POLITECHNIKA WARSZAWSKA

Laboratorium z przedmiotu: PODSTAWY TECHNIKI POMIAROWEJ Ćwiczenie nr 2. Temat : Sprawdzanie przyrządów pomiarowych do pomiaru długości. Grupa LTK sem VI Zespół nr 1 : 1. Halina Kobylińska 2. Krzysztof Filipiak 3. Lech Kielech 4. Grzegorz Krawczyk 5. Lech Olszewski Data wykonania ćwiczenia : 10.03.2001r.

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z prostymi metodami pomiaru wymiarów zewnętrznych i wewnętrznych przy użyciu różnych przyrządów pomiarowych.

Rozróżnia się następujące metody pomiarowe:

1. Metoda bezpośrednia - pomiar, którego wynik otrzymuje się na podstawie bezpośredniego wskazania przyrządu pomiarowego (np. pomiar średnicy wałka za pomocą mikrometru).

2. Metoda pośrednia - pomiar, którego wynik otrzymuje się na podstawie bezpośredniego pomiaru innych wielkości i obliczenia wielkości szukanej ze znanej funkcji matematycznej.

3. Metoda porównawcza - polegająca na porównaniu wielkości mierzonej z odpowiednim wzorcem, który nie jest częścią przyrządu pomiarowego (np. pomiar długości wałka przez porównanie z wymiarem płytki wzorcowej za pomocą czujnika)..

Wymiar zewnętrzny: jest to długość pomiędzy powierzchniami lub krawędziami elementu, których wewnętrzne otoczenie jest wypełnione materiałem. Wymiarami wewnętrznymi są średnice otworów, natomiast wszystkie pozostałe wymiary uważa się za mieszane.

2. OPIS STANOWISKA

Do pomiarów zastosowano następujące przyrządy służące do pomiaru długości:

1. Passametr

Przyrząd pomiarowy służący do mierzenia wymiarów zewnętrznych metodą porównawczą (rys.1).

Między kowadełka ustawione na wymiar nominalny wykłada się mierzony detal, wycofując kowadełko ruchome.

Różnica między wymiarem nominalnym a rzeczywistym przedmiotu poprzez kowadełko ruchome, dźwignią z segmentem zębatym jest przenoszona na koło zębate i wskazówkę wskazującą odchyłkę od wymiaru nominalnego.

Rys.1. Zasada działania passametru: 1 - przedmiot kontrolowany, 2 - kowadełko ruchome, 3 - kowadełko nastawcze, 4 - segment zębaty, 5 - kółko zębate, 6 - wskazówka, 7 - przycisk cofający kowadełko, 8 - zacisk kowadełka nastawczego, 9 - wskaźnik pola tolerancji, 10 - pokrętło kowadełka nastawczego

2. Mikrokator

Czujnik sprężynowy służący do mierzenia wymiarów zewnętrznych metodą porównawczą ( rys. 2).

Unoszący się trzpień pomiarowy nagina sprężynę kątową, która powoduje zmianę napięcia sprężyny spiralnej, w której środku jest umocowana wskazówka. Gliceryna spełnia rolę tłumika wskazówki. Zakres pomiarowy mikrokatora wynosi ± 50 μm. Dla poprawnie przeprowadzonego pomiaru błąd nie przekracza ± 1% wartości odczytu.

Rys.2. Mikrokator - schemat budowy: 1 - trzpień pomiarowy, 2 - sprężyna kątowa, 3 - sprężyna spiralna (pasek folii 0,005÷0,25 mm), 4 - wskazówka, 5 - rurka z gliceryną

3. Średnicówka mikrometryczna

Przyrząd służący do mierzenia wymiarów wewnętrznych metodą bezpośrednią (rys. 3).

Pokrywając bęben, powoduje się przesuwanie końcówki mierniczej ruchomej, przez co zwiększa się lub zmniejsza długość średnicówki. Odczyt wskazania jest analogiczny jak w przypadku mikrometru. Zakres pomiarowy zmienia się, wymieniając końcówkę stałą. Błąd jest określany wzorem

p = ± (18+n) [μm]

gdzie n - liczba skręconych końcówek stałych.

Rys.3. Zasada działania średnicówki mikrometrycznej: 1 - końcówka miernicza stała, 2 - końcówka ruchoma, 3 - bęben z podziałką obwodową, 4 - tuleja stała, 5 - śruba mikrometryczna, 6 - podziałka

Rys.4. Ustawienie średnicówki mikrometrycznej podczas pomiaru

4. Średnicówka czujnikowa

Przyrząd służący do mierzenia średnic otworów metodą porównawczą (rys. 4).

Końcówka stała jest wymienna w zależności od średnicy mierzonego otworu.

Właściwe ustawienie średnicówki w mierzonym otworze jest określane zwrotnym położeniem wskazówki, co przedstawiono na rysunku 5.

W płaszczyźnie osi głównej otworu należy uzyskać wymiar najmniejszy, któremu odpowiada największe wychylenie wskazówki w prawo.

Rys.5. Budowa średnicówki czujnikowej: 1 - korpus, 2 - końcówka ruchoma, 3 - dźwignia, 4 - sprężyna, 5 - trzpień, 6 - czujnik zegarowy, 7 - oprawa czujnika, 8 - nakrętka zaciskowa, 9 - tulejka przesuwna, 10 - śruba blokująca, 11 - końcówka stała

Rys.5. Ustawienie średnicówki w otworze: 1 - korpus średnicówki, 2 - uchwyt do płytek wzorcowych, 3 - stos płytek wzorcowych

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA

1. Pomiary wymiarów zewnętrznych

1. Za pomocą passametru

Przed przystąpieniem do pomiarów wykonaliśmy następujące czynności:

a) określiliśmy wartość wymiaru nominalnego:

• złożyliśmy stos płytek wzorcowych na wymiar nominalny,

• zamocowaliśmy passametr w podstawie do mikrometru,

• odblokowaliśmy przesuw kowadełka nastawczego i wstawiliśmy między nie stos płytek wzorcowych,

• dosunęliśmy kowadełko nastawcze tak, aby na skali uzyskać zero i zablokowaliśmy

1. odsunęliśmy przyciskiem 7 kowadełko ruchome i w miejsce płytek wzorcowych wstawiliśmy przedmiot mierzony,

2. odczytaliśmy odchyłkę od wymiaru nominalnego,

3. pomiary wykonaliśmy dziesięciokrotnie (wyniki pomiarów w poniższej tabeli)

Lp.	Pomiary nominalny [mm]	Odchylenia od pomiaru nominalnego [mm]
1	2	3
1	29,30	- 0,002
2	29,30	+0,008
3	29,30	+0,004
4	29,30	+0,016
5	29,30	-0,006
6	29,30	+0,002
7	29,30	+0,004
8	29,30	+0,012
9	29,30	-0,006
10	29,30	-0,012

2. Za pomocą mikrokatora

Przed przystąpieniem do pomiarów wykonaliśmy następujące czynności:

a) określiliśmy wartość wymiaru nominalnego:

• złożyliśmy stos płytek wzorcowych na wymiar nominalny,

• odblokowaliśmy przesuw kowadełka nastawczego i wstawiliśmy między nie stos płytek wzorcowych,

• dosunęliśmy kowadełko nastawcze tak, aby na skali uzyskać zero i zablokowaliśmy

2. odsunęliśmy przyciskiem 7 kowadełko ruchome i w miejsce płytek wzorcowych wstawiliśmy przedmiot mierzony,

3. odczytaliśmy odchyłkę od wymiaru nominalnego,

4. pomiary wykonaliśmy dziesięciokrotnie (wyniki pomiarów w poniższej tabeli)

Lp.	Pomiary nominalny [mm]	Odchylenia od pomiaru nominalnego [mm]
1	2	3
1	29,29	-32
2	29,29	-7
3	29,29	-1
4	29,29	-12
5	29,29	+38
6	29,29	+11
7	29,29	+12
8	29,29	-20
9	29,29	-6
10	29,29	-24

2. Pomiary wymiarów wewnętrznych

3. Za pomocą średnicówki mikrometrycznej

Przed przystąpieniem do pomiarów wykonaliśmy następujące czynności:

1. dobraliśmy końcówkę mierniczą stałą odpowiednią do wymiaru nominalnego mierzonego otworu,

2. wprowadziliśmy średnicówkę do otworu,

3. dokonaliśmy pomiaru (prawidłowe ustawienie średnicówki w czasie mierzenia pokazano na rys. 4)

4. zablokowaliśmy obrót bębna i wyjęliśmy średnicówkę,

5. do odczytanego wskazania dodaliśmy długość końcówki stałej,

6. pomiary wykonaliśmy dziesięciokrotnie (wyniki pomiarów w poniższej tabeli)

Lp.	Pomiary wraz z końcówką stałą [mm]
1	2
1	79,96
2	79,98
3	79,95
4	79,90
5	79,93
6	79,94
7	79,99
8	79,98
9	79,98
10	79,92

4. Za pomocą średnicówki czujnikowej

Przed przystąpieniem do pomiarów wykonaliśmy następujące czynności:

1. określiliśmy wymiar nominalny średnicy otworu,

2. złożyliśmy stos płytek na wymiar nominalny,

3. zamocowaliśmy płytki wraz z wkładem płaskorównoległym w uchwycie do płytek wzorcowych,

4. zamocowaliśmy uchwyt z płytkami w podstawie mikrometru,

5. wybraliśmy i wkręciliśmy końcówkę stała odpowiednia do żądanego zakresu pomiaru,

6. zwolniliśmy śrubę ograniczającą zakres pomiaru i odblokowaliśmy obrót skali czujnika,

7. ustawiliśmy wskazanie zerowe,

8. wprowadziliśmy średnicówke do otworu mierzonego,

9. pomiary wykonaliśmy dziesięciokrotnie (wyniki pomiarów w poniższej tabeli)

Lp.	Pomiary nominalny [mm]	Odchylenia od pomiaru nominalnego [mm]
1	2	3
1	70,00	0,09
2	70,00	0,09
3	70,00	0,07
4	70,00	0,08
5	70,00	0,07
6	70,00	0,09
7	70,00	0,06
8	70,00	0,09
9	70,00	0,10
10	70,00	0,08
11	70,00	0,15
12	70,00	0,12

4. PRZYKŁAD PRZELICZENIA

Błędy wskazań poszczególnych przyrządów pomiarowych policzono metodą

T-Studenta:

Obliczenia pomiarów wykonanych passametrem

Pomiary:

1) 29,298 2) 29,308 3) 29,304

4) 29,316 5) 29,294 6) 29,302

Wartość średnia




Błąd średni pomiaru











Dla przedziału ufności 0,95 (czyli α = 0,05)

X = x ± t · S = 29,304 ± 2,447 · 0,003159

X=29,304 ± 0,0077

5. ZESTAWIENIE WYNIKÓW OBLICZEŃ

• passametr

OBLICZENIA POMIARÓW WYKONANYCH PASSAMETREM
WARTOŚCI DLA T - STUDENTA
WARTOŚĆ ŚREDNIA POMIARU	29,304
BŁĄD ŚREDNI POMIARU	0,00774
BŁAD ŚREDNI ŚREDNIEJ ARYTMETYCZNEJ	0,003159
WYNIK POMIARU POWINIEN BYĆ ZAWARTY W GRANICACH	29,304 ± 0,0077

• mikrokator

OBLICZENIA POMIARÓW WYKONANYCH MIKROKATOREM
WARTOŚCI DLA T - STUDENTA
WARTOŚĆ ŚREDNIA POMIARU	29,29
BŁĄD ŚREDNI POMIARU	0,0000236
BŁAD ŚREDNI ŚREDNIEJ ARYTMETYCZNEJ	0,0000096
WYNIK POMIARU POWINIEN BYĆ ZAWARTY W GRANICACH	29,29 ± 0,000024

• średnicówka mikrometryczna

OBLICZENIA POMIARÓW WYKONANYCH ŚREDNICÓWKĄ MIKROMETRYCZNĄ
WARTOŚCI DLA T - STUDENTA
WARTOŚĆ ŚREDNIA POMIARU	70,082
BŁĄD ŚREDNI POMIARU	0,0141
BŁAD ŚREDNI ŚREDNIEJ ARYTMETYCZNEJ	0,00574
WYNIK POMIARU POWINIEN BYĆ ZAWARTY W GRANICACH	70,082 ± 0,014

• średnicówka czujnikowa

OBLICZENIA POMIARÓW WYKONANYCH ŚREDNICÓWKĄ CZUJNIKOWĄ
WARTOŚCI DLA T - STUDENTA
WARTOŚĆ ŚREDNIA POMIARU	79,94
BŁĄD ŚREDNI POMIARU	0,0293
BŁAD ŚREDNI ŚREDNIEJ ARYTMETYCZNEJ	0,0093
WYNIK POMIARU POWINIEN BYĆ ZAWARTY W GRANICACH	79,94 ± 0,023

6. WNIOSKI

1

10

---