POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA W KIELCACH			LABORATORIUM Z METROLOGII
Pałys Grzegorz		Budowa i części składowe narzędzi pomiarowych.
WMiBM	ROK AKAD. 2000/2001
GRUPA 32A	ĆWICZENIE 1	10.10.2000 r.		OCENA:	PODPIS:

1. Część teoretyczna.

Suwmiarka - składa się ona z prowadnicy1 zakończonej szczęką stałą górną 2, przeznaczoną do pomiarów wymiarów wewnętrznych, oraz szczękę dolną 2a, służącą do pomiarów wymiarów zewnętrznych. Po prowadnicy przesuwa się suwak 4. U góry suwak jest zakończony szczęką przesuwną 3, współpracującą ze szczęką stałą górną 2 w pomiarach wewnętrznych. Od dołu suwak zakończony jest szczęką dolną 3a, która współpracuje ze szczęką dolną stałą 2a w pomiarach wymiarów zewnętrznych. Do pomiarów głębokości służy połączona z suwakiem wysuwka5, wysuwana z korpusu prowadnicy.

W przyrządach suwmiarkowych wartość wielkości mierzonej odczytuje się bezpośrednio. Określenie wartości wskazania przyrządu suwmiarkowego polega na odczytaniu najpierw całkowitej liczby milimetrów, później na znalezieniu kreski noniusz będącej w koincydencji (pokrywaniu się) z kreską podziałki na prowadnicy.

Wartość wskazania: L = r · L_ep +k · Δ ;

gdzie:

r - liczba całkowitych działek elementarnych prowadnicy,

k - liczba kresek noniusza od pierwszej do k-tej, będącej w koincydencji,

L_ep - długość działki elementarnej prowadnicy_,

Δ - dokładność odczytu (noniusz).

Czujnik zegarowy - służy do odczytania odchyłek od wymiaru nominalnego. Wrzeciono przyrządu 1 jest zakończone wymienną końcówką 2. Środkowa część wrzeciona jest zaopatrzona w zębatkę współpracującą z kołem zębatym 3, które następnie napędza koła 4, 5 i 6. Na osi koła 5 jest umocowana duża wskazówka 9, wskazująca setne części milimetra, a na osi koła 3 - wskazówka mała, wskazująca całkowite milimetry. Koło 6 służy do kompensacji luzów w zazębieniu. Powrót wrzeciona do położenia wyjściowego zapewnia sprężyna 8, która za pośrednictwem dźwigni 7 naciska wrzeciono w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu spowodowanego naciskiem mierzonego przedmiotu. Wskazówki przesuwne 10 i 11 służą do ustawiani wartości odchyłek dolnej i górnej.

Mikrometr - jest zbudowany w następujący sposób. W kabłąku 1 z jednej strony jest zamocowane kowadelko3, a z drugiej tuleja4, zakończona nakrętką współpracującą z gwintem wrzeciona 2. Do zgrubnego przesuwania wrzeciona służy bębenek 5, a do dokładnego- sprzęgiełko 6. Zacisk 7 służy do unieruchomienia wrzeciona w określonym położeniu. Tuleja 4 w części gwintowanej jest przecięta i ponadto zaopatrzona w wewnętrzny gwint stożkowy, na który jest nakręcona nakrętka 8. W miarę nakręcania tej nakrętki na gwint stożkowy następuje ściskanie gwintu wewnętrznego, a tym samym kasowanie luzów, które mogą powstać wskutek długotrwałej pracy przyrządu.

Śruba wrzeciona ma zwykle skok wynoszący 0,5 mm, wobec tego jeden obrót śruby przesuwa kowadełko wrzeciona o 0,5 mm. Na tulejce mikrometru jest nacięta podziałka w odstępach co 0,5 mm. Bębenek powodujący przesuwanie się wrzeciona jest podzielony na swym obwodzie na 50 części. Zatem obrócenie bębenka o 1/50 części obrotu przesuwa kowadełko wrzeciona o 1/100 części mm.

2. Opracowanie wyników pomiarów.

Narzędzia pomiarowe mogą być opisane za pomocą schematu;

energia

wielkość wejściowa wielkość wyjściowa

(mierzona)

który opisuje to narzędzie w postaci bloku funkcjonalnego z zaznaczeniem wielkości wejściowych (wielkość mierzona) oraz wielkości wyjściowej (wielkość wskazywana np. przez wskazówkę).

Inną możliwością przedstawienia narzędzia pomiarowego jest jego schemat strukturalny. Jest to schematyczne przedstawienie łańcucha pomiarowego przyrządu z podaniem zamiany wielkości wejściowej (mierzonej) na inne wielkości, aż do wielkości wyjściowej.

Schemat strukturalny na podstawie termometru termoelektrycznego.

T - temperatura, E - siła termoelektryczna, U - napięcie prądu, M - moment obrotowy, α - kąt obrotu wskazówki.

Gdy weźmiemy pod uwagę przeznaczenie poszczególnych zespołów narzędzi pomiarowych, w każdym narzędziu możemy wyróżnić jego trzy elementy:

I - czujnik; II - jeden lub kilka przetworników; III- urządzenie wskazujące

Przetwornik pomiarowy - jest to narzędzie służące do przetwarzania (z określoną dokładnością i według określonego prawa), wartości wielkości mierzonej (albo wielkości przetworzonej wielkości mierzonej) na wartość innej wielkości lub inna wartość tej samej wielkości. Przetwornik pomiarowy stanowi z narzędziem pomiarowym jedną całość, która może być użyta oddzielnie. W narzędziu pomiarowym może wystąpić jeden przetwornik lub kilka tworząc układ przetworników.

Działanie przetwornika może być opisane modelem matematycznym, którego równanie przetwarzania jest określone związkiem.

y = f(x₁, ... ,x_n)

gdzie:

y - wielkość wyjściowa,

x₁, ... ,x_n - wielkości wejściowe,

Schematyczne przedstawienie ogólnego modelu matematycznego przetwornika.

Błąd przetwarzania określony jest zależnością :

gdzie:

- błędy cząstkowe wielkości wejściowych

Δx₁, Δx₂, ... , Δx_n - maksymalne możliwe do wystąpienia błędy przypadkowe

wielkości x_1, x₂, ... ,x_n

Urządzenie wskazujące jest to zespół elementów przyrządu pomiarowego przeznaczonych do wskazywania wyników pomiaru.

1

3

T

E

U

M

α

wielkość

mierzona

wielkość wyjściowa wskazywana

II

III

I

narzędzie pomiarowe

y = f(x₁, x₂, ... ,x_n)

x₁

x₂

x₃

x_n

y

∂



∂



f

dx

x

f

dx

x

,

2

1

1

2

---