах управления. Универсальные измерительные приборы и инструменты предназначены для определения действительных размеров.

Механические приборы и инструменты в зависимости от устройства измерительной цепи имеют следующие разновидности:

- простейшие инструменты — лекальные, синусные и измерительные линейки, поверочные плиты (для контроля плоскости), поверочные угольники 90°, образцы шероховатости поверхности;

- штангенинструменты и нониусные угломеры — штангенциркуль (измерение наружных и внутренних размеров), штангенглубиномер (измерение пазов и высот выступов) и др.;

- пружинные приборы — микрокатор ИГП, микатор ИПМ, мини-катор ИРП, предназначенные для относительных измерений размеров, отклонений расположения формы поверхностей;

- микрометрические приборы—микрометр, микрометрический нутромер, применяемые в основном для измерения толщины листов и труб;

- зубчатые приборы — часовые индикаторы ИЧ и ИТ, предназначенные для относительных измерений наружных размеров, отклонений формы и расположения поверхностей;

- рычажно-зубчатые приборы — рычажная скоба СР (пассаметр), индикаторы ИРБ, ГИРБ2 и ИРТ, а также индикаторный нутромер, предназначенный для измерения отверстий;

рычажно-зубчатые микрометрические инструменты — рычажный микрометр MP (для измерения наружных размеров и параметров зубчатых колес).

Каждый универсальный инструмент и прибор характеризуется назначением, принципом действия, особенностями конструкции и метрологическими показателями.